(57)【要約】【課題】各々の受信チャネルで得られた観測信号間のインバランスを高精度に推定して、インバランスを高精度に補償することができるようにする。【解決手段】  複数のＳＡＲ画像から非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定するインバランス推定処理部６を設け、インバランス補償部７が、複数の受信チャネルで得られた各々の観測データに対して、インバランス推定処理部６により推定されたインバランスを補償する処理を実施する。【選択図】図１
2014095585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測信号を取得し、各々の観測信号からレーダ画像を生成するレーダ画像生成手段と、
上記レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像上で、アンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定するアンビギュイティ領域特定手段と、
上記レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像から、上記アンビギュイティ領域特定手段により特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定するインバランス推定手段と、
上記レーダ画像生成手段により取得された各々の観測信号に対して、上記インバランス推定手段により推定されたインバランスを補償する処理を実施するインバランス補償手段と
を備えた画像レーダ処理装置。
【請求項２】
複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測信号を取得し、各々の観測信号からレーダ画像を生成するレーダ画像生成手段と、
上記レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像上で、アンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定するアンビギュイティ領域特定手段と、
上記レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像から、上記アンビギュイティ領域特定手段により特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を用いて、上記レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像間の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と
を備えた画像レーダ処理装置。
【請求項３】
複数の受信チャネルで得られた観測信号は、同一の移動体に搭載されている複数のアンテナにより受信された信号であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項４】
複数の受信チャネルで得られた観測信号は、異なる移動体に搭載されている複数のアンテナにより受信された信号であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項５】
複数の受信チャネルで得られた観測信号は、移動体に搭載されている１つのアンテナによって、上記移動体の異なる周回でそれぞれ受信された信号であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項６】
アンビギュイティ領域特定手段は、レーダ画像生成手段により生成されたレーダ画像上で、結像の度合が所定値に達していない結像不十分領域をアンビギュイティ領域として特定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項７】
アンビギュイティ領域特定手段は、アンビギュイティ源となる物体の位置と、レーダ装置から空間に放射されるパルスの繰り返し周波数と、受信チャネルが搭載されている移動体の速度とを用いて、アンビギュイティ領域を特定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項８】
インバランス補償手段によるインバランス補償後の複数の観測信号を合成する観測信号合成手段と、
上記観測信号合成手段により合成された観測信号からレーダ画像を生成する第２のレーダ画像生成手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像レーダ処理装置。
【請求項９】
位置ずれ補正手段による位置ずれ補正後の複数の観測信号を合成する観測信号合成手段と、
上記観測信号合成手段により合成された観測信号からレーダ画像を生成する第２のレーダ画像生成手段と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１０】
ドップラーセンタがアジマス方向のサンプリング帯域の中央に位置するように、複数の観測信号のドップラースペクトルをシフトさせるドップラーシフト手段を観測信号合成手段の前段に設け、
上記観測信号合成手段により合成された観測信号のドップラースペクトルを上記ドップラーシフト手段によりシフトされる前に戻すドップラーシフト回復手段を第２のレーダ画像生成手段の前段に設けた
ことを特徴とする請求項８または請求項９記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１１】
インバランス補償手段によるインバランス補償後の各々の観測信号からレーダ画像を生成する第２のレーダ画像生成手段と、
上記第２のレーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像における画素間で複素共役積を取ることで干渉画像を生成する干渉画像生成手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１２】
位置ずれ補正手段による位置ずれ補正後の各々の観測信号からレーダ画像を生成する第２のレーダ画像生成手段と、
上記第２のレーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像における画素間で複素共役積を取ることで干渉画像を生成する干渉画像生成手段と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１３】
干渉画像生成手段により生成された干渉画像における各画素の位相を抽出する位相抽出手段と、
上記位相抽出手段により抽出された各画素の位相から地表面の高さ分布を算出する高さ分布算出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１４】
干渉画像生成手段により生成された干渉画像における各画素の位相を抽出する位相抽出手段と、
上記位相抽出手段により抽出された各画素の位相を参照して、地表面上の移動物体を検出する移動物体検出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１５】
インバランス補償手段によるインバランス補償後の各々の観測信号からレーダ画像を生成する第２のレーダ画像生成手段と、
上記第２のレーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像間の差分画像を生成する差分画像生成手段と、
上記差分画像生成手段により生成された差分画像から地表面上の移動物体を検出する移動物体検出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１６】
位置ずれ補正手段による位置ずれ補正後の各々の観測信号からレーダ画像を生成する第２のレーダ画像生成手段と、
上記第２のレーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像間の差分画像を生成する差分画像生成手段と、
上記差分画像生成手段により生成された差分画像から地表面上の移動物体を検出する移動物体検出手段と
を備えたことを特徴とする請求項２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１７】
