(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出部と、
前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出部と、
前記標準偏差補正値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された標準偏差補正値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する目標物検出画像生成部と
を備えたことを特徴とする目標物検出画像生成装置。
【請求項２】
前記レーダ画像は、前記特定地域の画像を前記レーダの進行方向を示すアジマス方向と前記レーダにより観測された電磁波の入射方向を示すレンジ方向との二次元で表し、
前記レファレンスセルは、前記アジマス方向に長くて前記レンジ方向に短い長方形状の画素領域である
ことを特徴とする請求項１記載の目標物検出画像生成装置。
【請求項３】
前記目標物検出画像生成装置は、さらに、
前記標準偏差補正値算出部により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出部を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の目標物検出画像生成装置。
【請求項４】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出部と、
前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出部と、
前記標準偏差補正値算出部により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出部と
を備えたことを特徴とする目標物検出装置。
【請求項５】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出処理と、
前記画素平均値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出処理と、
前記標準偏差補正値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された標準偏差補正値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する目標物検出画像生成処理とをコンピュータに実行させる目標物検出画像生成プログラム。
【請求項６】
前記レーダ画像は、前記特定地域の画像を前記レーダの進行方向を示すアジマス方向と前記レーダにより観測された電磁波の入射方向を示すレンジ方向との二次元で表し、
前記レファレンスセルは、前記アジマス方向に長くて前記レンジ方向に短い長方形状の画素領域である
ことを特徴とする請求項５記載の目標物検出画像生成プログラム。
【請求項７】
前記目標物検出画像生成プログラムは、さらに、
前記標準偏差補正値算出処理により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出処理を備える
ことを特徴とする請求項５または請求項６記載の目標物検出画像生成プログラム。
【請求項８】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出処理と、
前記画素平均値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出処理と、
前記標準偏差補正値算出処理により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出処理と
をコンピュータに実行させる目標物検出プログラム。
【請求項９】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部を備える目標物検出画像生成装置の目標物検出画像生成方法において、
レファレンスセル抽出部が、前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出し、
画素平均値算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出し、
画素標準偏差算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出し、
標準偏差補正値算出部が、前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出し、
目標物検出画像生成部が、前記標準偏差補正値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された標準偏差補正値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する
ことを特徴とする目標物検出画像生成装置の目標物検出画像生成方法。
【請求項１０】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部を備える目標物検出装置の目標物検出方法において、
レファレンスセル抽出部が、前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出し、
画素平均値算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出し、
画素標準偏差算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出し、
標準偏差補正値算出部が、前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出し、
目標物検出部が前記標準偏差補正値算出部により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する
