(57)【要約】【課題】放射線等を受けることで処理対象の信号に生じるビット誤りの影響を除去することができるようにする。【解決手段】複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出して、その誤りが発生している画素の画素値を訂正する画像再生部３を設け、レジストレーション部６が、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素のうち、誤りが発生している画素以外の画素を用いて、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）のずれ量を算出し、そのずれ量にしたがって複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の位置合わせを行う。【選択図】図１
2015141124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパルス信号の反射エコーから第１の複素ＳＡＲ画像を再生して、前記第１の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出するとともに、第２のパルス信号の反射エコーから第２の複素ＳＡＲ画像を再生して、前記第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出する画像再生手段と、
前記第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素のうち、前記画像再生手段により誤りの発生が検出された画素以外の画素を用いて、前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像のずれ量を算出し、前記ずれ量にしたがって前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像の干渉画像を生成する干渉画像生成手段と、
前記干渉画像生成手段により生成された干渉画像に含まれる画素の位相を絶対位相に変換して、前記絶対位相を地形の高度に変換する変換手段と
を備えた合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記画像再生手段は、前記第１の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素の画素値を訂正するとともに、前記第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素の画素値を訂正することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記干渉画像生成手段は、前記位置合わせ手段による位置合わせ後の第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素のうち、前記画像再生手段により誤りの発生が検出された画素以外の画素を用いて、前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像の干渉画像を生成することを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記画像再生手段は、
前記第１及び第２のパルス信号の反射エコーに対するＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理を含む画像再生処理を実施することで、前記第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を再生する画像再生処理部と、
前記画像再生処理部によるＦＦＴ処理前後の信号の誤差、もしくは、ＩＦＦＴ処理前後の信号の誤差が予め設定された閾値より大きければ、前記第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素に誤りが発生していると判断する誤り検出部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記画像再生手段は、
前記第１及び第２のパルス信号の反射エコーに対するＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理を含む画像再生処理を実施することで、前記第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を再生する画像再生処理部と、
前記画像再生処理部によるＦＦＴ処理前の信号とＦＦＴ処理途中の信号との誤差、もしくは、ＩＦＦＴ処理前の信号とＩＦＦＴ処理途中の信号との誤差が予め設定された閾値より大きければ、前記第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素に誤りが発生していると判断する誤り検出部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記誤り検出部は、誤りが発生していると判断した画素が属する領域に隣接している領域に属する画素の画素値の平均値を求め、前記誤りが発生していると判断した画素の画素値を前記平均値に置き換えることを特徴とする請求項４または請求項５記載の合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項７】
