(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する地物情報判読用画像生成方法において、
前記レーダ装置で撮影された地域の、送受信モードが異なる低解像度の２重偏波レーダ画像データを、前記レーダ装置で撮影された地域の、前記２重偏波とは異なる送受信モードである高解像度の単偏波レーダ画像データの解像度に合わせてサンプリングするステップと、
前記サンプリングされた低解像度の２重偏波レーダ画像データ及び前記高解像度の単偏波レーダ画像データに色情報を割り当てるステップと、
前記色情報が割り当てられた低解像度の２重偏波レーダ画像データ及び高解像度の単偏波レーダ画像データを合成するステップと
を含む地物情報判読用画像生成方法。
【請求項２】
飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する地物情報判読用画像生成方法において、
前記レーダ装置で撮影された地域の、送受信モードが異なる低解像度の３種類の偏波レーダ画像データを、前記レーダ装置で撮影された地域の、少なくとも前記３種類の偏波の１つと送受信モードが同一である高解像度の単偏波レーダ画像データの解像度に合わせてサンプリングするステップと、
前記サンプリングされた３種類の偏波レーダ画像データを主成分分析し第１の第１成分を抽出するステップと、
前記単偏波レーダ画像データと、これとは異なる２重偏波レーダ画像データを主成分分析し第２の第１成分を抽出するステップと、
前記第１の第１成分を前記第２の第１成分で置換したものを逆主成分分析し、画像データを生成するステップと
を含む地物情報判読用画像生成方法。
【請求項３】
飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する地物情報判読用画像生成方法において、
前記レーダ装置で撮影された地域の、送受信モードが異なる低解像度の３種類の偏波レーダ画像データを、前記レーダ装置で撮影された地域の、少なくとも前記３種類の偏波の１つと送受信モードが同一である高解像度の単偏波レーダ画像データの解像度に合わせてサンプリングするステップと、
前記サンプリングされた３種類の偏波レーダ画像データをＨＳＩ変換し第１の明度成分を抽出するステップと、
前記単偏波レーダ画像データと、これとは異なる２重偏波レーダ画像データをＨＳＩ変換し第２の明度成分を抽出するステップと、
前記第１の明度成分を前記第２の明度成分で置換したものを逆ＨＳＩ変換し、画像データを生成するステップと
を含む地物情報判読用画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星等の飛翔体に搭載され、撮影対象地域の地表面を広範囲にわたり撮影して地表の状況を取得するレーダ装置により得られるレーダ画像データを利用して地物情報判読用画像を生成する地物情報判読用画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地表面に照射した電波（マイクロ波パルス）の反射波を測定する能動型センサとしてレーダ装置がある。レーダ装置の一例として、例えば合成開口レーダ（SAR：Synthetic Aperture Radar）がある。合成開口レーダは、マイクロ波の特性を利用して、昼夜、天候に関係なく、広域を面的に撮影することができる。最新の人工衛星搭載型の合成開口レーダには、地上解像度が１ｍのものが出てきている。一般に人工衛星や航空機などのプラットフォームから撮影した合成開口レーダ画像（以下、「ＳＡＲ画像」という）は、複雑な散乱メカニズムやノイズの影響等により地物の判読が難しいとされている。
【０００３】
現在打ち上げられている合成開口レーダ搭載の人工衛星において、多偏波（二重偏波〜四重偏波）のＳＡＲ画像を取得するときには、例えば解像度や撮影範囲に制約を受けるものが多く、一方、単偏波画像ではそのような制約を受けることは少ない。しかし、たとえ高解像度のＳＡＲ画像を取得できたとしても、ＳＡＲ画像は、上記のとおり光学画像と比較して、複雑な散乱メカニズム等の影響により視認性が低く、補正なしには人間の目で見えるように画像化することが難しい。
【０００４】
一方、光学画像は、可視域の波長を用いているために、人が肉眼で見るものと同じ情報が得られ、地物を判読しやすい長所を持っている。光学画像の多くはカラー画像である。
【０００５】