干渉画像生成手段により生成された干渉画像に対する空間平均処理を実施して相関係数画像を生成する相関係数画像生成手段と、
上記相関係数画像生成手段により生成された相関係数画像から変化が生じている領域を抽出する変化抽出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の画像レーダ処理装置。
【請求項１８】
レーダ画像生成手段が、複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測信号を取得し、各々の観測信号からレーダ画像を生成するレーダ画像生成処理ステップと、
アンビギュイティ領域特定手段が、上記レーダ画像生成処理ステップで生成された複数のレーダ画像上で、アンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定するアンビギュイティ領域特定処理ステップと、
インバランス推定手段が、上記レーダ画像生成処理ステップで生成された複数のレーダ画像から、上記アンビギュイティ領域特定処理ステップで特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定するインバランス推定処理ステップと、
インバランス補償手段が、上記レーダ画像生成処理ステップで取得された各々の観測信号に対して、上記インバランス推定処理ステップで推定されたインバランスを補償する処理を実施するインバランス補償処理ステップと
を備えた画像レーダ処理方法。
【請求項１９】
レーダ画像生成手段が、複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測信号を取得し、各々の観測信号からレーダ画像を生成するレーダ画像生成処理ステップと、
アンビギュイティ領域特定手段が、上記レーダ画像生成処理ステップで生成された複数のレーダ画像上で、アンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定するアンビギュイティ領域特定処理ステップと、
位置ずれ補正手段が、上記レーダ画像生成処理ステップで生成された複数のレーダ画像から、上記アンビギュイティ領域特定処理ステップで特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を用いて、上記レーダ画像生成処理ステップで生成された複数のレーダ画像間の位置ずれを補正する位置ずれ補正処理ステップと
を備えた画像レーダ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを補償する画像レーダ処理装置及び画像レーダ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）が、位相中心が異なる複数の受信チャネルを用いて、移動物体の観測を行う一方、合成開口レーダにより観測された複数の観測信号を信号処理で合成することで、１つの受信チャネルで得られた場合の観測信号に相当する信号を生成して画像化を行う技術がある。
同技術を用いることで、レーダの進行方向の信号（アジマス方向に沿った信号）のサンプリング帯域を拡大し、従来の送受兼用アンテナを用いたＳＡＲ観測では困難である高分解能でスワス幅の広い観測を実現することができる。
【０００３】
同技術では、複数の受信チャネルで得られた観測信号の合成の成否が、成果物であるＳＡＲ画像の画質を左右する。
観測信号の合成を妨げる要因としては、観測信号に含まれている受信チャネル間のハードウェアの差異に起因する電気的経路長、振幅、位相特性などのインバランスや、ビームスクイント等によるドップラースペクトルのシフトなどがある。
【０００４】
以下の非特許文献１に開示されている従来の画像レーダ処理装置では、複数の受信チャネルで得られた観測信号を信号処理で合成する前に、各々の受信チャネルの観測信号をレジストレーションして、受信チャネル間の振幅や位相のインバランスを推定し、そのインバランスの補償を実施するようにしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】J. Kim、 M. Younis、 M. Gabele、 P. Prats、 and G. Krieger、 “First Spaceborne Experiment of Digital Beam Forming with TerraSAR-X Dual Receive Antenna Mode、” EUSAR2011、 pp.41-44、 2011.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の画像レーダ処理装置は以上のように構成されているので、複数の受信チャネルで得られた観測信号を信号処理で合成する前に、各々の受信チャネルの観測信号をレジストレーションしてインバランスを推定しているが、各々の受信チャネルの観測信号は、アジマス方向に沿った信号のサンプリング帯域の拡大前でサンプリング帯域が不足しているため、ドップラースペクトルがエイリアシングを起こしてアジマスアンビギュイティが発生している。このアジマスアンビギュイティは、レジストレーションを妨げるため、各々の受信チャネル間の振幅や位相のインバランスの推定や補償を高精度に行えなくなり、複数の受信チャネルで得られた観測信号を正しく合成することができなくなる課題があった。
【０００７】
また、各々の受信チャネルで得られた観測信号は信号対雑音比が低いため、雑音によってレジストレーションが妨げられる。このため、各々の受信チャネル間の振幅や位相のインバランスの推定や補償を高精度に行えなくなり、複数の受信チャネルで得られた観測信号を正しく合成することができなくなる課題があった。
【０００８】
さらに、ビームスクイント等で、観測信号のドップラー中心がゼロから大きくずれ、観測信号のドップラー帯域の上限又は下限が、信号合成で拡大できるアジマス方向のサンプリング帯域（観測時のサンプリング帯域×受信チャネル数）内に収まらなくなると、そのサンプリング帯域から逸脱する観測信号内の成分に対して、複数の受信チャネル間の観測信号の合成が機能しなくなる課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、各々の受信チャネルで得られた観測信号間のインバランスを高精度に推定して、インバランスを高精度に補償することができる画像レーダ処理装置及び画像レーダ処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る画像レーダ処理装置は、複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測信号を取得し、各々の観測信号からレーダ画像を生成するレーダ画像生成手段と、レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像上で、アンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定するアンビギュイティ領域特定手段と、レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像から、アンビギュイティ領域特定手段により特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定するインバランス推定手段とを設け、インバランス補償手段が、レーダ画像生成手段により取得された各々の観測信号に対して、インバランス推定手段により推定されたインバランスを補償する処理を実施するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、レーダ画像生成手段により生成された複数のレーダ画像から、アンビギュイティ領域特定手段により特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定するインバランス推定手段を設け、インバランス補償手段が、レーダ画像生成手段により取得された各々の観測信号に対して、インバランス推定手段により推定されたインバランスを補償する処理を実施するように構成したので、各々の受信チャネルで得られた観測信号間のインバランスを高精度に推定して、インバランスを高精度に補償することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による画像レーダ処理装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による画像レーダ処理装置の処理内容（画像レーダ処理方法）を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２による画像レーダ処理装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３による画像レーダ処理装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４による画像レーダ処理装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５による画像レーダ処理装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による画像レーダ処理装置を示す構成図である。