ことを特徴とする目標物検出装置の目標物検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーダ観測により得られた画像データから目標物を検出するための目標物検出画像生成装置、目標物検出装置、クラッタ画像生成装置、目標物検出画像生成プログラム、目標物検出プログラム、クラッタ画像生成プログラム、目標物検出画像生成装置の目標物検出画像生成方法、目標物検出装置の目標物検出方法およびクラッタ画像生成装置のクラッタ画像生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一様なテクスチャを持った表面（例えば、海面）に存在する目標物（例えば、船舶）を画像から自動検出するためにＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）という方式が用いられている。
ＣＦＡＲは、レーダ観測された電磁波の入射強度を画素値として示す画像データから対象画素に対して小領域を抽出し、小領域の統計値に基づいて閾値（電磁波の入射強度）を決定し、対象画素の画素値と閾値とを比較して目標物を検出する方式である（非特許文献１、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｍ．Ｓｅｋｉｎｅ  ａｎｄ  Ｙ．  Ｍａｏ，Ｗｅｉｂｕｌｌ  Ｒａｄａｒ  Ｃｌｕｔｔｅｒ，Ｐｅｔｅｒ  Ｐｅｒｅｇｒｉｎｕｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９０
【非特許文献２】Ｓ．Ｓａｙａｍａ  ａｎｄ  Ｍ．Ｓｅｋｉｎｅ，”Ｗｅｉｂｕｌｌ，  ｌｏｇ−Ｗｅｉｂｕｌｌ  ａｎｄ  Ｋ−ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｇｒｏｕｎｄ  ｃｌｕｔｔｅｒ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎａｌｙｚｅｄ  ｂｙ  ＡＩＣ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｅｒｏｓｐ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｓｙｓｔ．，ｖｏｌ．３７，ｐｐ．１１０８−１１１３，２００１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＦＡＲには、以下のような課題が有る。
（１）ノイズとなる海面や地表からの散乱波（または放射波）の入射強度は入射角に依存するが、この入射角の影響が考慮されない。
（２）適当な閾値を決定することが難しい。閾値が小さいと目標物だけでなく一部の海面や地表も目標物として検出してしまい、閾値が大きいと目標物を検出できない場合がある。
（３）対象画素に対する小領域はある程度大きい必要があるため、小領域に多数の目標物が存在する可能性が高い。この場合、閾値が大きくなり、目標物の検出率が低下する。
【０００５】
本発明は、例えば、目標物だけを高い検出率で検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目標物検出画像生成装置は、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出部と、
前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出部と、
前記標準偏差補正値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された標準偏差補正値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する目標物検出画像生成部とを備える。
【０００７】
前記レーダ画像は、前記特定地域の画像を前記レーダの進行方向を示すアジマス方向と前記レーダにより観測された電磁波の入射方向を示すレンジ方向との二次元で表し、
前記レファレンスセルは、前記アジマス方向に長くて前記レンジ方向に短い長方形状の画素領域である。
【０００８】
前記目標物検出装置は、さらに、
前記標準偏差補正値算出部により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出部を備える。
【０００９】
本発明の目標物検出装置は、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出部と、
前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出部と、
前記標準偏差補正値算出部により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出部とを備える。
【００１０】
本発明の目標物検出画像生成装置は、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出部と、
前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する目標物検出画像生成部とを備える。
【００１１】
本発明のクラッタ画像生成装置は、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部と、
前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出部と、
前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出部と、
前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域の地表または海面を表示するクラッタ画像として生成するクラッタ画像生成部とを備える。
【００１２】
本発明の目標物検出画像生成プログラムは、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出処理と、
前記画素平均値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出処理と、
前記標準偏差補正値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された標準偏差補正値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する目標物検出画像生成処理とをコンピュータに実行させる。