前記誤り検出部は、誤りが発生していると判断した画素が属する領域に対するＦＦＴ処理又はＩＦＦＴ処理のやり直しを前記画像再生処理部に指示することを特徴とする請求項４または請求項５記載の合成開口レーダ信号処理装置。
【請求項８】
画像再生手段が、第１のパルス信号の反射エコーから第１の複素ＳＡＲ画像を再生して、前記第１の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出するとともに、第２のパルス信号の反射エコーから第２の複素ＳＡＲ画像を再生して、前記第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出する画像再生処理ステップと、
位置合わせ手段が、前記第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素のうち、前記画像再生処理ステップで誤りの発生が検出された画素以外の画素を用いて、前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像のずれ量を算出し、前記ずれ量にしたがって前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像の位置合わせを行う位置合わせ処理ステップと、
干渉画像生成手段が、前記位置合わせ処理ステップで位置合わせが行われた前記第１の複素ＳＡＲ画像と前記第２の複素ＳＡＲ画像の干渉画像を生成する干渉画像生成処理ステップと、
変換手段が、前記干渉画像生成処理ステップで生成された干渉画像に含まれる画素の位相を絶対位相に変換して、前記絶対位相を地形の高度に変換する変換処理ステップと
を備えた合成開口レーダ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、航空機や人工衛星などのプラットフォームに搭載され、地形の３次元情報を取得する合成開口レーダ信号処理装置及び合成開口レーダ信号処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地形の３次元情報を得る技術として、光学センサによる航空測量やステレオ視などがある。
しかし、これらの技術では、雲天時や夜間に観測することが不可能であるため、近年、天候や観測時間に依存せずに、地形の３次元情報を取得することができる干渉型合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）の技術が開発されている。
【０００３】
干渉型ＳＡＲを用いている合成開口レーダ信号処理装置では、異なる観測条件で得られた２つの反射エコーからＳＡＲ画像をそれぞれ再生し、２つのＳＡＲ画像を干渉させて３次元情報を算出するようにしている。
このとき、電波散乱特性や軌道間距離等の影響で、２つのＳＡＲ画像の相関が十分に得られない場合、２つのＳＡＲ画像を干渉させて得られる干渉画像（インタフェログラム）に位相ノイズが発生するため、３次元情報の算出精度が劣化することがある。
【０００４】
以下の特許文献１には、干渉画像の位相ノイズをフィルタリング処理によって除去する手法が開示されている。
また、以下の特許文献２には、ウェーブレット変換を用いて干渉画像の位相ノイズを低減させることで、３次元情報の精度を高める手法が開示されている。
これにより、２つのＳＡＲ画像の相関が十分でない場合に生じる位相ノイズを除去することができる。しかし、合成開口レーダ信号処理装置は、人工衛星等に搭載されるため、衛星軌道上で放射線等を受けることがあり、放射線等を受けることで、処理対象の信号にビット誤りが生じる可能性がある。
処理対象の信号にビット誤りが生じると、信号の表わす画素の画素値（電力）に大きな変動をもたらす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−８３２４３号公報（段落番号［０００９］、図１）
【特許文献２】特開２００４−１９１０５３号公報（段落番号［０００６］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の合成開口レーダ信号処理装置は以上のように構成されているので、２つのＳＡＲ画像の相関が十分でない場合に生じる位相ノイズを除去することができるが、放射線等を受けることで処理対象の信号に生じるビット誤りの影響を除去する手段を備えておらず、３次元情報の算出精度が劣化してしまうことがある課題があった。
【０００７】
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、放射線等を受けることで処理対象の信号に生じるビット誤りの影響を除去することができる合成開口レーダ信号処理装置及び合成開口レーダ信号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】
【０００８】