そこで、上記単偏波のＳＡＲ画像と光学画像を組み合わせて、データフュージョンにより地物情報を的確に把握しようとする試みがなされている（例えば、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「合成開口レーダによるリモートセンシングの商用化に関する調査研究（要旨）」，システム技術開発調査研究  １７−Ｒ−６，財団法人機械システム振興協会（委託先  財団法人資源探査用観測システム研究開発機構），平成１８年３月，ｐ．１１−１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、多偏波のＳＡＲ画像（マルチスペクトル画像に相当）は、地物の特徴や形状の情報をより多く含んでおり、画像判読の手助けとなるが、人工衛星に搭載した合成開口レーダ（衛星ＳＡＲ）では、データ量、撮影範囲の関係から、一般に高い地上解像度を得ることが難しかった。また単偏波のＳＡＲ画像は空間分解能が高いものの、複雑な散乱メカニズム等の影響により視認性が低く、補正なしには人間の目で見えるように画像化することは難しかった。
【０００８】
これまで単偏波のＳＡＲ画像と多偏波のＳＡＲ画像を組み合わせて地物情報判読用の画像として用いられることはほとんどなかった。その理由としては、単偏波（高解像度）のＳＡＲ画像と多偏波（低解像度）のＳＡＲ画像を組み合わせて合成画像を作成する場合、一般にＨＳＩ変換法や主成分分析、Ｂｒｏｖｅｙ変換法などを利用し、多偏波のＳＡＲ画像の明度（ＩやＤＮ値）を単偏波のＳＡＲ画像の明度に置き換えることになるが、これでは単偏波で使用している偏波における明度が支配的となり自然な画像とならなかったということが挙げられる。
【０００９】
例えば送受信モードがＨＨ偏波（水平偏波で送信・水平偏波で受信）での撮影画像では暗いが、ＶＶ偏波（垂直偏波で送信・垂直偏波で受信）での撮影画像では明るいピクセルは、明度については中間の明るさになるのが好ましいと考えられるが、単偏波のＳＡＲ画像の偏波モードがＨＨ偏波の場合、多偏波のＳＡＲ画像の明度をこのＨＨ偏波の情報だけで置き換えると暗いピクセルになってしまい、色味（偏波情報）も判読しづらくなってしまう。
【００１０】
斯かる点に鑑み、この発明の目的は、高解像度の単偏波のレーダ画像と低解像度の多偏波のレーダ画像とを組み合わせて、より容易に地物情報の判読が可能な合成画像を生成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の側面においては、飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する際、まずレーダ装置で撮影された地域の低解像度の多偏波レーダ画像データの各々に色情報を割り当てる。次に、その色情報が割り当てられた低解像度の多偏波レーダ画像データと、レーダ装置で撮影された地域の高解像度の単偏波レーダ画像データを合成し、高解像度のカラーレーダ画像データを得る。
【００１２】
上記第１の側面によれば、レーダ装置で撮影された地域の低解像度の多偏波レーダ画像データに色情報が割り当てられ、その色情報が割り当てられた低解像度の多偏波レーダ画像データと、レーダ装置で撮影された地域の高解像度の単偏波レーダ画像データが合成されることにより、色情報を持った判読し易い高解像度の合成レーダ画像データが生成される。
【００１３】
また本発明の第２の側面においては、飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する際、まずレーダ装置で撮影された地域の、送受信モードが異なる低解像度の２重偏波レーダ画像データを、レーダ装置で撮影された地域の、当該２重偏波とは異なる送受信モードである高解像度の単偏波レーダ画像データの解像度に合わせてサンプリングする。次に、そのサンプリングされた低解像度の２重偏波レーダ画像データ及び高解像度の単偏波レーダ画像データに色情報を割り当てる。そして、色情報が割り当てられた低解像度の多偏波レーダ画像データ及び高解像度の単偏波レーダ画像データを合成し、高解像度のカラーレーダ画像データを得る。
【００１４】
上記第２の側面によれば、単偏波レーダ画像の解像度に合わせてサンプリングされた所定の低解像度の２重偏波レーダ画像データ及び当該高解像度の単偏波レーダ画像データに色情報が割り当てられ、その色情報が割り当てられた低解像度の多偏波レーダ画像データ及び高解像度の単偏波レーダ画像データが合成されることにより、色情報を持った判読し易い高解像度の合成レーダ画像データが生成される。
【００１５】