【００１３】
前記レーダ画像は、前記特定地域の画像を前記レーダの進行方向を示すアジマス方向と前記レーダにより観測された電磁波の入射方向を示すレンジ方向との二次元で表し、
前記レファレンスセルは、前記アジマス方向に長くて前記レンジ方向に短い長方形状の画素領域である。
【００１４】
前記目標物検出プログラムは、さらに、
前記標準偏差補正値算出処理により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出処理を備える。
【００１５】
本発明の目標物検出プログラムは、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出処理と、
前記画素平均値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出する標準偏差補正値算出処理と、
前記標準偏差補正値算出処理により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する目標物検出処理とをコンピュータに実行させる。
【００１６】
本発明の目標物検出画像生成プログラムは、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出する画素標準偏差算出処理と、
前記画素標準偏差算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する目標物検出画像生成処理とをコンピュータに実行させる。
【００１７】
本発明のクラッタ画像生成プログラムは、
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出するレファレンスセル抽出処理と、
前記レファレンスセル抽出処理により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出する画素平均値算出処理と、
前記画素平均値算出処理により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域の地表または海面を表示するクラッタ画像として生成するクラッタ画像生成処理とをコンピュータに実行させる。
【００１８】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部を備える目標物検出画像生成装置の目標物検出画像生成方法は、
レファレンスセル抽出部が、前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出し、
画素平均値算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出し、
画素標準偏差算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出し、
標準偏差補正値算出部が、前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出し、
目標物検出画像生成部が、前記標準偏差補正値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された標準偏差補正値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する。
【００１９】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部を備える目標物検出装置の目標物検出方法は、
レファレンスセル抽出部が、前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出し、
画素平均値算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出し、
画素標準偏差算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出し、
標準偏差補正値算出部が、前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値と前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差とに基づいて、前記レファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素平均値と当該レファレンスセルの画素標準偏差との差を標準偏差補正値として算出し、
目標物検出部が前記標準偏差補正値算出部により算出された標準偏差補正値毎に当該標準偏差補正値と所定の検出閾値とを比較し、前記検出閾値より大きい標準偏差補正値に対応するターゲットセルを前記特定地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する。
【００２０】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部を備える目標物検出画像生成装置の目標物検出画像生成方法は、
レファレンスセル抽出部が、前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出し、
画素標準偏差算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の標準偏差を画素標準偏差として算出し、
目標物検出画像生成部が、前記画素標準偏差算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素標準偏差を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像として生成する。
【００２１】
特定地域で散乱した電磁波と前記特定地域から放射される電磁波とをレーダで観測して得られた画像データであって観測された電磁波の強度を画素値として示す画像データをレーダ画像として記憶するレーダ画像記憶部を備えるクラッタ画像生成装置のクラッタ画像生成方法は、
レファレンスセル抽出部が、前記レーダ画像記憶部に記憶されたレーダ画像から、所定数の画素から成る画素領域毎に当該画素領域をターゲットセルとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセルとして抽出し、