この発明に係る合成開口レーダ信号処理装置は、第１のパルス信号の反射エコーから第１の複素ＳＡＲ画像を再生して、第１の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出するとともに、第２のパルス信号の反射エコーから第２の複素ＳＡＲ画像を再生して、第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出する画像再生手段と、第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素のうち、画像再生手段により誤りの発生が検出された画素以外の画素を用いて、第１の複素ＳＡＲ画像と第２の複素ＳＡＲ画像のずれ量を算出し、前記ずれ量にしたがって第１の複素ＳＡＲ画像と第２の複素ＳＡＲ画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、位置合わせ手段により位置合わせが行われた第１の複素ＳＡＲ画像と第２の複素ＳＡＲ画像の干渉画像を生成する干渉画像生成手段とを設け、変換手段が、干渉画像生成手段により生成された干渉画像に含まれる画素の位相を絶対位相に変換して、その絶対位相を地形の高度に変換するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、第１のパルス信号の反射エコーから第１の複素ＳＡＲ画像を再生して、第１の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出するとともに、第２のパルス信号の反射エコーから第２の複素ＳＡＲ画像を再生して、第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出する画像再生手段を設け、位置合わせ手段が、第１及び第２の複素ＳＡＲ画像を構成する画素のうち、画像再生手段により誤りの発生が検出された画素以外の画素を用いて、第１の複素ＳＡＲ画像と第２の複素ＳＡＲ画像のずれ量を算出し、前記ずれ量にしたがって第１の複素ＳＡＲ画像と第２の複素ＳＡＲ画像の位置合わせを行うように構成したので、放射線等を受けることで処理対象の信号に生じるビット誤りの影響を除去することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による合成開口レーダ信号処理装置を示す構成図である。
【図２】合成開口レーダ信号処理装置を構成するコンピュータを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による合成開口レーダ信号処理装置の処理内容（合成開口レーダ信号処理方法）を示すフローチャートである。
【図４】チャープスケーリング法を用いるＳＡＲ画像再生処理を示すフローチャートである。
【図５】合成開口レーダ信号処理装置における複素ＳＡＲ画像の複素数データの実部を３２ｂｉｔの浮動小数点のフォーマットで示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２による合成開口レーダ信号処理装置でのＦＦＴ処理と誤り検出方法の詳細を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による合成開口レーダ信号処理装置を示す構成図であり、図１の合成開口レーダ信号処理装置は、例えば、航空機や人工衛星などのプラットフォームに搭載されている。
図１において、信号送受信部２ａは高周波のパルス信号Ｐｌｓ1（第１のパルス信号）を生成して、送受信アンテナ１ａから高周波パルス信号Ｐｌｓ1を繰り返し地表面に向けて空間に放射させる一方、地表面に反射されて戻ってきた高周波パルス信号Ｐｌｓ1の反射エコーを受信し、その受信信号の周波数を中間周波数にダウンコンバートしてからデジタル信号Ｄ1に変換する処理を実施する。
信号送受信部２ｂは高周波のパルス信号Ｐｌｓ2（第２のパルス信号）を生成して、送受信アンテナ１ｂから高周波パルス信号Ｐｌｓ2を繰り返し地表面に向けて空間に放射させる一方、地表面に反射されて戻ってきた高周波パルス信号Ｐｌｓ2の反射エコーを受信し、その受信信号の周波数を中間周波数にダウンコンバートしてからデジタル信号Ｄ2に変換する処理を実施する。
【００１２】
画像再生部３は例えば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から構成されており、信号送受信部２ａにより変換されたデジタル信号Ｄ1から複素ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）画像（第１の複素ＳＡＲ画像）を再生して、その複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出するとともに、その誤りが発生している画素の画素値を訂正する処理を実施する。
また、画像再生部３は信号送受信部２ｂにより変換されたデジタル信号Ｄ2から複素ＳＡＲ画像（第２の複素ＳＡＲ画像）を再生して、その複素ＳＡＲ画像を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出するとともに、その誤りが発生している画素の画素値を訂正する処理を実施する。
なお、送受信アンテナ１ａ，１ｂ、信号送受信部２ａ，２ｂ及び画像再生部３から画像再生手段が構成されている。
【００１３】
画像再生処理部４ａは信号送受信部２ａにより変換されたデジタル信号Ｄ1に対するＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理及びＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を含む公知のＳＡＲ画像再生処理を実施することで、複素ＳＡＲ画像（１）を再生する。
即ち、画像再生処理部４ａは信号送受信部２ａにより変換されたデジタル信号Ｄ1に対するアジマス方向のＦＦＴ処理を実施することでアジマス圧縮を行うとともに、レンジ方向のＦＦＴ処理を実施することでレンジ圧縮を行い、その圧縮処理結果をレンジ方向のＩＦＦＴ処理とアジマス方向のＩＦＦＴ処理を実施することで複素ＳＡＲ画像（１）を再生する。