また本発明の第３の側面においては、飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する際、まずレーダ装置で撮影された地域の、送受信モードが異なる低解像度の３種類の偏波レーダ画像データを、レーダ装置で撮影された地域の、少なくとも当該３種類の偏波の１つと送受信モードが同一である高解像度の単偏波レーダ画像データの解像度に合わせてサンプリングする。次に、そのサンプリングされた３重偏波レーダ画像データを主成分分析し第１の第１成分を抽出する。また、単偏波レーダ画像データと、これとは異なる２重偏波レーダ画像データを主成分分析し第２の第１成分を抽出する。そして、第１の第１成分を第２の第１成分で置換したものを逆主成分分析し、高解像度のカラーレーダ画像データを生成する。
【００１６】
上記第３の側面によれば、単偏波レーダ画像の解像度に合わせてサンプリングされた所定の３種類の偏波レーダ画像データが主成分分析され第１の第１成分が抽出され、また、単偏波レーダ画像データと、これとは異なる２重偏波レーダ画像データが主成分分析され第２の第１成分が抽出される。そして、第１の第１成分を第２の第１成分で置換したものを逆主成分分析し、高解像度のカラーレーダ画像データが生成される。
【００１７】
また本発明の第４の側面においては、飛翔体に搭載したレーダ装置から得られる、偏波を利用して撮影されたレーダ画像データを基に地物情報判読用画像を生成する際、まずレーダ装置で撮影された地域の、送受信モードが異なる低解像度の３種類の偏波レーダ画像データを、レーダ装置で撮影された地域の、少なくとも当該３重偏波の１つと送受信モードが同一である高解像度の単偏波レーダ画像データの解像度に合わせてサンプリングする。次に、そのサンプリングされた３種類の偏波レーダ画像データをＨＳＩ変換し第１の明度成分を抽出する。また、単偏波レーダ画像データと、これとは異なる２重偏波レーダ画像データをＨＳＩ変換し第２の明度成分を抽出する。そして、第１の明度成分を第２の明度成分で置換したものが逆ＨＳＩ変換され、高解像度のカラーレーダ画像データを生成する。
【００１８】
上記第４の側面によれば、単偏波レーダ画像の解像度に合わせてサンプリングされた所定の３種類の偏波レーダ画像データがＨＳＩ変換され第１の明度成分が抽出され、また、単偏波レーダ画像データと、これとは異なる２重偏波レーダ画像データがＨＳＩ変換され第２の明度成分が抽出される。そして、第１の明度成分を第２の明度成分で置換したものが逆ＨＳＩ変換され、高解像度のカラーレーダ画像データが生成される。
【発明の効果】
【００１９】
少なくとも色情報が割り当てられた低解像度の多偏波レーダ画像データと高解像度の単偏波レーダ画像データとから、色情報を持つ高解像度のカラーレーダ画像データが得られるので、高解像度かつ色つきで地物の特徴や形状などを含む情報を取得でき、それゆえ地物情報の高精度な判読が実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステムの概要を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るコンピュータの内部構成例を示すブロック図である。
【図３】地物情報判読用画像生成処理の概念を示す説明図である。
【図４】偏波画像によるカラーデータ合成例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る地物情報判読用画像の画像重畳による生成処理例（四重偏波画像使用時）を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る地物情報判読用画像の主成分変換法による生成処理例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る地物情報判読用画像のＨＳＩ変換法による生成処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。説明は下記項目の順に行う。
１．第１の実施の形態（画像重畳による画像合成処理の例）
２．第２の実施の形態（主成分変換法による画像合成処理の例）
３．第３の実施の形態（ＨＳＩ変換法による画像合成処理の例）
【００２２】
＜１．第１の実施の形態＞
以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２３】