図１において、観測データ格納部１は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置から構成されており、合成開口レーダにおける複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測データ（観測信号）を格納している。
インバランス推定部２は第一画像再生処理部３、アンビギュイティ判定部４、レジストレーション部５及びインバランス推定処理部６から構成されており、観測データ格納部１により格納されている複数の受信チャネルで得られた観測データ間のインバランスを推定する処理を実施する。
【００１４】
インバランス推定部２の第一画像再生処理部３は観測データ格納部１により格納されている複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測データを取得し、各々の観測データからＳＡＲ画像（レーダ画像）を生成する処理を実施する。なお、第一画像再生処理部３はレーダ画像生成手段を構成している。
インバランス推定部２のアンビギュイティ判定部４は第一画像再生処理部３により生成された複数のＳＡＲ画像上で、アンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定する処理を実施する。なお、アンビギュイティ判定部４はアンビギュイティ領域特定手段を構成している。
【００１５】
インバランス推定部２のレジストレーション部５は第一画像再生処理部３により生成された複数のＳＡＲ画像から、アンビギュイティ判定部４により特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、非アンビギュイティ領域を用いて、複数のＳＡＲ画像のレジストレーションを実施する。
また、レジストレーション部５は複数の非アンビギュイティ領域を用いて、第一画像再生処理部３により生成された複数のＳＡＲ画像間の位置ずれを補正する処理を実施する。
なお、レジストレーション部５は位置ずれ補正手段を構成している。
【００１６】
インバランス推定部２のインバランス推定処理部６はレジストレーション部５によりレジストレーションが行われた複数のＳＡＲ画像における非アンビギュイティ領域を画素単位に比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定する処理を実施する。
なお、レジストレーション部５及びインバランス推定処理部６からインバランス推定手段が構成されている。
インバランス補償部７は観測データ格納部１により格納されている複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測データに対して、インバランス推定処理部６により推定されたインバランスを補償する処理を実施する。なお、インバランス補償部７はインバランス補償手段を構成している。
【００１７】
ドップラーシフト部８はドップラーセンタがアジマス方向のサンプリング帯域の中央に位置するように、インバランス補償部７によるインバランス補償後の複数の観測データのドップラースペクトルをシフトさせる処理を実施する。なお、ドップラーシフト部８はドップラーシフト手段を構成している。
信号合成部９はドップラーシフト部８によりドップラースペクトルがシフトされた複数の観測データを合成する処理を実施する。なお、信号合成部９は観測信号合成手段を構成している。
【００１８】
ドップラーシフト回復部１０は信号合成部９により合成された観測データのドップラースペクトルをドップラーシフト部８によりシフトされる前に戻す処理を実施する。なお、ドップラーシフト回復部１０はドップラーシフト回復手段を構成している。
第二画像再生処理部１１はドップラーシフト回復部１０によりドップラースペクトルが元に戻された合成後の観測データからＳＡＲ画像（レーダ画像）を生成する処理を実施する。なお、第二画像再生処理部１１は第２のレーダ画像生成手段を構成している。
ＳＡＲ画像格納部１２は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置から構成されており、第二画像再生処理部１１により生成されたＳＡＲ画像を格納する。
【００１９】
図１の例では、画像レーダ処理装置の構成要素であるインバランス推定部２、インバランス補償部７、ドップラーシフト部８、信号合成部９、ドップラーシフト回復部１０及び第二画像再生処理部１１のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されている場合、インバランス推定部２、インバランス補償部７、ドップラーシフト部８、信号合成部９、ドップラーシフト回復部１０及び第二画像再生処理部１１の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による画像レーダ処理装置の処理内容（画像レーダ処理方法）を示すフローチャートである。
【００２０】
次に動作について説明する。
まず、インバランス推定部２の第一画像再生処理部３は、観測データ格納部１により格納されている複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測データを取得する（ステップＳＴ１）。
第一画像再生処理部３は、複数の受信チャネルで得られた観測データを取得すると、各々の観測データに対する画像再生処理を実施することで、各々の観測データからＳＡＲ画像を生成する（ステップＳＴ２）。
ここで、画像再生処理は、ＳＡＲ観測で得られた観測データに対して、レンジ圧縮、２次レンジ圧縮、レンジセルマイグレーション補償やアジマス圧縮等を実施することで、その観測データを画像化する処理を意味する。
【００２１】
なお、複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測データは、レーダ装置から空間に放射されるパルスの繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で定まるアジマス方向のサンプリング帯域を超えたドップラースペクトル成分を含んでいる。
このサンプリング帯域を越えたドップラースペクトルは、エイリアシングを生じているため、第一画像再生処理部３により生成されるＳＡＲ画像には、アジマスアンビギュイティが発生している。
【００２２】
インバランス推定部２のアンビギュイティ判定部４は、第一画像再生処理部３が複数のＳＡＲ画像を生成すると、複数のＳＡＲ画像上で、強いアジマスアンビギュイティが発生している領域であるアンビギュイティ領域を特定する（ステップＳＴ３）。
アンビギュイティ領域の特定方法は、特に問わないが、例えば、以下の特許文献１や非特許文献２に開示されている方法を用いることができる。
［特許文献１］
特開２０１１−１１２６３０号公報
［非特許文献２］
A. Guarnieri、 “Adaptive Removal of Azimuth Ambiguities in SAR Images、” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing、 vol. 43、 no. 3、 pp.625-633、2006.