【００１４】
画像再生処理部４ｂは信号送受信部２ｂにより変換されたデジタル信号Ｄ2に対するＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理を含む公知のＳＡＲ画像再生処理を実施することで、複素ＳＡＲ画像（２）を再生する。
即ち、画像再生処理部４ｂは信号送受信部２ｂにより変換されたデジタル信号Ｄ2に対するアジマス方向のＦＦＴ処理を実施することでアジマス圧縮を行うとともに、レンジ方向のＦＦＴ処理を実施することでレンジ圧縮を行い、その圧縮処理結果をレンジ方向のＩＦＦＴ処理とアジマス方向のＩＦＦＴ処理を実施することで複素ＳＡＲ画像（２）を再生する。
【００１５】
誤り検出部５ａは画像再生処理部４ａによるＦＦＴ処理前後の信号の誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）を構成する画素に誤りが発生していると判断し、また、画像再生処理部４ａによるＩＦＦＴ処理前後の信号の誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）を構成する画素に誤りが発生していると判断する処理を実施する。
また、誤り検出部５ａは誤りが発生していると判断した画素が属する周波数領域に隣接している周波数領域に属する画素の画素値の平均値を求め、誤りが発生していると判断した画素の画素値を前記平均値に置き換えることで、誤りが発生している画素の画素値を訂正する処理を実施する。
【００１６】
誤り検出部５ｂは画像再生処理部４ｂによるＦＦＴ処理前後の信号の誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断し、また、画像再生処理部４ｂによるＩＦＦＴ処理前後の信号の誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断する処理を実施する。
また、誤り検出部５ｂは誤りが発生していると判断した画素が属する周波数領域に隣接している周波数領域に属する画素の画素値の平均値を求め、誤りが発生していると判断した画素の画素値を前記平均値に置き換えることで、誤りが発生している画素の画素値を訂正する処理を実施する。
【００１７】
レジストレーション部６は例えば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から構成されており、画像再生処理部４ａ，４ｂにより再生された複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素のうち、誤り検出部５ａ，５ｂにより誤りの発生が検出された画素以外の画素を用いて、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）のずれ量を算出し、そのずれ量にしたがって誤り検出部５ａ，５ｂによる画素値訂正後の複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の位置合わせを行う。
即ち、レジストレーション部６は複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）のずれ量からアフィン変換係数を算出し、そのアフィン変換係数にしたがって複素ＳＡＲ画像（２）をアフィン変換（画像に対して、平行移動、回転、引き延ばしなどを行う処理）することで、複素ＳＡＲ画像（１）に対する複素ＳＡＲ画像（２）の位置合わせ画像であるリサンプル画像（２）’を生成する処理を実施する。なお、レジストレーション部６は位置合わせ手段を構成している。
【００１８】
干渉処理部７は例えば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から構成されており、画像再生処理部４ａにより再生された複素ＳＡＲ画像（１）とレジストレーション部６により生成されたリサンプル画像（２）’の干渉画像を生成する処理を実施する。なお、干渉処理部７は干渉画像生成手段を構成している。
【００１９】
位相アンラップ部８は例えば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から構成されており、干渉処理部７により生成された干渉画像に対する位相アンラップ処理を実施する。
ここで、位相アンラップ処理は、干渉処理部７により生成された干渉画像が地形の高度に対応するようにするために、元々幅広い値を持っている位相情報が０度〜３６０度の範囲に折り畳まれているのを解いて元に戻すことで、変動量の絶対値に戻す処理である。
変換処理部９は例えば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から構成されており、位相アンラップ部８による位相アンラップ処理後の干渉画像に含まれる画素の位相を絶対位相に変換して、その絶対位相を地形の高度に変換する処理を実施する。
なお、位相アンラップ部８及び変換処理部９から変換手段が構成されている。
【００２０】
３次元情報格納部１０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、変換処理部９により変換された地形の高度を含む３次元情報を格納する。
【００２１】