以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。例えば、以下の説明で挙げる使用材料とその使用量、処理時間、処理順序および各パラメータの数値的条件等は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係も概略的なものである。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るシステムの概要を示すものである。本システムでは、人工衛星にレーダ装置の一例として合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）を搭載し、その合成開口レーダにより（データ解析センタ２からの指示に基づいて）地表面を撮影する例である。以下、人工衛星に搭載した合成開口レーダを「衛星ＳＡＲ」と称す。
【００２５】
図１において、衛星ＳＡＲ１は、所定の軌道を周回しながら定期的に、もしくはデータ解析センタ２からの指示に従って随時地表面３を撮影し、撮影データ（ＳＡＲ画像データ）をデータ解析センタ２へ送信する。
【００２６】
データ解析センタ２は、撮影計画を行い、その撮影計画に基づいた撮影指示の無線信号を衛星ＳＡＲ１に送信する。また、衛星ＳＡＲ１が撮影したＳＡＲ画像データを、アンテナを介して受信する。これを後述する地物情報判読用画像生成装置１０で合成開口処理することにより再生画像を生成する。そして、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像データと低解像度の多偏波ＳＡＲ画像データとの合成処理を行う。このとき、低解像度の多偏波ＳＡＲ画像データに、適宜赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の色情報を割り当てておく。この結果、合成処理後の画像データとして、高解像度のカラーＳＡＲ画像データが得られる。
【００２７】
地物情報判読用画像生成装置１０による一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【００２８】
図２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行する地物情報判読用画像生成装置１０の構成例を示すブロック図である。この地物情報判読用画像生成装置１０は、例えば一連の処理を実行するために高性能化した専用コンピュータの他、一定の性能を備えるパーソナルコンピュータなどでもよい。
【００２９】
地物情報判読用画像生成装置１０のＣＰＵ（Central Processing Unit）１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、または記録部１８に記録されているプログラムに従って、上記一連の処理の他、各種の処理を実行する。ＲＡＭ（Random Access Memory）１３には、ＣＰＵ１１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、およびＲＡＭ１３は、バス１４により相互に接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ１１にはまた、バス１４を介して入出力インタフェース１５が接続されている。入出力インタフェース１５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１７が接続されている。ＣＰＵ１１は、入力部１６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、ＣＰＵ１１は、処理の結果を出力部１７に出力する。
【００３１】
入出力インタフェース１５に接続されている記録部１８は、例えばハードディスクからなり、ＣＰＵ１１が実行するプログラムや各種のデータを記録する。
【００３２】
通信部１９は、インターネットやローカルエリアネットワークなどのネットワークを介して外部の装置と通信する。この通信部１９を介してプログラムを取得し、記録部１８に記録してもよい。
【００３３】
入出力インタフェース１５に接続されているドライブ２０は、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc），光磁気ディスク等を含む）、あるいは半導体メモリなどのリムーバブルメディア３１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記録部１８に転送され、記録される。
【００３４】
コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図２に示すように、磁気ディスク、光ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア３１、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるＲＯＭ１２や、記録部１８を構成するハードディスクなどにより構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、必要に応じてルータ、モデムなどのインタフェースである通信部１９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行ってもよい。
【００３５】
ここで、図３を参照して、地物情報判読用画像生成装置１０のＣＰＵ１１による地物情報判読用画像の生成処理例の基本概念である、高解像度カラーＳＡＲ画像合成処理について説明する。
【００３６】
高解像度カラーＳＡＲ画像合成処理とは、モノクロ（白黒）であるが空間密度を細かく取得した（分解能が高い）画像データと、空間密度は粗い（分解能が低い）がカラー情報（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ）として取得された画像データとを合成処理することによって、空間密度が高いカラー情報を有する画像データを得る処理である。本発明の地物情報判読用画像生成方法では、高解像度カラーＳＡＲ画像合成処理におけるカラー合成画像データを、偏波画像を用いたカラー画像合成により取得する。そして、このカラー合成画像データと高解像度の単偏波ＳＡＲ画像データを合成する。
【００３７】
上記偏波画像によるカラー画像合成処理について、図４を参照して説明する。送受信モードが異なる４種類の偏波、すなわちＨＨ偏波、ＨＶ偏波、ＶＨ偏波、ＶＶ偏波の四重偏波画像を取得する。これらは本実施形態における衛星ＳＡＲ１の偏波の撮影により、偏波画像として同時に撮影され、それぞれがモノクロ画像である。これらをレイヤ合成（レイヤスタック）し、各レイヤに色情報（ＲＧＢカラーガン）を割り当てることにより、地表面状況（地物状況）の特徴がカラーで表示されたカラー合成画像を得ることができる。
【００３８】
なお、偏波モードの選択・組合せは自由に変えられる。例えば、ＶＶ偏波を単偏波画像（高分解能）、ＨＨ偏波（Ｒ）、ＶＶ偏波（Ｇ）およびＶＨ偏波（Ｂ）をカラー合成画像（低分解能）としたり、あるいは同様にＨＨ偏波を単偏波画像（高分解能）とし、ＨＶ偏波（Ｒ）、ＶＨ偏波（Ｇ）およびＨＨ偏波（Ｂ）をカラー合成画像（低分解能）とするなどである。
【００３９】
次に、地物情報判読用画像生成装置１０のＣＰＵ１１による地物情報判読用画像の生成処理例を、図５のフローチャートを参照して説明する。図５に示す地物情報判読用画像の生成処理例は、４重偏波画像（異なる４種類の偏波モードのＳＡＲ画像データ）を使用し、画像重畳により画像合成処理（パンシャープン処理）を行った場合の例である。
【００４０】
まず、地物情報判読用画像生成装置１０は、衛星ＳＡＲ１により撮影された任意の地域の高解像度の単偏波ＳＡＲ画像データを取得する。この例では、単偏波のモードは、ＨＨ偏波すなわち水平・水平偏波であるとする（ステップＳ１ａ）。
【００４１】
また、上記衛星ＳＡＲ１により撮影された任意の地域の一部または全部が含まれる低解像度の多偏波ＳＡＲ画像データを取得する（ステップＳ１ｂ）。この例では、４種類の偏波モード、ＨＨ偏波、ＨＶ偏波、ＶＨ偏波およびＶＶ偏波のＳＡＲ画像を取得する。
【００４２】
これらステップＳ１ａとステップＳ１ｂの処理において、画像データは、衛星ＳＡＲ１から撮影データを含む無線信号を受信してもよいし、撮影データが記録されたリムーバブルメディア３１から取得するようにしてもよい。また、ステップＳ１ａとステップＳ１ｂの処理順序は問わない。例えば、衛星ＳＡＲ１が高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と、低解像度の多偏波ＳＡＲ画像を同時に撮影できない場合、先に高解像度の単偏波のＳＡＲ画像を撮影し、その数日後に同一軌道あるいは略同一軌道上で低解像度の多偏波のＳＡＲ画像を撮影するようにする。勿論、その逆の撮影順でもよい。
【００４３】
次に、ステップＳ１ｂの処理にて得られた低解像度の多偏波ＳＡＲ画像を単偏波のＳＡＲ画像の分解能に合わせてリサンプリングする（ステップＳ２）。このとき、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と同じ偏波モード（本例ではＨＨ偏波）で撮影された低解像度のＳＡＲ画像は除外することが好ましい。
