(57)【要約】【課題】画像の歪みのみを自動的に検出することができる信号処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】信号処理装置４では、蓄積部４５４が、画像の歪みのパターン１６を蓄積する。また、図形抽出部４５１が、補正対象画像１４から指定図形を歪みの候補として抽出し、抽出した指定図形を図形抽出結果１７として出力する。また、候補検出部４５２が、蓄積部４５４により蓄積された歪みのパターン１６に基づいて、補正対象画像１４の歪みの候補を画像歪み候補１８として検出する。そして、歪み検出部４５５が、図形抽出結果１７と画像歪み候補１８とに基づいて、補正対象画像１４の歪みを検出する。【選択図】図４
2018105623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の歪みのパターンを蓄積する蓄積部と、
補正の対象である補正対象画像から、予め指定された指定図形であって前記補正対象画像に含まれる指定図形を歪みの候補として抽出し、抽出した指定図形を図形抽出結果として出力する図形抽出部と、
前記蓄積部により蓄積された歪みのパターンに基づいて、前記補正対象画像の歪みの候補を画像歪み候補として検出する候補検出部と、
前記図形抽出結果と前記画像歪み候補とに基づいて、前記補正対象画像の歪みを検出する歪み検出部と
を備えた信号処理装置。
【請求項２】
前記信号処理装置は、
前記歪み検出部により検出された前記補正対象画像の歪みに基づいて、前記補正対象画像の歪みを補正するマスクを生成するマスク生成部を備えた請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記候補検出部は、
前記蓄積部に蓄積された歪みのパターンと機械学習アルゴリズムとを用いて、パターンマッチングを行い、マッチング結果と前記画像歪み候補とを検出し、
前記信号処理装置は、さらに、
前記候補検出部から前記マッチング結果を取得し、取得した前記マッチング結果に基づいて、歪みのパターンを生成し、生成した歪みのパターンを前記蓄積部に蓄積する学習部を備えた請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記蓄積部は、
前記候補検出部からの指示に基づいて、最新の歪みのパターンを前記候補検出部に出力する請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記図形抽出部は、
線分を前記指定図形として前記補正対象画像から抽出する請求項１から４のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
蓄積部が、画像の歪みのパターンを蓄積し、
図形抽出部が、補正の対象である補正対象画像から、予め指定された指定図形であって前記補正対象画像に含まれる指定図形を歪みの候補として抽出し、抽出した指定図形を図形抽出結果として出力し、
候補検出部が、前記蓄積部により蓄積された歪みのパターンに基づいて、前記補正対象画像の歪みの候補を画像歪み候補として検出し、
歪み検出部が、前記図形抽出結果と前記歪みの候補とに基づいて、前記補正対象画像の歪みを検出する信号処理方法。
【請求項７】
画像の歪みのパターンを蓄積する蓄積処理と、
補正の対象である補正対象画像から、予め指定された指定図形であって前記補正対象画像に含まれる指定図形を歪みの候補として抽出し、抽出した指定図形を図形抽出結果として出力する図形抽出処理と、
前記蓄積処理により蓄積された歪みのパターンに基づいて、前記補正対象画像の歪みの候補を画像歪み候補として検出する候補検出処理と、
前記図形抽出結果と前記歪みの候補とに基づいて、前記補正対象画像の歪みを検出する歪み検出処理と
をコンピュータに実行させる信号処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛翔体に搭載される信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラムに関する。合成開口レーダは、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）とも称される。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星または航空機といった飛翔体に搭載された合成開口レーダでは、送信波の伝搬経路にある電離層の影響で、画像に対してボケあるいは縞等の歪みが発生し、画質の劣化が発生する。この傾向は、ＬバンドあるいはＰバンドといった周波数帯を用いる合成開口レーダで顕著になる。なお、合成開口レーダは、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）ともいう。