図１の例では、合成開口レーダ信号処理装置の構成要素である送受信アンテナ１ａ，１ｂ、信号送受信部２ａ，２ｂ、画像再生部３、レジストレーション部６、干渉処理部７、位相アンラップ部８、変換処理部９及び３次元情報格納部１０のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、合成開口レーダ信号処理装置の一部が図２に示すようなコンピュータで構成されていてもよい。
合成開口レーダ信号処理装置の一部（例えば、画像再生部３、レジストレーション部６、干渉処理部７、位相アンラップ部８、変換処理部９及び３次元情報格納部１０）をコンピュータで構成する場合、３次元情報格納部１０をハードディスク１０２又はＲＡＭ１０３上に構成するとともに、画像再生部３、レジストレーション部６、干渉処理部７、位相アンラップ部８及び変換処理部９の処理内容を記述しているプログラムをＲＯＭ１０４に格納し、当該コンピュータのＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０４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３はこの発明の実施の形態１による合成開口レーダ信号処理装置の処理内容（合成開口レーダ信号処理方法）を示すフローチャートである。
【００２２】
図２において、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１０５は合成開口レーダ信号処理装置の処理内容を示すプログラムが図示せぬＣＤ−ＲＯＭに記録されている場合、そのＣＤ−ＲＯＭから当該プログラムを読み出す装置である。
ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１０５により読み出されたプログラムは、ハードディスク１０２などにインストールされ、ＣＰＵ１０１がハードディスク１０２などにインストールされたプログラムを実行する。
【００２３】
次に動作について説明する。
ビット誤りの問題を解決する手法として、例えば、データや処理装置などを三重系にして同じデータを３つ持ち、３つの値の多数決をとることで、誤りの発生確率を低減させるなどの冗長な設計をとる手法が考えられる。しかし、この手法では、同じデータや装置などを三重化するため、装置のコストや装置規模が増加する。
また、他の手法としては、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｈｅｃｋ  ａｎｄ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：誤り検出訂正）機能付きメモリを用いるなど、元のデータに誤りを検出、もしくは、訂正するデータ列を追加して、誤りに対する耐性を向上させるという手法が考えられる。しかし、これらの場合もデータサイズが増加し、誤り検出や訂正のための装置を追加する必要があるため、装置のコストや装置規模が増加するという問題がある。
この実施の形態１では、これらの手法と比べて、安価で高精度な３次元情報を取得することが可能な合成開口レーダ信号処理装置を提示する。
【００２４】
信号送受信部２ａは、高周波のパルス信号Ｐｌｓ1を生成して、その高周波パルス信号Ｐｌｓ1を送受信アンテナ１ａに繰り返し出力する。
これにより、送受信アンテナ１ａから高周波パルス信号Ｐｌｓ1が地表面に向けて空間に繰り返し放射される。
地表面に向けて空間に放射された高周波パルス信号Ｐｌｓ1の一部は、地表面に反射されて送受信アンテナ１ａに戻ってくるので、送受信アンテナ１ａが地表面に反射されて戻ってきた高周波パルス信号Ｐｌｓ1の反射エコーを受信する。
信号送受信部２ａは、送受信アンテナ１ａが高周波パルス信号Ｐｌｓ1の反射エコーを受信すると、その受信信号の周波数を中間周波数にダウンコンバートしてからデジタル信号Ｄ1に変換して、そのデジタル信号Ｄ1を画像再生部３に出力する（ステップＳＴ１）。
【００２５】
信号送受信部２ｂも、信号送受信部２ａと同様に、高周波のパルス信号Ｐｌｓ2を生成して、その高周波パルス信号Ｐｌｓ2を送受信アンテナ１ｂに繰り返し出力する。
これにより、送受信アンテナ１ｂから高周波パルス信号Ｐｌｓ2が地表面に向けて空間に繰り返し放射される。
地表面に向けて空間に放射された高周波パルス信号Ｐｌｓ2の一部は、地表面に反射されて送受信アンテナ１ｂに戻ってくるので、送受信アンテナ１ｂが地表面に反射されて戻ってきた高周波パルス信号Ｐｌｓ2の反射エコーを受信する。
信号送受信部２ｂは、送受信アンテナ１ｂが高周波パルス信号Ｐｌｓ2の反射エコーを受信すると、その受信信号の周波数を中間周波数にダウンコンバートしてからデジタル信号Ｄ2に変換して、そのデジタル信号Ｄ2を画像再生部３に出力する（ステップＳＴ１）。
【００２６】
画像再生部３は、信号送受信部２ａからデジタル信号Ｄ1を受けると、そのデジタル信号Ｄ1に対するＳＡＲ画像再生処理を実施することで、複素ＳＡＲ画像（１）を再生する（ステップＳＴ２）。
また、画像再生部３は、信号送受信部２ｂからデジタル信号Ｄ2を受けると、そのデジタル信号Ｄ2に対するＳＡＲ画像再生処理を実施することで、複素ＳＡＲ画像（２）を再生する（ステップＳＴ２）。
なお、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する各画素の画素値は、複素数で表されるデータであり、複素数は位相情報を含んでいる。