画素平均値算出部が、前記レファレンスセル抽出部により抽出されたレファレンスセル毎に、当該レファレンスセルの画素値の平均値を画素平均値として算出し、
クラッタ画像生成部が、前記画素平均値算出部により前記レファレンスセル毎に算出された画素平均値を当該レファレンスセル内のターゲットセルに対応する画素領域に設定した画像データを、前記特定地域の地表または海面を表示するクラッタ画像として生成する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、例えば、目標物検出画像を生成することにより目標物だけを高い検出率で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１におけるレーダ観測を示す図。
【図２】実施の形態１における目標物検出装置１００の機能構成図。
【図３】実施の形態１における目標物検出装置１００の目標物検出方法を示すフローチャート。
【図４】実施の形態１におけるレーダ画像１９１を示す図。
【図５】実施の形態１における観測地域２０１を表した図。
【図６】実施の形態１におけるレーダ画像１９１を示した図。
【図７】ＣＦＡＲによる目標物検出方法を示す概要図。
【図８】実施の形態１における平均値画像１９２を示した図。
【図９】実施の形態１における標準偏差画像１９３を示した図。
【図１０】実施の形態１におけるレファレンスセル１０１ｂの標準偏差の概念図。
【図１１】実施の形態１における目標物検出画像１９４を示した図。
【図１２】実施の形態１における（１）平均値画像１９２の画素値と（２）標準偏差画像１９３の画素値と（３）目標物検出画像１９４の画素値とを示すグラフ。
【図１３】実施の形態１における目標物検出装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
実施の形態１．
レーダ観測された電磁波の入射強度を画素値として示す画像データから対象画素を含んだ小領域を抽出し、小領域の標準偏差を対象画素に設定した標準偏差画像を生成し、標準偏差画像に基づいて目標物を検出する形態について説明する。
【００２５】
図１は、実施の形態１におけるレーダ観測を示す図である。
実施の形態１におけるレーダ観測について、図１に基づいて説明する。
【００２６】
レーダ２００は、人工衛星、航空機その他の飛行体に搭載され、アクティブ方式またはパッシブ方式で観測地域を観測する観測装置である。
アクティブ方式とは、電磁波を観測地域に向けて照射し、観測地域で反射して後方散乱した電磁波を入射し、入射した電磁波の強度を計測する方式である。
パッシブ方式とは、電磁波を照射しない方式であり、観測地域から放射される電磁波を入射し、入射した電磁波の強度を計測する方式である。
【００２７】
例えば、合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）はレーダ２００の一例である。
【００２８】
レーダ２００の進行方向を「アジマス方向」といい、電磁波の入射方向の水平成分を「レンジ方向」という。また、電磁波の入射方向と鉛直方向とが成す角度を「入射角（またはオフナディア角）」という。なお、地表面を平面で近似できる場合にのみ入射角とオフナディア角とが等しく、そうでない場合には入射角とオフナディア角とは異なる値を示す。
【００２９】
以下、レーダ２００で計測された電磁波の入射強度を画素値として示す画像データを「レーダ画像」という。
【００３０】
図２は、実施の形態１における目標物検出装置１００の機能構成図である。
実施の形態１における目標物検出装置１００の機能構成について、図２に基づいて説明する。
【００３１】
目標物検出装置１００（目標物検出画像生成装置、クラッタ画像生成装置の一例）は、装置記憶部１９０を備える。
【００３２】
装置記憶部１９０（レーダ画像記憶部の一例）は、目標物検出装置１００で使用される各種データを記憶装置を用いて記憶する。
例えば、レーダ画像１９１や後述するその他の画像データ、検出した目標物の座標値（目標物座標値１９５）は、装置記憶部１９０に記憶されるデータの一例である。
【００３３】
さらに、目標物検出装置１００は、レファレンスセル抽出部１１０、画素平均値算出部１２０、画素標準偏差算出部１３０、標準偏差補正値算出部１４０および目標物検出部１５０を備える。
【００３４】
レファレンスセル抽出部１１０は、装置記憶部１９０に記憶されたレーダ画像１９１から、所定数の画素から成る画素領域毎に、当該画素領域をターゲットセル１０１ａとして含む所定の大きさの画素領域をレファレンスセル１０１ｂとして抽出する。
【００３５】
画素平均値算出部１２０は、レファレンスセル抽出部１１０により抽出されたレファレンスセル１０１ｂ毎に、当該レファレンスセル１０１ｂの画素値の平均値を画素平均値１０２として算出する。
【００３６】
画素標準偏差算出部１３０は、レファレンスセル抽出部１１０により抽出されたレファレンスセル１０１ｂ毎に、当該レファレンスセル１０１ｂの画素値の標準偏差を画素標準偏差１０３として算出する。
【００３７】
標準偏差補正値算出部１４０は、画素平均値算出部１２０によりレファレンスセル１０１ｂ毎に算出された画素平均値１０２と画素標準偏差算出部１３０によりレファレンスセル１０１ｂ毎に算出された画素標準偏差１０３とに基づいて、レファレンスセル１０１ｂ毎に、当該レファレンスセル１０１ｂの画素平均値１０２と当該レファレンスセルの画素標準偏差１０３との差を標準偏差補正値１０４として算出する。
【００３８】
目標物検出部１５０は、標準偏差補正値算出部１４０により算出された標準偏差補正値１０４毎に当該標準偏差補正値１０４と所定の検出閾値とを比較し、検出閾値より大きい標準偏差補正値１０４に対応するターゲットセル１０１ａを観測地域に存在する目標物が表示された目標物領域として特定する。
目標物検出部１５０は、目標物領域に基づいて目標物が位置した地点の座標値を目標物座標値１９５として算出する。
【００３９】
さらに、目標物検出装置１００は、平均値画像生成部１２１、標準偏差画像生成部１３１および目標物検出画像生成部１４１を備える。
【００４０】