【００２３】
特許文献１に開示されている方法では、アンビギュイティは結像せずにぼけた像となる特性を有することを踏まえ、１枚のＳＡＲ画像の自己相関関数によってアンビギュイティ領域を特定するようにしている。即ち、結像の度合が所定値に達していない結像不十分領域をアンビギュイティ領域として特定するようにしている。
なお、アンビギュイティ源となる物体が予め特定されている場合には、画像レーダ処理装置の外部から、アンビギュイティ源となる物体の位置と、レーダ装置から空間に放射されるパルスの繰り返し周波数と、受信チャネルが搭載されている移動体の速度とを示す情報を取得し、その情報を用いることでも、アンビギュイティ領域を特定することができる。
【００２４】
インバランス推定部２のレジストレーション部５は、アンビギュイティ判定部４がアンビギュイティ領域を特定すると、第一画像再生処理部３により生成された複数のＳＡＲ画像から、そのアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出する。
レジストレーション部５は、複数のＳＡＲ画像から非アンビギュイティ領域を抽出すると、非アンビギュイティ領域を用いて、複数のＳＡＲ画像のレジストレーションを実施する（ステップＳＴ４）。
また、レジストレーション部５は、このレジストレーションで、各々の受信チャネルで得られたＳＡＲ画像間のレンジ方向の位置ずれ量Δτｋ（レンジ方向の位置ずれに相当する時間）と、アジマス方向の位置ずれ量Δｔｋ（アジマス方向の位置ずれに相当する時間）とを取得して、複数のＳＡＲ画像間の位置ずれを補正する。
【００２５】
インバランス推定部２のインバランス推定処理部６は、レジストレーション部５が複数のＳＡＲ画像のレジストレーションを実施すると、レジストレーション後の複数のＳＡＲ画像における非アンビギュイティ領域を画素単位に比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定する（ステップＳＴ５）。
即ち、インバランス推定処理部６は、インバランスとして、受信チャネル間の位相インバランスと、受信チャネル間の振幅インバランスとを推定する。
【００２６】
受信チャネル間の位相インバランスの推定では、まず、複数の受信チャネルの中の任意の受信チャネルを基準の受信チャネルとして選択し、基準の受信チャネルで得られたＳＡＲ画像の２次元スペクトルをＳｒｅｆ（ｆｒ，ｆａ）、その他の受信チャネルで得られたＳＡＲ画像の２次元スペクトルをＳｋ（ｆｒ，ｆａ）として、下記の式（１）に示すように、ＳＡＲ画像間の位相差φ（ｆｒ，ｆａ）を算出する。
2014095585.tif 000003
式（１）において、ｆｒはレンジ方向の周波数、ｆａアジマス方向の周波数、＊は複素共役、ａｎｇｌｅ（）は複素数の位相角を取り出す関数である。
【００２７】
次に、ＳＡＲ画像間の位相差φ（ｆｒ，ｆａ）にローパスフィルターを適用することで、その位相差φ（ｆｒ，ｆａ）に含まれている雑音を低減した後、信号成分の帯域でのヒストグラムを算出する。
そして、ヒストグラムのピークをとる位相値を位相インバランスφバーとして算出する。
この位相インバランスφバーは、後述するインバランス補償部７がインバランスを補償する際、下記の式（３）に代入されるが、電子出願の関係上、「φ」の上部に“−”を付記することができないので、明細書の文書中（数式を除く）では、「φバー」のように表現する。
【００２８】
受信チャネル間の振幅インバランスの推定では、下記の式（２）を用いて、ＳＡＲ画像間の振幅差Ｒ（ｆｒ，ｆａ）を求め、その平均を受信チャネル間の振幅インバランスＲバーとして算出する。
2014095585.tif 000004
この振幅インバランスＲバーは、後述するインバランス補償部７がインバランスを補償する際、下記の式（３）に代入されるが、電子出願の関係上、「Ｒ」の上部に“−”を付記することができないので、明細書の文書中（数式を除く）では、「Ｒバー」のように表現する。
【００２９】
ここでは、２次元周波数空間のスペクトルで、位相インバランスφバー及び振幅インバランスＲバーを推定するものを示したが、これに限るものではなく、レンジ方向又はアジマス方向の少なくとも一方の時間上で、位相インバランスφバー及び振幅インバランスＲバーを推定するようにしてもよい。
また、式（１）を用いて、位相インバランスφバーを算出し、式（２）を用いて、振幅インバランスＲバーを算出するものを示したが、これに限るものではなく、それらに相応する式を用いてもよい。
また、推定する受信チャネル間のインバランスは、位相インバランスφバー、振幅インバランスＲバーに限るものではなく、その他のインバランスであってもよい。
【００３０】