ここで、ＳＡＲ画像再生処理としては、例えば、ポーラーフォーマット法、レンジドップラー法、チャープスケーリング法などの方法があるが、この実施の形態１では、チャープスケーリング法を用いるＳＡＲ画像再生処理を説明する。
【００２７】
図４はチャープスケーリング法を用いるＳＡＲ画像再生処理を示すフローチャートである。
以下、図４を参照しながら、画像再生部３の処理内容を具体的に説明するが、画像再生部３における画像再生処理部４ａと画像再生処理部４ｂの処理内容は同一であり、また、誤り検出部５ａと誤り検出部５ｂの処理内容は同一であるため、ここでは、画像再生処理部４ａと誤り検出部５ａの処理内容を代表的に説明する。
この実施の形態１では、信号送受信部２ａ，２ｂから画像再生部３に出力されるデジタル信号Ｄ1，Ｄ2は、２次元的に配置された複素数データであり、電波の照射方向がレンジ方向、電波の照射方向に対して直交する方向がアジマス方向であるとする。
なお、図４では、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１３までの処理と、ステップＳＴ２０〜ＳＴ２３までの処理が、アジマス方向のデータ１行単位で実施され、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１９までの処理が、レンジ方向のデータ１列単位で実施される。
【００２８】
画像再生部３の画像再生処理部４ａは、信号送受信部２ａからデジタル信号Ｄ1を受けると、アジマス方向のデータ１行単位で、そのデジタル信号Ｄ1に対する係数乗算処理Ｍ１（デジタル信号Ｄ1である複素数データの実部及び虚部に対して所定の係数を乗算する処理であり、その係数の算出方法は、チャープスケーリング法で示されている）を実施してから（図４のステップＳＴ１１）、係数乗算処理Ｍ１後のデジタル信号Ｄ1に対するアジマス方向のＦＦＴ処理を実施することで、そのデジタル信号Ｄ1を周波数領域の信号（アジマス方向が周波数領域の信号、レンジ方向が時間領域の信号）に変換する（ステップＳＴ１２）。
【００２９】
画像再生処理部４ａは、係数乗算処理Ｍ１後のデジタル信号Ｄ1に対するアジマス方向のＦＦＴ処理を実施すると、アジマス方向のデータ１行単位で、そのデジタル信号Ｄ1における０ビンのデータｘ（０）と、アジマス方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）とを下記の式（１）に代入することでＰ１を計算する。アジマス方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）の絶対値は複素数の絶対値を示している。
2015141124.tif 000003
【００３０】
誤り検出部５ａは、画像再生処理部４ａがアジマス方向のデータ１行単位にＰ１を計算すると、各々の行の計算結果Ｐ１毎に、当該行の計算結果Ｐ１と予め設定された閾値Ｃ１を比較し、その行の計算結果Ｐ１が閾値Ｃ１以下であれば（Ｐ１≦Ｃ１）、その行のアジマス方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）は正しいものと判断する。
一方、その行の計算結果Ｐ１が閾値Ｃ１より大きい場合（Ｐ１＞Ｃ１）、その行のアジマス方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）には誤りがあると判断し（放射線等の影響で、その行に属する画素に誤りが発生していると判断する）、その行の全てのデータＦ（ｉ）を、その行に隣接している行のデータＦ（ｉ）で置き換えることで、誤りがあると判断した行のアジマス方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）を訂正する（ステップＳＴ１３）。
例えば、誤りがあると判断した行に属する画素毎に、当該画素と画像上の位置が同じ位置にある１つ前の行に属する画素の画素値と、１つ後の行に属する画素の画素値との平均値を求め、誤りがあると判断した行に属する画素の画素値を当該平均値で置き換えるようにする。
【００３１】
次に、画像再生処理部４ａは、レンジ方向のデータ１列単位で、アジマス方向が周波数領域の信号（アジマス方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）に誤りがあれば、誤り検出部５ａにより誤りが訂正されているアジマス方向が周波数領域の信号）に対する係数乗算処理Ｍ２（複素数データの実部及び虚部に対して所定の係数を乗算する処理であり、その係数の算出方法は、チャープスケーリング法で示されている）を実施してから（ステップＳＴ１４）、係数乗算処理Ｍ２後の信号に対するレンジ方向のＦＦＴ処理を実施することで、係数乗算処理Ｍ２後の信号を周波数領域の信号（アジマス方向とレンジ方向の双方が周波数領域の信号）に変換する（ステップＳＴ１５）。
画像再生処理部４ａは、係数乗算処理Ｍ２後の信号に対するレンジ方向のＦＦＴ処理を実施すると、レンジ方向のデータ１列単位で、その係数乗算処理Ｍ２後の信号における０ビンのデータｘ（０）と、レンジ方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）とを下記の式（２）に代入することでＰ２を計算する。レンジ方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）の絶対値は複素数の絶対値を示している。
2015141124.tif 000004
【００３２】