平均値画像生成部１２１（クラッタ画像生成部の一例）は、画素平均値算出部１２０によりレファレンスセル１０１ｂ毎に算出された画素平均値１０２を当該レファレンスセル１０１ｂ内のターゲットセル１０１ａに対応する画素領域に設定した画像データを、観測地域の地表または海面を表示するクラッタ画像（平均値画像１９２）として生成する。
【００４１】
標準偏差画像生成部１３１（目標物検出画像生成部の一例）は、画素標準偏差算出部１３０によりレファレンスセル１０１ｂ毎に算出された画素標準偏差１０３を当該レファレンスセル１０１ｂ内のターゲットセル１０１ａに対応する画素領域に設定した画像データを、観測地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像（標準偏差画像１９３）として生成する。
【００４２】
目標物検出画像生成部１４１は、標準偏差補正値算出部１４０によりレファレンスセル１０１ｂ毎に算出された標準偏差補正値１０４を当該レファレンスセル１０１ｂ内のターゲットセル１０１ａに対応する画素領域に設定した画像データを、観測地域に存在する目標物を表示する目標物検出画像１９４として生成する。
【００４３】
さらに、目標物検出装置１００は、画像表示部１６０を備える。
【００４４】
画像表示部１６０は、レーダ画像１９１、平均値画像１９２、標準偏差画像１９３、目標物検出画像１９４および目標物座標値１９５をディスプレイ装置に表示する。
【００４５】
レーダ画像１９１は、観測地域の画像をレーダ２００の進行方向を示すアジマス方向とレーダ２００により観測された電磁波の入射方向を示すレンジ方向との二次元で表す。
例えば、レファレンスセル１０１ｂは、アジマス方向に長くてレンジ方向に短い長方形状の画素領域である。
【００４６】
図３は、実施の形態１における目標物検出装置１００の目標物検出方法を示すフローチャートである。
実施の形態１における目標物検出方法の処理の流れについて、図３に基づいて説明する。
【００４７】
まず、目標物検出方法（目標物検出画像生成方法、クラッタ画像生成方法の一例）の概要について説明する。
【００４８】
レファレンスセル抽出部１１０は、レーダ画像１９１からターゲットセル１０１ａを選択し（Ｓ１１０）、レーダ画像１９１からレファレンスセル１０１ｂを抽出する（Ｓ１１１）。
画素平均値算出部１２０はレファレンスセル１０１ｂの画素平均値１０２を算出し（Ｓ１２０）、平均値画像生成部１２１は画素平均値１０２をターゲットセル１０１ａに対応する平均値画像１９２の画素領域に設定する（Ｓ１２１）。
画素標準偏差算出部１３０はレファレンスセル１０１ｂの画素標準偏差１０３を算出し（Ｓ１３０）、標準偏差画像生成部１３１は画素標準偏差１０３をターゲットセル１０１ａに対応する標準偏差画像１９３の画素領域に設定する（Ｓ１３１）。
標準偏差補正値算出部１４０は画素平均値１０２と画素標準偏差１０３との差を標準偏差補正値１０４として算出し（Ｓ１４０）、目標物検出画像生成部１４１は標準偏差補正値１０４をターゲットセル１０１ａに対応する目標物検出画像１９４の画素領域に設定する（Ｓ１４１）。
【００４９】
Ｓ１１０〜Ｓ１４１を全てのターゲットセル１０１ａを対象にして実行した後（Ｓ１４９：ＮＯ）、目標物検出部１５０は、目標物検出画像１９４から検出閾値より大きい画素領域を目標物領域として特定し（Ｓ１５０）、特定した目標物領域に対応する座標値を目標物座標値１９５として算出する（Ｓ１５１）。
画像表示部１６０は、目標物検出画像１９４（または、平均値画像１９２、標準偏差画像１９３）や目標物座標値１９５を表示する。
【００５０】
次に、目標物検出方法の詳細について説明する。
【００５１】
Ｓ１１０において、レファレンスセル抽出部１１０は、Ｓ１１１〜Ｓ１４１の処理対象とする画素領域をレーダ画像１９１から順に選択する。
以下、Ｓ１１０で選択された画素領域を「ターゲットセル１０１ａ」という。
【００５２】
図４は、実施の形態１におけるレーダ画像１９１を示す図である。
実施の形態１におけるレーダ画像１９１について、図４に基づいて説明する。
【００５３】
レーダ画像１９１は、観測地域の画像をアジマス方向とレンジ方向との二次元で表すデータであり、画素（ピクセル）毎に当該画素の画素値として当該画素に対応する地域から観測した電磁波の入射強度を示す。
【００５４】
例えば、レファレンスセル抽出部１１０は、レーダ画像１９１からターゲットセル１０１ａとして１画素ずつ選択する。
但し、ターゲットセル１０１ａは、複数の画素から成るｎ画素×ｎ画素の正方形の画素領域またはｎ画素×ｍ画素の長方形の画素領域であっても構わない。
【００５５】
図３に戻り、Ｓ１１１から説明を続ける。
【００５６】
Ｓ１１１において、レファレンスセル抽出部１１０は、ターゲットセル１０１ａを含んだ所定の大きさの画素領域をレーダ画像１９１から抽出する。
以下、Ｓ１１１で抽出された画素領域を「レファレンスセル１０１ｂ」という。
【００５７】
図４に示すように、レファレンスセル１０１ｂはターゲットセル１０１ａを含んだ画素領域である。
レファレンスセル１０１ｂは、アジマス方向が長くてレンジ方向が短い長方形の画素領域であることが好ましい。理由については後述する。
【００５８】
例えば、レファレンスセル抽出部１１０は、ターゲットセル１０１ａを中心の画素（または端部の画素）にして１０画素（アジマス方向）×３画素（レンジ方向）のレファレンスセル１０１ｂをレーダ画像１９１から抽出する。
Ｓ１１１の後、Ｓ１２０に進む。
【００５９】
Ｓ１２０において、画素平均値算出部１２０は、レファレンスセル１０１ｂの画素値の平均値を算出する。
例えば、画素平均値算出部１２０は、１０画素×３画素のレファレンスセル１０１ｂに対してレファレンスセル１０１ｂを構成する３０画素の画素値の平均値を算出する。
以下、Ｓ１２０で算出された平均値を「画素平均値１０２」という。
Ｓ１２０の後、Ｓ１２１に進む。
【００６０】
Ｓ１２１において、平均値画像生成部１２１は、ターゲットセル１０１ａに対応する平均値画像１９２の画素領域に画素平均値１０２を画素値として設定する。
例えば、ターゲットセル１０１ａがレーダ画像１９１内の座標値（ｕ，ｖ）で特定される画素である場合、平均値画像生成部１２１は、平均値画像１９２内の座標値（ｕ，ｖ）で特定される画素に画素平均値１０２を設定する。