インバランス補償部７は、インバランス推定処理部６がインバランス（位相インバランスφバー、振幅インバランスＲバー）を推定すると、下記の式（３）に示すように、観測データ格納部１により格納されている複数の受信チャネルで得られた同一領域に対する観測データ（ＳＡＲ画像の２次元スペクトルＳｋ（ｆｒ，ｆａ））に対して、そのインバランスを補償する処理を実施する（ステップＳＴ６）。
2014095585.tif 000005
式（３）において、Ｓｋ（ｆｒ，ｆａ）バーは、インバランス補償後のＳＡＲ画像の２次元スペクトルである。
電子出願の関係上、「Ｓ」の上部に“−”を付記することができないので、明細書の文書中（数式を除く）では、「Ｓｋ（ｆｒ，ｆａ）バー」のように表現する。
【００３１】
また、インバランス補償部７は、下記の式（４）に示すように、レジストレーション部５により取得されたＳＡＲ画像間のレンジ方向の位置ずれ量Δτｋを用いて、インバランス補償後のＳＡＲ画像の２次元スペクトルＳｋ（ｆｒ，ｆａ）バーを更に補償する。
2014095585.tif 000006
式（４）において、Ｓｋ（ｆｒ，ｆａ）ハットは、補償後のＳＡＲ画像の２次元スペクトルである。
電子出願の関係上、「Ｓ」の上部に“＾”を付記することができないので、明細書の文書中（数式を除く）では、「Ｓｋ（ｆｒ，ｆａ）ハット」のように表現する。
【００３２】
ドップラーシフト部８は、インバランス補償部７の補償処理が完了すると、ドップラーセンタがアジマス方向のサンプリング帯域の中央に位置するように、インバランス補償部７による補償処理後の複数の観測データ（ＳＡＲ画像の２次元スペクトルＳｋ（ｆｒ，ｆａ）ハット）のドップラースペクトルをシフトさせる処理を実施する（ステップＳＴ７）。
このドップラースペクトルのシフトは、下記の式（５）で示される関数をアジマス時間軸上で乗算することで行う。
2014095585.tif 000007
【００３３】
式（５）において、ｆＤＣはドップラーセンタ周波数、ｔはアジマス時間、ｖはレーダの速度、Δｘｋはｋ番目の受信チャネルに接続された受信アンテナと送信アンテナ間のアロングトラック方向距離間隔である。
また、式（５）の中の「Δｘｋ／（２ｖ）」の項は、各々の受信チャネルに接続された受信アンテナの位置の差異に応じた位相を保持するためのものである。
Δｘｋの値は、合成開口レーダセンサにおける送信アンテナの中心と、受信アンテナの中心間隔より定められる。あるいは、レジストレーション部５により取得されたアジマス方向の位置ずれ量Δｔｋから定められる。Δｔｋ＝Δｘｋ／（２ｖ）の関係がある。
【００３４】
ここでは、インバランス補償部７がインバランスを補償してから、ドップラーシフト部８がドップラースペクトルをシフトさせているものを示したが、ドップラーシフト部８がドップラースペクトルをシフトさせてから、インバランス補償部７がインバランスを補償するようにしてもよい。
【００３５】
また、ここでは、観測データのドップラー中心がビームスクイント等によって、ゼロから大きくずれていることを想定しているが、そのずれが小さい場合には、ドップラーシフト部８によるドップラースペクトルのシフト処理や、後述するドップラーシフト回復部１０によるドップラースペクトルを元に戻す処理を省略するようにしてもよい。
また、スポットライト観測やスライディングスポットライト方式など、意図的に、観測中に徐々にビームをスクイントさせる観測を行う場合には、ドップラーシフト部８によるドップラースペクトルのシフト処理や、後述するドップラーシフト回復部１０によるドップラースペクトルを元に戻す処理を行わない。
【００３６】
信号合成部９は、ドップラーシフト部８が補償処理後の複数の観測データのドップラースペクトルをシフトさせると、ドップラースペクトルがシフトされた複数の観測データを合成する（ステップＳＴ８）。信号合成部９による合成データは、１つの受信チャネルで得られた観測データに相当する。
複数の観測データの合成は、例えば、以下の非特許文献３に開示されているリコンストラクションアルゴリズム（Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）や、Ｃａｐｏｎビーム形成法（Ｃａｐｏｎ’ｓ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｅｒ）などを用いることができる。
［非特許文献３］
G. Krieger、 N. Gebert、 A. Moreira、 “SAR Signal Reconstruction from Non-Uniform Displaced Phase Centre Sampling、” IEEE IGARSS’04、 vol.3、 20-24、 pp.1763-1766、 2004.