【００４４】
そして、ステップＳ１ａの処理による高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と、ステップＳ１ｂの処理による低解像度の多偏波ＳＡＲ画像について、それぞれオルソ画像を作成（オルソ化）する（ステップＳ３ａ、Ｓ３ｂ）。すなわち、複数（例えば２枚）のＳＡＲ画像を用いたレーダグラメトリ処理もしくはインタフェロメトリ処理から求めた、あるいは国土地理院などから入手したＤＥＭ（Digital Elevation Model）等の地表面および構造物の高さ情報を基に、ＳＡＲ画像の正射投影画像（オルソ画像）を作成する。ＳＡＲ画像からＤＥＭを作成することにより、ＳＡＲ画像の歪み補正を正確に行うこともできる。なお、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と、低解像度の多偏波ＳＡＲ画像が同一軌道上の同一位置から撮影したものであれば、撮影地域に対する入射角も同じになるので、必ずしもオルソ化しなくてもよい。
【００４５】
続いて、各ＳＡＲ画像についてフィルタリング処理を行い、ノイズを除去する（ステップＳ４ａ、Ｓ４ｂ）。なお、上記ステップＳ３ａとステップＳ４ａ、またはステップＳ３ｂとステップＳ４ｂの処理順序はこの例に限られるものではなく、逆でもよい。また、フィルタリング処理については公知技術であるので、ここでは説明を省略する。
【００４６】
ノイズ除去処理が終了した後、低解像度の多偏波ＳＡＲ画像をＲＧＢのカラーガンに割当て、低解像度カラーＳＡＲ画像を生成する（ステップＳ５）。本実施形態では、始めに４重偏波のＳＡＲ画像を単偏波のＳＡＲ画像の分解能に合わせてリサンプリングし、高解像度化している。このとき、上述したように単偏波のＳＡＲ画像と同じレイヤ（本例ではＨＨ偏波モードのＳＡＲ画像）は除外することが好ましい。あるいは主成分分析等により、３つの偏波モードを選択してもよい。得られた３つの偏波モード（例えば、ＨＨ偏波，ＶＶ偏波，ＨＶ偏波）をＲＧＢのカラーガンに割当て、低解像度のカラーＳＡＲ画像を生成する。
【００４７】
次に、ステップＳ４ａの処理にて得られた高解像度の単偏波ＳＡＲ画像とステップＳ５の処理にて得られた低解像度のカラーＳＡＲ画像の位置合わせを行う（ステップＳ６）。位置合わせは、例えば同じ地上基準点（GCP：Ground Control Point）にて幾何学情報（ジオメトリ）を補正することにより行うことができる。最後に、これらの画像をパンシャープン処理（合成処理）し（ステップＳ７）、高解像度のカラーＳＡＲ画像を得る（ステップＳ８）。
【００４８】
なお、ここでは低解像度の多偏波ＳＡＲ画像データとして４種類の偏波モード、ＨＨ偏波、ＨＶ偏波、ＶＨ偏波およびＶＶ偏波のＳＡＲ画像を取得した場合について説明したが、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像データと、これとは異なる２つの偏波モード（例えばＶＨ偏波、ＶＶ偏波）の画像データ（ＳＡＲ画像）を各々ＲＧＢのカラーガンに割当て、パンシャープン処理を行うことも可能である。
【００４９】
以上説明したように、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と低解像度の二重偏波ＳＡＲ画像を組み合わせた場合、四重偏波モードの撮影を行わなくても、四重偏波のＳＡＲ画像を用いたときと同様の偏波情報が得られる。つまり複数の偏波情報を持ちながら同時に高分解能のＳＡＲ画像が得られる。
【００５０】
＜２．第２の実施の形態＞
以上、解像度の異なる２つのＳＡＲ画像の画像重畳によるパンシャープン処理について説明したが、主成分変換法によりパンシャープン処理を行うことも可能である。
以下、図６を用いて、主成分変換法によるパンシャープン処理について説明する。まず、地物情報判読用画像生成装置１０は、衛星ＳＡＲ１により撮影された任意の地域の高解像度の単偏波ＳＡＲ画像データを取得する。この例では、単偏波の偏波モードは、ＨＨ偏波すなわち水平・水平偏波であるとする（ステップＳ１１ａ）。
【００５１】
また、上記衛星ＳＡＲ１により撮影された任意の地域の一部または全部が含まれる低解像度の多偏波ＳＡＲ画像データを取得する（ステップＳ１１ｂ）。この例では、４つの偏波モード、ＨＨ偏波、ＨＶ偏波、ＶＨ偏波およびＶＶ偏波のＳＡＲ画像を取得する。
【００５２】