非特許文献１では、電離層による画像の歪みの検出および補正において、２次元周波数空間においてマスクを作成し、歪みを補正することが開示されている。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１では、事前に縞等の歪みがあることがわかっている画像に対して、衛星進行方向に基づいてマスクを作成するため、自動化は出来ない。また、周波数領域のマスクによって、当該周波数のすべての線分の成分が補正されてしまうため、本来の画像のテクスチャまで失われてしまう。そこで、処理の自動化と本来のテクスチャに影響を与えない選択的な補正処理が必要となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａ．Ｐｈｉｌｉｐ．  ｅｔ  ａｌ．，ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＭＩＴＩＧＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＩＯＮＯＳＰＨＥＲＩＣ  ＳＴＲＩＰＥＳ  ＩＮ  ＰＡＬＳＡＲ  ＤＡＴＡ，２０１２，ＩＧＡＲＡＳＳ２０１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１の手法では、画像に歪みがあることが既知であることを前提としており、既知の歪みに対して、周波数空間でのマスク処理によって、歪みを補正するため、処理を自動化することが出来ない。また、周波数領域のマスクによって、画像歪みに近い周波数成分をもった信号情報が失われてしまう。
【０００６】
本発明は、画像の歪みの検出を自動化するとともに、画像の歪みにのみ選択的に作用する周波数領域でのマスク生成を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る信号処理装置は、
画像の歪みのパターンを蓄積する蓄積部と、
補正の対象である補正対象画像から、予め指定された指定図形であって前記補正対象画像に含まれる指定図形を歪みの候補として抽出し、抽出した指定図形を図形抽出結果として出力する図形抽出部と、
前記蓄積部により蓄積された歪みのパターンに基づいて、前記補正対象画像の歪みの候補を検出する候補検出部と、
前記図形抽出結果と前記歪みの候補とに基づいて、前記補正対象画像の歪みを検出する歪み検出部とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る信号処理装置では、蓄積部が、画像の歪みのパターンを蓄積する。また、図形抽出部が、補正対象画像から指定図形を歪みの候補として抽出し、抽出した指定図形を図形抽出結果として出力する。また、候補検出部が、蓄積部により蓄積された歪みのパターンに基づいて、補正対象画像の歪みの候補を検出する。そして、歪み検出部が、図形抽出結果と歪みの候補とに基づいて、補正対象画像の歪みを検出する。よって、本発明に係る信号処理装置よれば、画像の歪みのみを自動的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る合成開口レーダシステム１００の構成図。
【図２】実施の形態１に係る信号処理装置４の構成図。
【図３】実施の形態１に係る信号処理方法５１０および信号処理プログラム５２０の信号処理Ｓ１００を示すフロー図。
【図４】実施の形態１の画像歪み補正部４５の詳細構成を示すブロック図。
【図５】実施の形態１に係る画像歪み補正処理Ｓ１５０を示すフロー図。
【図６】電離層歪みの方向について説明する図。
【図７】実施の形態１の変形例に係る本実施の形態に係る信号処理装置４の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００１１】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を用いて、本実施の形態に係る合成開口レーダシステム１００の構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態の合成開口レーダシステム１００は、受信アンテナ１と、送信アンテナ２と、受信機３と、信号処理装置４と、送信機５とを備える。
【００１２】
図１の例では、送信アンテナと受信アンテナとを一組ずつ備える例を示しているが、複数の送信アンテナと、複数の受信アンテナとを備える構成としてもよい。また１つの受信アンテナと１つの送受信アンテナとアンテナ切替え器とを備え、アンテナを送受信で共用する構成としてもよい。
【００１３】
本実施の形態の合成開口レーダシステム１００は、地上面に沿って移動している図示しないプラットホームに搭載されている。受信アンテナ１および送信アンテナ２は、同一のプラットホームに搭載されていてもよいし、それぞれが異なるプラットホームに搭載されていてもよい。プラットホームは、人工衛星あるいは航空機といった飛翔体である。受信機３、信号処理装置４および送信機５は、受信アンテナ１および送信アンテナ２が、搭載されるプラットホームに搭載されていてもよいし、別の場所に設置されていてもよい。
【００１４】
送信機５はパルス信号を生成し、繰り返し周期Ｔで、パルス信号を送信アンテナ２から繰り返し送信する。送信アンテナ２から放射され地表面といった観測対象領域で反射された電波は、受信アンテナ１で受信される。
【００１５】
受信機３は、受信アンテナ１により受信された電波、すなわち受信信号１１に対して、検波およびＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理を実施して信号処理装置４へ出力する。
【００１６】
信号処理装置４は、受信アンテナ１により受信され受信機３により処理された観測信号１２に対して前処理、アジマス圧縮処理およびレンジ圧縮処理を実施して再生画像１４１を生成する。