【００３７】
また、スポットライト観測やスライディングスポットライト方式など、意図的に、観測中に徐々にビームをスクイントさせる観測を行う場合には、例えば、以下の特許文献２に開示されている方法（観測中に徐々にビームスクイントが変わる観測向けの信号合成を行う方法）を用いる。
［特許文献２］
特開２０１０−２２３８１１号公報
【００３８】
ドップラーシフト回復部１０は、信号合成部９が複数の観測データを合成すると、合成後の観測データのドップラースペクトルをドップラーシフト部８によりシフトされる前に戻す処理を実施する（ステップＳＴ９）。
このドップラー中心の回復は、下記の式（６）で示される関数をアジマス時間上で乗算することで行う。
2014095585.tif 000008
【００３９】
第二画像再生処理部１１は、ドップラーシフト回復部１０によりドップラースペクトルが元に戻された合成後の観測データに対する画像再生処理を実施することで、その観測データからＳＲＡ像を生成し、そのＳＡＲ画像をＳＲＡ像格納部１２に格納する（ステップＳＴ１０）。
【００４０】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、第一画像再生処理部３により生成された複数のＳＡＲ画像から、アンビギュイティ判定部４により特定されたアンビギュイティ領域以外の領域である非アンビギュイティ領域をそれぞれ抽出し、複数の非アンビギュイティ領域を比較することで、受信チャネルの相違に伴って生じる信号ずれ量であるインバランスを推定するインバランス推定処理部６を設け、インバランス補償部７が、複数の受信チャネルで得られた各々の観測データに対して、インバランス推定処理部６により推定されたインバランスを補償する処理を実施するように構成したので、各々の受信チャネルで得られた観測データ間のインバランスを高精度に推定して、インバランスを高精度に補償することができる効果を奏する。
【００４１】
即ち、この実施の形態１によれば、各々の受信チャネルで得られた観測データに対する画像再生処理を実施し、アジマスアンビギュイティが発生していない領域を特定してから、受信チャネル間のインバランスを推定することで、受信チャネル間のインバランスの推定精度を改善しているので、受信チャネル間の観測データの合成を正確に行うことができる。
また、各々の受信チャネルで得られた観測データに対する画像再生処理を実施して、信号対雑音比を改善することで、受信チャネル間のインバランスの推定精度や補償精度を改善しているので、受信チャネル間の観測データの合成を正確に行うことができる。
さらに、各々の受信チャネルで得られた観測データのドップラー中心を、各々の受信チャネルに接続された受信アンテナと送信アンテナ間のアジマス方向の間隔を考慮してシフトさせ、観測データのドップラー帯域の上限又は下限が、信号合成で拡大できるアジマス方向のサンプリング帯域（観測時のサンプリング帯域×受信チャネル数）内に収まるようにしているので、受信チャネル間の観測データの合成を正確に行うことができる。
【００４２】
この実施の形態１では、画像レーダ処理装置が、レジストレーション部５、インバランス推定処理部６及びインバランス補償部７を実装しているものを示したが、レジストレーション部５、インバランス推定処理部６及びインバランス補償部７の全てを同時に実装していなくてもよい。
例えば、レーダ装置が十分高い精度で較正されており、運用中も安定している状況の場合、インバランス補償部７は必要なく、レジストレーション部５による画像位置合わせのみで十分な場合がある。
また、インバランス補償を行う場合でも、インバランスを推定せずとも、予め試験時に取得した補償値を用いて、インバランス補償を行うことも可能である。その場合には、インバランス推定処理部６が不要になる。
【００４３】
また、自機の運動制御を高精度に実施できる場合、受信チャネル間に軌道ずれが生じない。また、パルス送信タイミングの制御が十分高精度な場合、画像間の位置合わせが不要である。または、既知の量を用いて画像間の位置合わせを行えばよい。
このような場合には、レジストレーション部５は不要になる。
【００４４】
この実施の形態１では、複数の受信チャネルで得られた観測データは、同一の移動体（例えば、衛星、航空機）に搭載されている複数のアンテナにより受信された観測信号であることを想定していたが、異なる移動体に搭載されている複数のアンテナにより受信された観測信号であってもよい。
また、物理的には１つの受信チャネルであるが、同じ領域に対して、異なる周回でそれぞれ観測する受信チャネルの観測信号を別の受信チャネルで得られた観測信号とみなして、実施の形態１に示す各種の処理を実施するようにしてもよい。
【００４５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、複数の観測データが得られる場合に、それらの観測データを合成することで、高分解能かつ広い観測幅（スワス幅）なＳＡＲ画像を生成するものを示したが、複数の観測データを用いたレーダ観測として、高分解能かつ広い観測幅なＳＡＲ画像を生成する他に、地表面の３次元地形の計測（地表面の高さ推定）、移動物体の検出、変化領域の抽出なども考えられる。これらのレーダ観測においても、上記実施の形態１と同様のインバランス補償が可能である。
【００４６】
図３はこの発明の実施の形態２による画像レーダ処理装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態２では、複数の受信チャネルで得られた観測データとして、高さ方向に位置が異なる複数のアンテナで受信された観測信号を扱うものとする。
このようにアンテナが配置されている場合、地表面の高さに関する情報が、ＳＡＲ画像間の位相差に含まれるようになる。
【００４７】
第二画像再生処理部２１はインバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ（または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データ）からＳＡＲ画像（レーダ画像）を生成する処理を実施する。なお、第二画像再生処理部２１は第２のレーダ画像生成手段を構成している。
干渉画像生成部２２は第二画像再生処理部２１により生成された複数のＳＡＲ画像における画素間で複素共役積を取ることで干渉画像を生成する処理を実施する。なお、干渉画像生成部２２は干渉画像生成手段を構成している。
【００４８】
位相折返し補正部２３は干渉画像生成部２２により生成された干渉画像における各画素の位相を抽出するとともに、干渉画像における各画素の位相の折返しを補正する処理を実施する。なお、位相折返し補正部２３は位相抽出手段を構成している。
地表面高さ分布算出部２４は位相折返し補正部２３による位相折返し補正後の各画素の位相から地表面の高さ分布を算出する処理を実施する。なお、地表面高さ分布算出部２４は高さ分布算出手段を構成している。
【００４９】
図３の例では、画像レーダ処理装置の構成要素であるインバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、干渉画像生成部２２、位相折返し補正部２３及び地表面高さ分布算出部２４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されている場合、インバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、干渉画像生成部２２、位相折返し補正部２３及び地表面高さ分布算出部２４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００５０】