Ｓ１２１の後、Ｓ１３０に進む。
【００６１】
Ｓ１３０において、画素標準偏差算出部１３０は、レファレンスセル１０１ｂの画素値の標準偏差を算出する。
例えば、画素標準偏差算出部１３０は、１０画素×３画素のレファレンスセル１０１ｂに対してレファレンスセル１０１ｂを構成する３０画素の画素値の標準偏差を算出する。
以下、Ｓ１３０で算出された標準偏差を「画素標準偏差１０３」という。
Ｓ１３０の後、Ｓ１３１に進む。
【００６２】
Ｓ１３１において、標準偏差画像生成部１３１は、ターゲットセル１０１ａに対応する標準偏差画像１９３の画素領域に画素標準偏差１０３を画素値として設定する。
例えば、ターゲットセル１０１ａがレーダ画像１９１内の座標値（ｕ，ｖ）で特定される画素である場合、標準偏差画像生成部１３１は、標準偏差画像１９３内の座標値（ｕ，ｖ）で特定される画素に画素標準偏差１０３を設定する。
Ｓ１３１の後、Ｓ１４０に進む。
【００６３】
Ｓ１４０において、標準偏差補正値算出部１４０は、画素平均値１０２と画素標準偏差１０３との差を算出する。
例えば、標準偏差補正値算出部１４０は、画素標準偏差１０３から画素平均値１０２を差し引いた値（または、その絶対値）を算出する。
以下、Ｓ１４０で算出した値を「標準偏差補正値１０４」という。
Ｓ１４０の後、Ｓ１４１に進む。
【００６４】
Ｓ１４１において、目標物検出画像生成部１４１は、ターゲットセル１０１ａに対応する目標物検出画像１９４の画素領域に画素標準偏差１０３を画素値として設定する。
例えば、ターゲットセル１０１ａがレーダ画像１９１内の座標値（ｕ，ｖ）で特定される画素である場合、目標物検出画像生成部１４１は、目標物検出画像１９４内の座標値（ｕ，ｖ）で特定される画素に標準偏差補正値１０４を設定する。
Ｓ１４１の後、Ｓ１４９に進む。
【００６５】
Ｓ１４９において、レファレンスセル抽出部１１０は、ターゲットセル１０１ａとして選択していない画素領域がレーダ画像１９１に残っているか否かを判定する。
但し、レファレンスセル抽出部１１０は、レーダ画像１９１の全ての画素をターゲットセル１０１ａとして選択せずに、レーダ画像１９１から画素を間引きながらターゲットセル１０１ａを選択しても構わない。例えば、レファレンスセル抽出部１１０は、Ｓ１１０において１画素から成るターゲットセル１０１ａをｎ画素おきに選択する。１画素から成るターゲットセル１０１ａをアジマス方向（またはレンジ方向）に１画素おきに選択すれば、ターゲットセル１０１ａとして選択する画素の数が二分の一に減るため、Ｓ１１０〜Ｓ１４１の計算量および処理時間を二分の一に抑えることができる。また、１画素から成るターゲットセル１０１ａをアジマス方向とレンジ方向とのそれぞれで１画素おきに選択すれば、ターゲットセル１０１ａとして選択する画素の数が四分の一に減るため、Ｓ１１０〜Ｓ１４１の計算量および処理時間を四分の一に抑えることができる。
ターゲットセル１０１ａの対象にする画素領域のうち未選択の画素領域が残っている場合（ＹＥＳ）、Ｓ１１０に戻る。
ターゲットセル１０１ａの対象にする画素領域のうち未選択の画素領域が残っていない場合（ＮＯ）、Ｓ１５０に進む。
【００６６】
Ｓ１５０において、目標物検出部１５０は、目標物検出画像１９４に設定された画素値を所定の検出閾値と比較し、検出閾値より大きい画素値が設定された画素領域を目標物領域として特定する。目標物領域とは、観測地域に存在する目標物が表示された画素領域のことである。目標物検出部１５０は後述するＣＦＡＲにより目標物領域を特定してもよい。つまり、目標物検出部１５０はＣＦＡＲにより画素領域（後述するターゲットセル）毎に検出閾値を算出し、算出した検出閾値と画素領域の画素値とを比較して目標物領域を特定してもよい。
Ｓ１５０の後、Ｓ１５１に進む。
【００６７】
Ｓ１５１において、目標物検出部１５０は、レーダ画像１９１を取得したレーダ２００の飛行位置の座標値（例えば、緯度、経度、高度）やレーダ２００により観測された電磁波の入射角などのレーダ観測情報に基づいて、目標物領域に対応する座標値を算出する。レーダ観測情報は装置記憶部１９０に予め記憶されているものとする。
以下、Ｓ１５１で算出した座標値を「目標物座標値１９５」という。目標物座標値１９５は、目標物領域に対応する座標値、つまり、目標物が存在する場所を特定する座標値（例えば、緯度と経度）を示す。
【００６８】
例えば、レーダ観測情報は電磁波の入射強度を観測した観測時刻を含む。目標物検出部１５０は、目標物検出画像１９４の目標物領域に対応するレーダ画像１９１の画素領域を特定し、特定した画素領域に設定された入射強度の観測時刻を取得し、観測時刻のレーダ２００の座標値を取得し、観測時刻の電磁波の入射角を取得する。そして、目標物検出部１５０は、レーダ２００の座標値を通る入射角方向のベクトルを算出し、観測地域の海面又は地表を表す平面を算出し、算出したベクトルと平面との交点の座標値を目標物座標値１９５として算出する。
また、レーダ画像１９１の画素に対応付けて観測地域の座標値を示す画像座標データを装置記憶部１９０に予め記憶しておいてもよい。この場合、目標物検出部１５０は、目標物検出画像１９４の目標物領域に対応するレーダ画像１９１の画素領域を算出し、算出した画素領域に対応する座標値を画像座標値データから目標物座標値１９５として取得する。
【００６９】
Ｓ１５１の後、Ｓ１６０に進む。
【００７０】
Ｓ１６０において、画像表示部１６０は、レーダ画像１９１、平均値画像１９２、標準偏差画像１９３、目標物検出画像１９４または目標物座標値１９５の少なくともいずれかをディスプレイ装置に表示する。
Ｓ１６０により、目標物検出方法の処理は終了する。
【００７１】
次に、レーダ画像１９１、平均値画像１９２、標準偏差画像１９３および目標物検出画像１９４について説明する。
【００７２】
図５は、実施の形態１における観測地域２０１を表した図である。
図５に示す観測地域２０１は、２０度から６５度の入射角でレーダ観測を行った約２０キロメートル四方の海域である。
観測地域２０１内には複数の船舶２０２（目標物の一例）が存在している。
【００７３】
図６は、実施の形態１におけるレーダ画像１９１を示した図である。
図６に示すレーダ画像１９１は図５に示した観測地域２０１を映しており、レンジ方向の座標値が小さい画素領域ほどレーダ観測の入射角が小さく、レンジ方向の座標値が大きい画素領域ほどレーダ観測の入射角が大きい。