【００１７】
図２を用いて、本実施の形態に係る信号処理装置４の構成について説明する。図２に示すように、信号処理装置４は、コンピュータである。
信号処理装置４は、プロセッサ９１０、記憶装置９２０、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といったハードウェアを備える。記憶装置９２０は、メモリ９２１と補助記憶装置９２２とを有する。
【００１８】
信号処理装置４は、機能構成として、信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５と、記憶部４６とを備える。なお、後述する図４に示すように、画像歪み補正部４５は、図形抽出部４５１と、候補検出部４５２と、学習部４５３と、蓄積部４５４と、歪み検出部４５５と、マスク生成部４５６と、マスク処理部４５７とを備える。
信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能は、ソフトウェアで実現される。
記憶部４６は、メモリ９２１および補助記憶装置９２２により実現される。また、記憶部４６は、メモリ９２１のみ、あるいは、補助記憶装置９２２のみで実現されてもよい。記憶部４６の実現方法は任意である。
【００１９】
プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。プロセッサ９１０は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ９１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう。
【００２０】
補助記憶装置９２２は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）といった半導体メモリである。または、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）が該当する。
メモリ９２１は、具体的には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００２１】
入力インタフェース９３０は、マウス、キーボード、タッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェース９３０は、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子である。なお、入力インタフェース９３０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続されるポートであってもよい。
【００２２】
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった表示機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【００２３】
通信装置９５０は、レシーバとトランスミッタとを備える。具体的には、通信装置９５０は通信チップまたはＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）である。通信装置はデータを通信する通信部である。レシーバはデータを受信する受信部である。トランスミッタはデータを送信する送信部である。信号処理装置４は、通信装置９５０を介して、受信機３から観測信号１２を受信する。
【００２４】
補助記憶装置９２２には、信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能を実現するプログラムが記憶されている。信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能を実現するプログラムを信号処理プログラム５２０ともいう。このプログラムは、メモリ９２１にロードされ、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。また、補助記憶装置９２２には、ＯＳが記憶されている。ＯＳの少なくとも一部がメモリ９２１にロードされる。プロセッサ９１０はＯＳを実行しながら、信号処理プログラム５２０を実行する。
【００２５】
信号処理装置４は、１つのプロセッサ９１０のみを備えていてもよいし、複数のプロセッサ９１０を備えていてもよい。複数のプロセッサ９１０が信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。
【００２６】
信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との処理の結果を示す情報、データ、信号値、および変数値は、信号処理装置４の補助記憶装置９２２、メモリ９２１、または、プロセッサ９１０内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。
【００２７】
信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能を実現するプログラムは、可搬記録媒体に記憶されてもよい。可搬記録媒体とは、具体的には、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）である。