次に動作について説明する。
インバランス推定部２及びインバランス補償部７の処理内容は、上記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第二画像再生処理部２１以降の信号処理では、一般的に知られている高さ推定処理の手法を用いればよい。
【００５１】
第二画像再生処理部２１は、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ（または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データ）を受けると、各々の観測データに対する画像再生処理を実施することで、各々の観測データからＳＡＲ画像を生成する。例えば、受信チャネルが２つの場合は、２枚のＳＡＲ画像が得られる。
【００５２】
干渉画像生成部２２は、第二画像再生処理部２１が複数のＳＡＲ画像を生成すると、複数のＳＡＲ画像における画素間で複素共役積を取ることで干渉画像を生成する。
このとき、干渉画像における各画素の位相は、地表面の高さと対応する値になるが、位相値は０度〜３６０度の値しか取ることができないため、一般には、位相の折返しが生じる。
【００５３】
位相折返し補正部２３は、干渉画像生成部２２が干渉画像を生成すると、その干渉画像における各画素の位相を抽出する。
また、位相折返し補正部２３は、上述したように、一般には、位相の折返しが生じるので、画像上での位相連続性を仮定した折返し補正処理を実施することで、位相値と高さが一対一に対応するように、干渉画像における各画素の位相の折返しを補正する。
地表面高さ分布算出部２４は、位相折返し補正部２３による位相折返し補正後の各画素の位相から地表面の高さ分布を算出する。
【００５４】
この実施の形態２によれば、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ、または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データからＳＡＲ画像を生成し、そのＳＡＲ画像から地表面の高さ分布を算出するように構成したので、地表面の高さ分布を高精度に算出することができる効果を奏する。
【００５５】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データからＳＡＲ画像を生成し、そのＳＡＲ画像から地表面の高さ分布を算出するものを示したが、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ、または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データからＳＡＲ画像を生成し、そのＳＡＲ画像から地表面上の移動物体を検出するようにしてもよい。
【００５６】
図４はこの発明の実施の形態３による画像レーダ処理装置を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
移動物体検出部２５は位相折返し補正部２３による位相折返し補正後の各画素の位相を参照して、地表面上の移動物体を検出する処理を実施する。なお、移動物体検出部２５は移動物体検出手段を構成している。
【００５７】
図４の例では、画像レーダ処理装置の構成要素であるインバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、干渉画像生成部２２、位相折返し補正部２３及び移動物体検出部２５のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されている場合、インバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、干渉画像生成部２２、位相折返し補正部２３及び移動物体検出部２５の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００５８】
次に動作について説明する。
この実施の形態３では、各々の受信チャネルのアンテナが観測中に移動する軌道は、どれも同じにする設定で観測を行うものとする。また、送受信時のアンテナ位置は、どの受信チャネルも同じであり、時刻だけがずれるような観測であるとする。これにより、同じ位置から、時間差をつけて収集した観測データが得られる。
ただし、実際には、軌道のずれや、パルスの送信タイミングのずれにより、送受信時のアンテナ位置を厳密に合わせることはできない。残ったずれの影響はインバランス補償部７で取り除くことができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態１では、アンビギュイティ判定部４が、例えば、特許文献１に開示されている方法を用いて、アンビギュイティ領域を特定することを述べている。
即ち、アンビギュイティの画像はぼけが残ることを利用して、アンビギュイティ領域を特定しているが、目標である移動物体も同様にぼけることが知られている。
そのため、特許文献１に開示されている方法を用いれば、移動物体の成分も特定でき、インバランス補償の対象外とすることができる。
移動物体の成分には、移動物体で生じる位相差が含まれるため、インバランス補償の誤差となり得るが、アンビギュイティの影響を排除する処理（レジストレーション部５によるレジストレーション処理、インバランス補償部７によるインバランス補償処理）によって、自動的に移動物体の成分も除去することが可能になる。
【００６０】
第二画像再生処理部２１は、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ（または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データ）を受けると、上記実施の形態２と同様に、各々の観測データに対する画像再生処理を実施することで、各々の観測データからＳＡＲ画像を生成する。例えば、受信チャネルが２つの場合は、同じ位置から観測した時刻が異なる２枚のＳＡＲ画像が得られる。
【００６１】
干渉画像生成部２２は、第二画像再生処理部２１が複数のＳＡＲ画像を生成すると、上記実施の形態２と同様に、複数のＳＡＲ画像における画素間で複素共役積を取ることで干渉画像を生成する。
位相折返し補正部２３は、干渉画像生成部２２が干渉画像を生成すると、上記実施の形態２と同様に、その干渉画像における各画素の位相を抽出する。
また、位相折返し補正部２３は、上記実施の形態２と同様に、画像上での位相連続性を仮定した折返し補正処理を実施することで、位相値と高さが一対一に対応するように、干渉画像における各画素の位相の折返しを補正する。
【００６２】
移動物体検出部２５は、位相折返し補正部２３による位相折返し補正後の各画素の位相を参照して、地表面上の移動物体を検出する。
即ち、干渉画像に含まれている移動物体を構成している画素の位相は、その移動物体の周囲の画素の位相と比べて、大きな差異があるので、その位相差が予め設定された閾値より大きい画素を検出することで、地表面上の移動物体を検出する。
【００６３】
この実施の形態３によれば、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ、または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データからＳＡＲ画像を生成し、そのＳＡＲ画像から地表面上の移動物体を検出するように構成したので、地表面上の移動物体の検出精度を高めることができる効果を奏する。