これらステップＳ１１ａとステップＳ１１ｂの処理において、画像データは、衛星ＳＡＲ１から撮影データを含む無線信号を受信してもよいし、撮影データが記録されたリムーバブルメディア３１から取得するようにしてもよい。また、ステップＳ１１ａとステップＳ１１ｂの処理順序は問わない。例えば、衛星ＳＡＲ１が高解像度の単偏波のＳＡＲ画像と、低解像度の多偏波のＳＡＲ画像を同時に撮影できない場合、先に高解像度の単偏波のＳＡＲ画像を撮影し、その数日後に同一軌道あるいは略同一軌道上で低解像度の多偏波のＳＡＲ画像を撮影するようにする。勿論、その逆の撮影順でもよい。
【００５３】
次に、ステップＳ１１ｂの処理にて得られた低解像度の多偏波ＳＡＲ画像を単偏波のＳＡＲ画像の分解能に合わせてリサンプリングする（ステップＳ１２）。このとき、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と同じ偏波モード（本例ではＨＨ偏波）で撮影されたＳＡＲ画像は除外することが好ましい。そして、ステップＳ１１ａにより得られた単偏波ＳＡＲ画像データ及びステップＳ１２の処理にて得られた低解像度の多偏波ＳＡＲ画像について、それぞれオルソ化（ステップＳ１３ａ、ステップＳ１３ｂ）及びノイズ除去（ステップＳ１４ａ、ステップＳ１４ｂ）を行った後、両者の位置合わせを行い、画像を合成する（ステップＳ１５）。
【００５４】
次に、ステップＳ１５の処理にて得られた合成画像を主成分分析し、第一成分（ＰＣ１）を抽出する（ステップＳ１６）。この第一成分（ＰＣ１）とステップＳ１４ｂの処理にて得られた低解像度ＳＡＲ画像を主成分変換法によりパンシャープン処理する（ステップＳ１７）。すなわち、色相の抽出処理として、低解像度ＳＡＲ画像を主成分分析し、得られた第一成分（ＰＣ１’）を上記ＰＣ１で置き換える。この時、ＰＣ１’のヒストグラムにＰＣ１のヒストグラムが整合するよう、ヒストグラム変換しておくことが好ましい。これを逆主成分分析することにより、高解像度のカラーＳＡＲ画像を得る（ステップＳ１８）。
【００５５】
＜３．第３の実施の形態＞
上記第２の実施の形態におけるステップＳ１６及びステップＳ１７の処理では、主成分分析及び逆主成分分析を実施したが、これらの代わりにＨＳＩ(Hue Saturation-Intensity)変換法を利用してもよい。ＨＳＩ変換は、画像のカラーモニターを赤・緑・青（ＲＧＢ：加色法の三原色）のＲＧＢ色空間から、色相（Hue：Ｈ）・彩度（Saturation：Ｓ）・明度（Intensity：Ｉ）のＨＳＩ空間へ変換するものである。また出力されたＨＳＩ空間の画像の色相・彩度・明度を調整した後、逆変換によりＲＧＢ空間に戻し、カラー合成画像を表示することができる。
【００５６】
この場合、明度の抽出処理として、始めに４重偏波のＳＡＲ画像のうち、高分解能の単偏波（ＨＨ偏波モード）と異なる３つの偏波モード（ＶＶ偏波モード，ＨＶ偏波モード、ＶＨ偏波モード）を単偏波（ＨＨ偏波モード）の高い分解能に合わせてリサンプリングする。次に、リサンプリングして高解像度化したうちの２つの偏波モード（ＶＶ偏波モード，ＨＶ偏波モード）のＳＡＲ画像と高分解能の単偏波（ＨＨ偏波モード）ＳＡＲ画像をＨＳＩ変換し、それぞれの明度を抽出する。次に、２つの偏波モードのＳＡＲ画像から得られた明度（Ｉ’）を高分解能の単偏波ＳＡＲ画像の明度（Ｉ）で置き換え、これを逆ＨＳＩ変換することにより、パンシャープン処理された高解像度のカラーＳＡＲ画像を得る。一方、逆ＨＳＩ変換により得られた３つの偏波モード（ＨＨ偏波，ＶＶ偏波，ＨＶ偏波）をＲＧＢのカラーガンに割当て、高解像度のカラーＳＡＲ画像を生成する。この時、Ｉ’のヒストグラムにＩのヒストグラムが整合するよう、ヒストグラム変換しておくことが好ましい。
【００５７】
以下図７を用いて、ＨＳＩ変換法によるパンシャープン処理について説明する。図７は、地物情報判読用画像生成装置１０のＣＰＵ１１による地物情報判読用画像の生成処理例を示すフローチャートである。この図７において、図６と同様の処理ステップについては詳細な説明を省略する。
【００５８】
まず、地物情報判読用画像生成装置１０は、衛星ＳＡＲ１により撮影された任意の地域の高解像度の単偏波ＳＡＲ画像データを取得する。この例では、単偏波の偏波モードは、ＨＨ偏波すなわち水平・水平偏波であるとする（ステップＳ２１ａ）。
【００５９】
また、上記衛星ＳＡＲ１により撮影された任意の地域の一部または全部が含まれる低解像度の多偏波ＳＡＲ画像データを取得する（ステップＳ２１ｂ）。この例では、ＨＨ偏波、ＨＶ偏波、ＶＨ偏波およびＶＶ偏波の４種類の偏波モードでＳＡＲ画像を取得するものとする。