なお、信号処理プログラムプロダクトとは、信号処理プログラム５２０が記録された記憶媒体および記憶装置である。信号処理プログラムプロダクトは、外観に関わらず、コンピュータ読み取り可能なプログラムをロードしているものを指す。
【００２８】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３は、本実施の形態に係る信号処理方法５１０および信号処理プログラム５２０の信号処理Ｓ１００を示すフロー図である。図２および図３を用いて、本実施の形態に係る信号処理方法５１０および信号処理プログラム５２０の信号処理Ｓ１００について説明する。
【００２９】
信号切出し処理Ｓ１１０において、信号切出し部４１は、受信機３から取得した観測信号１２の全信号から、処理対象の観測期間の中心付近の信号を切出す。なお、観測信号１２は、観測期間単位で出力されるとする。また、信号切出し部４１は、入力される１単位の信号の中央の前後一定の範囲の信号を切出すことにより、観測期間の中心付近の観測信号である観測中心信号１３を切出すことが可能であるとする。
【００３０】
前処理Ｓ１２０において、前処理部４２は、観測中心信号１３に対して、前処理を行う。前処理は、観測中心信号１３の欠損のチェックであったり、受信機３の機器特性の補正であったりする。
【００３１】
レンジ圧縮処理Ｓ１３０において、レンジ圧縮部４３は、前処理Ｓ１２０を施した観測中心信号１３にレンジ方向の圧縮を実施する。具体的には、レンジ圧縮部４３は、入力された観測中心信号１３の信号スペクトルにレンジ方向の圧縮を実施する。レンジ圧縮部４３は、レンジ方向の圧縮を実施した観測中心信号１３の信号スペクトルをアジマス圧縮部４４へ出力する。
アジマス圧縮処理Ｓ１４０において、アジマス圧縮部４４は、入力された観測中心信号１３の信号スペクトルにアジマス方向の圧縮を実施する。
以上の処理により、再生画像１４１が得られる。レンジ圧縮処理Ｓ１３０とアジマス圧縮処理Ｓ１４０の順序は、逆転してもよい。
【００３２】
図４は、本実施の形態の画像歪み補正部４５の詳細構成を示すブロック図である。また、図５は、本実施の形態に係る画像歪み補正処理Ｓ１５０を示すフロー図である。
図４および図５を用いて、実施の形態に係る画像歪み補正処理Ｓ１５０について説明する。
【００３３】
図４に示すように、画像歪み補正部４５は、図形抽出部４５１、候補検出部４５２、学習部４５３、蓄積部４５４、歪み検出部４５５、マスク生成部４５６およびマスク処理部４５７を備える。
また、画像歪み補正部４５は、図３の信号切出し処理Ｓ１１０からアジマス圧縮処理Ｓ１４０までにより得られた再生画像１４１を補正の対象である補正対象画像１４とする。図５に示すように、画像歪み補正処理Ｓ１５０は、図形抽出処理Ｓ１５２と、候補検出処理Ｓ１５３と、学習処理Ｓ１５４と、蓄積処理Ｓ１５５と、歪み検出処理Ｓ１５６と、マスク生成処理Ｓ１５７と、マスク処理Ｓ１５８とを備える。
【００３４】
ステップＳ１５１において、補正対象画像１４が図形抽出部４５１と候補検出部４５２とに、それぞれ入力される。
【００３５】
＜図形抽出処理Ｓ１５２＞
図形抽出部４５１は、補正対象画像１４から、予め指定された指定図形であって補正対象画像１４に含まれる指定図形を歪みの候補として抽出する。図形抽出部４５１は、抽出した指定図形を図形抽出結果１７として出力する。具体的には、図形抽出部４５１は、線分を指定図形として補正対象画像１４から抽出する。図形抽出部４５１は、ハフ変換といった線分抽出アルゴリズムを用いて、補正対象画像１４に含まれる線分を図形抽出結果１７として抽出する。これは、本実施の形態が対象とする、電離層の画像への影響が、縞状に現れる特徴を利用するためである。図形抽出部４５１の図形抽出結果１７には、画像歪み以外の線分の抽出結果が含まれていてもよい。
【００３６】
ここで、画像歪みについて説明する。図６を用いて、電離層歪みの方向について説明する。
電離層歪みは、地磁気に沿って発生する。そのため、衛星緯度経度と地球磁場モデルから、観測時の地磁気の方向が計算可能である。衛星進行方向すなわち画像の撮像方向から、地磁気の方向を画像へ投影することができ、電離層歪みの方向も明らかになる。
画像歪みを人間が識別するときの基準は以下の通りである。
（ａ）水面、草原、森林等の一様な輝度分布になるはずの地点に周期的な縞が現れる。具体例として、画像に川を横切るように凸凹がある場合、川を横切るように凸凹があるのは、地形としてありえないので画像歪みであると判断される。
（ｂ）画像に明暗が発生するとき、すなわち明るい線の横には暗い線が伴うとき、画像歪みであると判断される。
（ｃ）過去の画像あるいは既に知られている地形との比較により画像歪みを判断する。
【００３７】
＜候補検出処理Ｓ１５３＞
ステップＳ１５３において、候補検出部４５２は、蓄積部４５４により蓄積された歪みのパターン１６に基づいて、補正対象画像１４の歪みの候補を画像歪み候補１８として検出する。候補検出部４５２は、蓄積部４５４により蓄積された歪みのパターン１６に基づいて、パターンマッチングを行い、マッチング結果１５と画像歪み候補１８とを検出する。なお、後述するステップＳ１５５に示すように、蓄積部４５４は、候補検出部４５２からの指示に基づいて、最新の歪みのパターン１６を候補検出部４５２に出力するものとする。