【００６４】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による画像レーダ処理装置を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
差分画像生成部３１は第二画像再生処理部２１により生成された複数のＳＡＲ画像間の差分画像を生成する処理を実施する。なお、差分画像生成部３１は差分画像生成手段を構成している。
移動物体検出部３２は差分画像生成部３１により生成された差分画像から地表面上の移動物体を検出する処理を実施する。なお、移動物体検出部３２は移動物体検出手段を構成している。
【００６５】
図５の例では、画像レーダ処理装置の構成要素であるインバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、差分画像生成部３１及び移動物体検出部３２のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されている場合、インバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、差分画像生成部３１及び移動物体検出部３２の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００６６】
上記実施の形態３では、移動物体検出部２５が、位相折返し補正部２３による位相折返し補正後の各画素の位相を参照して、地表面上の移動物体を検出するものを示したが、複数のＳＡＲ画像間の差分画像を生成し、その差分画像から地表面上の移動物体を検出するようにしてもよい。
【００６７】
即ち、差分画像生成部３１は、第二画像再生処理部２１が複数のＳＡＲ画像を生成すると、複数のＳＡＲ画像間の差分画像を生成する。
地表面上の移動物体は、移動しているので、複数のＳＡＲ画像に映っている領域が異なるが、静止物が映っている領域は同じである。
このため、複数のＳＡＲ画像間の差分画像は、概ね、地表面上の移動物体だけを表している画像となる。
移動物体検出部３２は、差分画像生成部３１が差分画像を生成すると、その差分画像から地表面上の移動物体を検出する。
【００６８】
この実施の形態４によれば、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ、または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データからＳＡＲ画像を生成し、そのＳＡＲ画像から地表面上の移動物体を検出するように構成したので、地表面上の移動物体の検出精度を高めることができる効果を奏する。
【００６９】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による画像レーダ処理装置を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
相関係数画像生成部４１は干渉画像生成部２２により生成された干渉画像に対する空間平均処理を実施して相関係数画像を生成する処理を実施する。なお、相関係数画像生成部４１は相関係数画像生成手段を構成している。
変化抽出部４２は相関係数画像生成部４１により生成された相関係数画像を構成している画素の画素値と予め設定された閾値を比較し、画素値が閾値より低い画素がある領域を変化が生じている領域として検出する処理を実施する。なお、変化抽出部４２は変化抽出手段を構成している。
【００７０】
図６の例では、画像レーダ処理装置の構成要素であるインバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、干渉画像生成部２２、相関係数画像生成部４１及び変化抽出部４２のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像レーダ処理装置がコンピュータで構成されている場合、インバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１、干渉画像生成部２２、相関係数画像生成部４１及び変化抽出部４２の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００７１】
次に動作について説明する。
ただし、インバランス推定部２、インバランス補償部７、第二画像再生処理部２１及び干渉画像生成部２２の処理内容は、上記実施の形態２，３と同様であるため説明を省略する。
【００７２】
相関係数画像生成部４１は、干渉画像生成部２２が干渉画像を生成すると、その干渉画像に対する空間平均処理を実施して相関係数画像を生成する。
相関係数画像生成部４１により生成される相関係数画像において、画素値が“０”の画素は、２枚のＳＡＲ画像間の相関が低いため、２回の撮像の間に地表面の変化が生じていると見なすことができる。
一方、画素値が“１”の画素は、２枚のＳＡＲ画像間の相関が高いため、２回の撮像の間に地表面の変化が生じていないと見なすことができる。
【００７３】
変化抽出部４２は、相関係数画像生成部４１が相関係数画像を生成すると、その相関係数画像を構成している画素の画素値と予め設定された閾値を比較する。
変化抽出部４２は、画素値が閾値より低い画素がある領域を変化が生じている領域として検出する。
【００７４】
この実施の形態５によれば、インバランス補償部７によるインバランス補償後の各々の観測データ、または、レジストレーション部５による位置ずれ補正後の各々の観測データからＳＡＲ画像を生成し、そのＳＡＲ画像から変化が生じている領域を検出するように構成したので、変化が生じている領域の検出精度を高めることができる効果を奏する。
【００７５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  観測データ格納部、２  インバランス推定部、３  第一画像再生処理部（レーダ画像生成手段）、４  アンビギュイティ判定部（アンビギュイティ領域特定手段）、５  レジストレーション部（位置ずれ補正手段、インバランス推定手段）、６  インバランス推定処理部（インバランス推定手段）、７  インバランス補償部（インバランス補償手段）、８  ドップラーシフト部（ドップラーシフト手段）、９  信号合成部（観測信号合成手段）、１０  ドップラーシフト回復部（ドップラーシフト回復手段）、１１  第二画像再生処理部（第２のレーダ画像生成手段）、１２  ＳＡＲ画像格納部、２１  第二画像再生処理部（第２のレーダ画像生成手段）、２２  干渉画像生成部（干渉画像生成手段）、２３  位相折返し補正部（位相抽出手段）、２４  地表面高さ分布算出部（高さ分布算出手段）、２５  移動物体検出部（移動物体検出手段）、３１  差分画像生成部（差分画像生成手段）、３２  移動物体検出部（移動物体検出手段）、４１  相関係数画像生成部（相関係数画像生成手段）、４２  変化抽出部（変化抽出手段）。
【図１】
2014095585.tif 000009
【図２】
2014095585.tif 000010
【図３】
2014095585.tif 000011
【図４】
2014095585.tif 000012
【図５】
2014095585.tif 000013
【図６】
2014095585.tif 000014