【００６０】
これらステップＳ２１ａとステップＳ２１ｂの処理は、衛星ＳＡＲ１から撮影データを含む無線信号を受信してもよいし、撮影データが記録されたリムーバブルメディア３１から取得するようにしてもよい。また、ステップＳ２１ａとステップＳ２１ｂの処理順序は問わない。
【００６１】
次に、ステップＳ２１ｂの処理にて得られた低解像度の４種類の偏波（ＨＨ偏波、ＨＶ偏波、ＶＨ偏波，ＶＶ偏波）ＳＡＲ画像を、単偏波（ＨＨ偏波）のＳＡＲ画像と同様の解像度となるようリサンプリングし、高解像度の４種類の偏波ＳＡＲ画像を生成する（ステップＳ２２）。このとき、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と同じ偏波モード（本例ではＨＨ偏波）で撮影されたＳＡＲ画像は除外することが好ましい。
【００６２】
次に、ステップＳ２１ａの処理による高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と、ステップＳ２２の処理による低解像度の多偏波ＳＡＲ画像について、それぞれオルソ画像を作成（オルソ化）する（ステップＳ２３ａ、ステップＳ２３ｂ）。なお、上述した実施形態と同様に、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と、低解像度の二重偏波ＳＡＲ画像は同一軌道上の同一位置から撮影したものであれば、撮影地域に対する入射角も同じになるので、必ずしもオルソ化しなくてもよい。
【００６３】
続いて、各ＳＡＲ画像についてフィルタリング処理によりノイズ除去を実施する（ステップＳ２４ａ、ステップＳ２４ｂ）。なお、上記ステップＳ２３ａとステップＳ２４ａ、及びステップＳ２３ｂとステップＳ２４ｂの処理順序はこの例に限られるものではなく、逆でもよい。
【００６４】
そして、ステップＳ２４ａにより得られた単偏波ＳＡＲ画像及びステップＳ２４ｂの処理により得られた低解像度の多偏波ＳＡＲ画像の位置合わせを行い、画像を合成する（ステップＳ２５）。次に、ステップＳ２５の処理にて得られた合成画像をＨＳＩ変換し、明度（Ｉ）を抽出する（ステップＳ２６）。これとステップＳ２４ｂの処理にて得られた低解像度ＳＡＲ画像を用いてパンシャープン処理する（ステップＳ２７）。すなわち、ステップＳ２４ｂの処理にて得られた低解像度ＳＡＲ画像をＨＳＩ変換し、得られた明度（Ｉ’）を上記Ｉで置き換え、これを逆ＨＳＩ変換することにより、高解像度のカラーＳＡＲ画像を得る（ステップＳ２８）。
【００６５】
以上説明した実施形態によれば、高解像度の単偏波のＳＡＲ画像と、解像度の少し劣る四重偏波のＳＡＲ画像を取得して、カラー合成画像を得るようにしたので、より容易に地物情報の判読が可能になる。さらに、高解像度の単偏波のＳＡＲ画像だけを使うのではなく、低解像度の多偏波（四重偏波）のＳＡＲ画像を併用して、高解像度の明度のレイヤを作成し、これを用いてパンシャープン処理を実施している。このようにすることにより、高解像度の単偏波ＳＡＲ画像をベースとして、低解像度の多偏波（四重偏波）ＳＡＲ画像から得られる偏波情報を融合したカラー合成画像を作成することができるので、高解像度でかつ地物の特徴や形状などを含む情報を含んだカラー画像を取得可能である。したがって、地物情報の判読をより精度良く行うことができる。
【００６６】
応用例としては、例えば異なる軌道上で撮影した高解像度の単偏波ＳＡＲ画像と、低解像度の多偏波ＳＡＲ画像をオルソ化し、これらを用いて画像合成を行うことにより、建物のオクルージョンなどを減らすことができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…衛星ＳＡＲ、２…データ解析処理センタ、３…地表面（撮影対象）、４，５…累積画素数、１０…地物情報判読用画像生成装置、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４…バス、１５…入出力インタフェース、１６…入力部、１７…出力部、１８…記録部、１９…通信部、２０…ドライブ、３１…リムーバブルメディア
【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６】
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【図７】
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