具体的には、候補検出部４５２は、蓄積部４５４に蓄積された歪みのパターン１６と機械学習アルゴリズムとを用いて、パターンマッチングを行い、マッチング結果１５と補正対象画像１４の画像歪み候補１８とを検出する。具体例として、候補検出部４５２は、ＳＶＮ法あるいはＤｅｅｐＬｅｒａｎｉｎｇといった機械学習アルゴリズムを用いて生成された画像歪みのパターン１６を用いて、補正対象画像１４に含まれる画像の歪みと画像の歪みを含まない画像とのペアをマッチング結果１５として検出するとともに、補正対象画像１４に含まれる画像の歪みを画像歪み候補１８として検出する。
候補検出部４５２は、マッチング結果１５を学習部４５３に出力するとともに補正対象画像１４の画像歪み候補１８を歪み検出部４５５に出力する。候補検出部４５２は、パターンマッチング部ともいう。
【００３８】
ステップＳ１５４において、学習部４５３は、候補検出部４５２からマッチング結果１５を取得し、取得したマッチング結果１５に基づいて、歪みのパターン１６を生成し、生成した歪みのパターン１６を蓄積部４５４に蓄積する。学習部４５３は、蓄積されている機械学習結果に、新しく入力されたマッチング結果１５を追加し、新たな画像歪みのパターン１６を生成する。また、学習部４５３は、マッチング結果１５および生成した画像歪みのパターン１６を、蓄積部４５４に蓄積する。
【００３９】
ステップＳ１５５において、蓄積部４５４は、候補検出部４５２の要求によって、最新の画像歪みのパターン１６を、候補検出部４５２に出力する。
【００４０】
ステップＳ１５６において、歪み検出部４５５は、図形抽出結果１７と画像歪み候補１８とに基づいて、補正対象画像の歪みを検出する。歪み検出部４５５は、図形抽出部４５１による図形抽出結果１７と候補検出部４５２による画像歪み候補１８とを統合し、歪み統合結果１９としてマスク生成部４５６に出力する。具体的には、図形抽出結果１７と画像歪み候補１８の論理積を取って、誤検出を低減してもよいし、論理和を取って、できるだけ多くの画像の歪みを補正してもよい。
【００４１】
図形抽出部４５１および候補検出部４５２の機能により、画像歪みの有無が既知である場合についても、補正対象画像の歪みの検出処理を自動化することが可能になる。
【００４２】
ステップＳ１５７において、マスク生成部４５６は、歪み検出部４５５により検出された補正対象画像１４の歪みに基づいて、補正対象画像１４の歪みを補正するマスク１９１を生成する。マスク生成部４５６は、歪み検出部４５５から取得した補正対象画像１４の歪みである歪み統合結果１９を２次元フーリエ変換し、２次元周波数空間のマスク１９１を生成する。生成されたマスク１９１は、補正対象となる画像歪みに選択的に働くフィルタとなる。
【００４３】
歪み検出部４５５およびマスク生成部４５６の機能により、画像歪みに選択的に働く２次元周波数空間のマスク１９１を生成することで、画像歪み以外の信号成分が除去されることを防ぐことが可能となる。
【００４４】
ステップＳ１５８において、マスク処理部４５７は、補正対象画像１４を２次元フーリエ変換し、マスク１９１を適用することで、画像歪みの周波数成分を除去する。２次元周波数空間の信号を２次元逆フーリエ変換することで、画像歪みが補正された補正画像２０を生成する。
【００４５】
＊＊＊他の構成＊＊＊
なお、学習部４５３および蓄積部４５４を画像歪み補正部４５から独立させ、初期値として、画像歪みのパターンを、候補検出部４５２に入力してもよい。この場合、候補検出部４５２の画像歪みの検出精度は、初期値として入力される画像歪みのパターンに依存する。
【００４６】
本実施の形態では、信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能がソフトウェアで実現される。しかし、変形例として、信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能がハードウェアで実現されてもよい。
【００４７】
図７を用いて、本実施の形態の変形例に係る本実施の形態に係る信号処理装置４の構成について説明する。
図７に示すように、信号処理装置４は、処理回路９０９、入力インタフェース９３０、出力インタフェース９４０、および通信装置９５０といったハードウェアを備える。
【００４８】
処理回路９０９は、上述した信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能および記憶部４６を実現する専用の電子回路である。処理回路９０９は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。または、これらを組み合わせたものが該当する。ＧＡは、Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。
【００４９】
信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能は、１つの処理回路９０９で実現されてもよいし、複数の処理回路９０９に分散して実現されてもよい。
【００５０】
別の変形例として、信号処理装置４の機能がソフトウェアとハードウェアとの組合せで実現されてもよい。すなわち、信号処理装置４の一部の機能が専用のハードウェアで実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