【００７４】
また、レーダ画像１９１の画素は、観測された入射強度が大きいほど明るく（白く）、観測された入射強度が小さいほど暗い（黒い）。
つまり、観測地域２０１に存在する船舶２０２（目標物の一例）はレーダ２００からの電磁波をレーダ２００に向けて反射（後方散乱）するため、船舶２０２を表示した画素領域は明るい。
一方、観測地域２０１の海面（特に、波が静かな海面）（クラッタの一例）はレーダ２００からの電磁波のほとんどの成分をレーダ２００と反対側に鏡面反射し、レーダ２００に向けて後方散乱する電磁波の成分は少ないため、海面を映した画素領域は暗い。
【００７５】
但し、入射角を小さくすると海面からレーダ２００に向けて後方散乱する電磁波の成分が増えるため、レンジ方向の座標値が小さい画素領域は明るい。逆に、入射角を大きくすると海面からレーダ２００に向けて後方散乱する電磁波の成分が減るため、レンジ方向の座標値が大きい画素領域は暗い。
【００７６】
これらの事象は、観測地域２０１が海面ではなく地表（クラッタの一例）であり、目標物が船舶２０２でなく車両などの地物であっても同様に起きる。
【００７７】
図６に示すようなレーダ画像１９１から目標物（例えば、船舶２０２）を検出する方法として「ＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌａｒｍ  Ｒａｔｅ）」という方法がある。
【００７８】
図７は、ＣＦＡＲによる目標物検出方法を示す概要図である。
ＣＦＡＲによる目標物検出方法について、図７に基づいて説明する。
【００７９】
ＣＦＡＲでは、ターゲットセル２１０毎に、ガードセル２１１とレファレンスセル２１２とを設定する（図７（１））。
ガードセル２１１はターゲットセル２１０の周囲の画素領域であり、レファレンスセル２１２はガードセル２１１の周囲の画素領域である。
【００８０】
次に、レファレンスセル２１２の画素値の分布を示すヒストグラム２１３に基づいて、レファレンスセル２１２の標準偏差ｓおよび平均値ｍを算出し、平均値ｍに標準偏差ｓの定数Ｎ倍を加算した値を閾値Ｔとして算出する（図７（２））。
そして、ターゲットセル２１０の画素値（例えば、平均値）と閾値Ｔとを比較し、ターゲットセル２１０の画素値が大きければターゲットセル２１０を目標物の画素領域として検出する。
【００８１】
つまり、ＣＦＡＲは、閾値Ｔを定める定数Ｎが適切な値でなければ、目標物を正確に検出することはできない。閾値Ｔが小さければ目標物だけでなく一部の海面や地表も目標物として検出してしまい、閾値Ｔが大きければ目標物を検出できないためである。
また、ＣＦＡＲはガードセル２１１の周囲の画素領域をレファレンスセル２１２として使用するため、レファレンスセル２１２が大きな領域になってしまう。このため、図５のようにレーダ画像１９１に多数の目標物（船舶２０２）が存在している場合、レファレンスセル２１２に複数の目標物を含んでしまい、複数の目標物の画素値によって平均値ｍおよび標準偏差ｓが大きくなり、閾値Ｔが大きくなってしまう。その結果、ターゲットセル２１０に目標物が映っていても、ターゲットセル２１０を目標物の画素領域として検出できない。
さらに、レファレンスセル２１２はレンジ方向にも大きいため、レーダ画像１９１の画素値をレンジ方向によって変化させてしまう「レーダ観測における入射角の影響（図６参照）」を受けてしまい、目標物を正確に検出することが難しい。
【００８２】
図８は、実施の形態１における平均値画像１９２を示した図である。
図８に示す平均値画像１９２は、図６に示したレーダ画像１９１から生成したものである。
平均値画像１９２は、画素領域（ターゲットセル１０１ａ）毎に、当該画素領域を含んだ参照領域（レファレンスセル１０１ｂ）の画素値の平均値を当該画素領域の画素値として設定した画像である（図３のＳ１２０、Ｓ１２１参照）。
【００８３】
平均値画像１９２で使用するレファレンスセル１０１ｂ（図４参照）は、ガードセルが不要なためＣＦＡＲ（図７参照）のレファレンスセル２１２より小さくすることができる。レファレンスセル１０１ｂが小さければ、レファレンスセル１０１ｂに複数の目標物が含まれる可能性は低い。
そのため、レファレンスセル１０１ｂに映るほとんどの部分は海面または地表であり、レファレンスセル１０１ｂの画素値の平均値は海面または地表面の画素値に近い値になる。
【００８４】
また、平均値画像１９２で使用するレファレンスセル１０１ｂ（図４参照）はレンジ方向に短い（入射角の範囲が狭い）。
【００８５】
そのため、平均値画像１９２は、レーダ観測における入射角の影響（図６参照）を軽減し、目標物ではなく海面または地表（クラッタ）を強調して（高コントラストで）表示する。
【００８６】
図９は、実施の形態１における標準偏差画像１９３を示した図である。
図９に示す標準偏差画像１９３は、図６に示したレーダ画像１９１から生成したものである。
標準偏差画像１９３は、画素領域（ターゲットセル１０１ａ）毎に、当該画素領域を含んだ参照領域（レファレンスセル１０１ｂ）の画素値の標準偏差を当該画素領域の画素値として設定した画像である（図３のＳ１３０、Ｓ１３１参照）。
【００８７】
図１０は、実施の形態１におけるレファレンスセル１０１ｂの標準偏差の概念図である。
図１０（１）は、目標物の画素領域のヒストグラム２２０と、目標物の画素領域を除いたレファレンスセル１０１ｂのヒストグラム２２１とを別々に示している。
図１０（２）は、目標物の画素領域を含んだレファレンスセル１０１ｂのヒストグラム２２２を示している。ヒストグラム２２２はヒストグラム２２０とヒストグラム２２１とを結合したものである。
【００８８】
図１０（２）に示すように、レファレンスセル１０１ｂに目標物が含まれる場合、レファレンスセル１０１ｂの標準偏差ｓは大きくなる。つまり、（２）目標物を含んだレファレンスセル１０１ｂと（１）目標物を含まないレファレンスセル１０１ｂとでは標準偏差ｓが大きく異なる。
【００８９】
また、標準偏差画像１９３で使用するレファレンスセル１０１ｂ（図４参照）はレンジ方向に短い（入射角の範囲が狭い）。
【００９０】
そのため、標準偏差画像１９３は、レーダ観測における入射角の影響（図６参照）を軽減し、目標物を強調して表示する。
【００９１】
図１１は、実施の形態１における目標物検出画像１９４を示した図である。
図１１に示す目標物検出画像１９４は、図８に示した平均値画像１９２と図９に示した標準偏差画像１９３とから生成したものである。
目標物検出画像１９４は、画素領域（ターゲットセル１０１ａ）毎に、平均値画像１９２の画素値と標準偏差画像１９３の画素値との差を当該画素領域の画素値として設定した画像である（図３のＳ１４０、Ｓ１４１参照）。
【００９２】
図１２は、実施の形態１における（１）平均値画像１９２の画素値と（２）標準偏差画像１９３の画素値と（３）目標物検出画像１９４の画素値とを示すグラフである。
（１）平均値画像１９２、（２）標準偏差画像１９３および（３）目標物検出画像１９４から特定の第ｕ列を抽出し、抽出した第ｕ列の画素値［ｄＢ］をグラフ化して図１２に示した。横軸にレンジ方向の座標値を示し、縦軸に画素値（入射強度）を示す。
【００９３】
（３）目標物検出画像１９４の画素値は、（２）標準偏差画像１９３の画素値から（１）平均値画像１９２の画素値を差し引いた値を示している。
つまり、（３）目標物検出画像１９４の画素値は、目標物を強調している（２）標準偏差画像１９３の画素値から海面または地表を強調している（１）平均値画像１９２の画素値を差し引いた値であって、目標物をより強調した値である。
また、（３）目標物検出画像１９４の画素値は、（１）平均値画像１９２の画素値と（２）標準偏差画像１９３の画素値とに共通して含まれる「レーダ観測における入射角の影響（図６参照）」を除去した値である。
【００９４】
つまり、目標物検出画像１９４は、レーダ観測における入射角の影響を除去し、目標物を強調して表示する。
【００９５】
図１２の場合、例えば、−５［ｄＢ］程度の検出閾値を用いることにより、（３）目標物検出画像１９４の画素値に基づいて目標物の画素領域を正確に検出することができる。検出閾値より画素値が大きい画素領域が目標物の画素領域である。
【００９６】
図１３は、実施の形態１における目標物検出装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図１３において、目標物検出装置１００は、ＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信装置９１５、ディスプレイ装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ドライブ装置９０４、プリンタ装置９０５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。ドライブ装置９０４は、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）などの記憶媒体を読み書きする装置である。
【００９７】
通信装置９１５は、有線または無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット、電話回線などの通信網に接続している。
【００９８】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、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。
【００９９】
プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが含まれる。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。すなわち、目標物検出プログラム（目標物検出画像生成プログラム、クラッタ画像生成プログラムの一例）は、「〜部」としてコンピュータを機能させるものであり、また「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【０１００】
ファイル群９２４には、実施の形態において説明する「〜部」で使用される各種データ（入力、出力、判定結果、計算結果、処理結果など）が含まれる。
【０１０１】
実施の形態において構成図およびフローチャートに含まれている矢印は主としてデータや信号の入出力を示す。
【０１０２】
実施の形態において「〜部」として説明するものは「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせのいずれで実装されても構わない。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  目標物検出装置、１０１ａ  ターゲットセル、１０１ｂ  レファレンスセル、１０２  画素平均値、１０３  画素標準偏差、１０４  標準偏差補正値、１１０  レファレンスセル抽出部、１２０  画素平均値算出部、１２１  平均値画像生成部、１３０  画素標準偏差算出部、１３１  標準偏差画像生成部、１４０  標準偏差補正値算出部、１４１  目標物検出画像生成部、１５０  目標物検出部、１６０  画像表示部、１９０  装置記憶部、１９１  レーダ画像、１９２  平均値画像、１９３  標準偏差画像、１９４  目標物検出画像、１９５  目標物座標値、２００  レーダ、２０１  観測地域、２０２  船舶、２１０  ターゲットセル、２１１  ガードセル、２１２  レファレンスセル、２２０，２２１，２２２  ヒストグラム、９０１  ディスプレイ装置、９０２  キーボード、９０３  マウス、９０４  ドライブ装置、９０５  プリンタ装置、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信装置、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。
【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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【図７】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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