【００５１】
信号処理装置４のプロセッサ９１０、記憶装置９２０、および、処理回路９０９を、総称して「プロセッシングサーキットリ」という。つまり、信号処理装置４の構成が図１および図７のいずれに示した構成であっても、信号切出し部４１と、前処理部４２と、レンジ圧縮部４３と、アジマス圧縮部４４と、画像歪み補正部４５との機能および記憶部４６は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【００５２】
「部」を「工程」または「手順」または「処理」に読み替えてもよい。また、「部」の機能をファームウェアで実現してもよい。
【００５３】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上のように、本実施の形態に係る信号処理装置は、画像歪みを線分抽出により検出する図形抽出部と、過去の画像を用いた機械学習によるパターンマッチングにより検出する候補検出部とを備える。また、本実施の形態に係る信号処理装置は、図形抽出部と候補検出部との結果を統合し、画像歪みに選択的に作用する２次元周波数空間のマスクを作成するマスク生成部と、マスク処理により画像歪みを補正するマスク処理部とを備える。また、本実施の形態に係る信号処理装置は、候補検出部に蓄積部を持ち、歪み検出結果を蓄積することで、検出精度を向上させることができる。また、本実施の形態に係る信号処理装置は、歪み検出部とマスク生成部によって、自動的に画像の歪みを補正することができる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係る信号処理装置によれば、画像処理技術を用いた画像歪みの検出と、選択的なマスク生成により、処理の自動化と画像歪みのみを選択的に除去することができる。このため、本実施の形態に係る信号処理装置によれば、画像歪みが既知でない場合であっても自動的に画像の歪みを補正することができる。また、本実施の形態に係る信号処理装置によれば、画像本来の信号成分のみを適切に除去することができる。よって、本実施の形態に係る信号処理装置によれば、よりロバストに適切な画像歪みの補正ができる。
【００５５】
上述した実施の形態では、信号切出し部と、前処理部と、レンジ圧縮部と、アジマス圧縮部と、画像歪み補正部とが独立した機能ブロックとして信号処理装置を構成している。また、図形抽出部と、候補検出部と、学習部と、蓄積部と、歪み検出部と、マスク生成部と、マスク処理部とが独立した機能ブロックとして画像歪み補正部を構成している。しかし、上述した実施の形態のような構成でなくてもよく、信号処理装置および画像歪み補正部の各々の構成は任意である。信号処理装置および画像歪み補正部の各々の機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、任意である。これらの機能ブロックを、他のどのような組み合わせ、あるいは任意のブロック構成で、信号処理装置および画像歪み補正部の各々を構成しても構わない。
また、信号処理装置は、１つの装置でなく、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
【００５６】
実施の形態１について説明したが、この実施の形態のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、この実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、この実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物および用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  受信アンテナ、２  送信アンテナ、３  受信機、４  信号処理装置、５  送信機、１１  受信信号、１２  観測信号、１３  観測中心信号、１４  補正対象画像、１４１  再生画像、１５  マッチング結果、１６  パターン、１７  図形抽出結果、１８  画像歪み候補、１９  歪み統合結果、１９１  マスク、２０  補正画像、４１  信号切出し部、４２  前処理部、４３  レンジ圧縮部、４４  アジマス圧縮部、４５  画像歪み補正部、４５１  図形抽出部、４５２  候補検出部、４５３  学習部、４５４  蓄積部、４５５  歪み検出部、４５６  マスク生成部、４５７  マスク処理部、４６  記憶部、１００  合成開口レーダシステム、５１０  信号処理方法、５２０  信号処理プログラム、９０９  処理回路、９１０  プロセッサ、９２０  記憶装置、９２１  メモリ、９２２  補助記憶装置、９３０  入力インタフェース、９４０  出力インタフェース、９５０  通信装置、Ｓ１００  信号処理、Ｓ１１０  信号切出し処理、Ｓ１２０  前処理、Ｓ１３０  レンジ圧縮処理、Ｓ１４０  アジマス圧縮処理、Ｓ１５０  画像歪み補正処理、Ｓ１５５  蓄積処理。
【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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