誤り検出部５ａは、画像再生処理部４ａがレンジ方向のデータ１列単位にＰ２を計算すると、各々の列の計算結果Ｐ２毎に、当該列の計算結果Ｐ２と予め設定された閾値Ｃ２を比較し、その列の計算結果Ｐ２が閾値Ｃ２以下であれば（Ｐ２≦Ｃ２）、その列のレンジ方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）は正しいものと判断する。
一方、その列の計算結果Ｐ２が閾値Ｃ２より大きい場合（Ｐ２＞Ｃ２）、その列のレンジ方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）には誤りがあると判断し（放射線等の影響で、その列に属する画素に誤りが発生していると判断する）、その列の全てのデータＦ（ｉ）を、その列に隣接している列のデータＦ（ｉ）で置き換えることで、誤りがあると判断した列のレンジ方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）を訂正する（ステップＳＴ１６）。
例えば、誤りがあると判断した列に属する画素毎に、当該画素と画像上の位置が同じ位置にある１つ前の列に属する画素の画素値と、１つ後の列に属する画素の画素値との平均値を求め、誤りがあると判断した列に属する画素の画素値を当該平均値で置き換えるようにする。
【００３３】
次に、画像再生処理部４ａは、レンジ方向のデータ１列単位で、アジマス方向とレンジ方向の双方が周波数領域の信号（レンジ方向のＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）に誤りがあれば、誤り検出部５ａにより誤りが訂正されているアジマス方向とレンジ方向の双方が周波数領域の信号）に対する係数乗算処理Ｍ３（複素数データの実部及び虚部に対して所定の係数を乗算する処理であり、その係数の算出方法は、チャープスケーリング法で示されている）を実施してから（ステップＳＴ１７）、係数乗算処理Ｍ３後のデータＦ（ｉ）に対するレンジ方向のＩＦＦＴ処理を実施することで、係数乗算処理Ｍ３後のデータＦ（ｉ）を時間領域の信号（レンジ方向が時間領域の信号、アジマス方向が周波数領域の信号）に変換する（ステップＳＴ１８）。
画像再生処理部４ａは、係数乗算処理Ｍ３後のデータＦ（ｉ）に対するレンジ方向のＩＦＦＴを実施すると、レンジ方向のデータ１列単位で、係数乗算処理Ｍ３後のデータＦ（ｉ）における０ビンのデータＦ（０）と、レンジ方向のＩＦＦＴ処理後のデータｘ（ｋ）とを下記の式（３）に代入することでＰ３を計算する。レンジ方向のＩＦＦＴ処理後のデータｘ（ｋ）の絶対値は複素数の絶対値を示している。
2015141124.tif 000005
【００３４】
誤り検出部５ａは、画像再生処理部４ａがレンジ方向のデータ１列単位にＰ３を計算すると、各々の列の計算結果Ｐ３毎に、当該列の計算結果Ｐ３と予め設定された閾値Ｃ３を比較し、その列の計算結果Ｐ３が閾値Ｃ３以下であれば（Ｐ３≦Ｃ３）、その列のレンジ方向のＩＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）は正しいものと判断する。
一方、その列の計算結果Ｐ３が閾値Ｃ３より大きい場合（Ｐ３＞Ｃ３）、その列のレンジ方向のＩＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）には誤りがあると判断し（放射線等の影響で、その列に属する画素に誤りが発生していると判断する）、その列の全てのデータＦ（ｉ）を、その列に隣接している列のデータＦ（ｉ）で置き換えることで、誤りがあると判断した列のレンジ方向のＩＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）を訂正する（ステップＳＴ１９）。
例えば、誤りがあると判断した列に属する画素毎に、当該画素と画像上の位置が同じ位置にある１つ前の列に属する画素の画素値と、１つ後の列に属する画素の画素値との平均値を求め、誤りがあると判断した列に属する画素の画素値を当該平均値で置き換えるようにする。
【００３５】
次に、画像再生処理部４ａは、アジマス方向のデータ１行単位で、レンジ方向が時間領域の信号（レンジ方向のＩＦＦＴ処理前のデータＦ（ｉ）に誤りがあれば、誤り検出部５ａにより誤りが訂正されているレンジ方向が時間領域の信号）に対する係数乗算処理Ｍ４（複素数データの実部及び虚部に対して所定の係数を乗算する処理であり、その係数の算出方法は、チャープスケーリング法で示されている）を実施してから（ステップＳＴ２０）、係数乗算処理Ｍ４後のデータＦ（ｉ）に対するアジマス方向のＩＦＦＴ処理を実施することで、係数乗算処理Ｍ４後のデータＦ（ｉ）を時間領域の信号（アジマス方向とレンジ方向の双方が時間領域の信号）に変換する（ステップＳＴ２１）。
画像再生処理部４ａは、係数乗算処理Ｍ４後のデータＦ（ｉ）に対するアジマス方向のＩＦＦＴを実施すると、アジマス方向のデータ１行単位で、係数乗算処理Ｍ４後のデータＦ（ｉ）における０ビンのデータＦ（０）と、アジマス方向のＩＦＦＴ処理後のデータｘ（ｋ）とを下記の式（４）に代入することで、Ｐ４を計算する。アジマス方向のＩＦＦＴ処理後のデータｘ（ｋ）の絶対値は複素数の絶対値を示している。
2015141124.tif 000006
【００３６】
誤り検出部５ａは、画像再生処理部４ａがアジマス方向のデータ１行単位にＰ４を計算すると、各々の行の計算結果Ｐ４毎に、当該行の計算結果Ｐ４と予め設定された閾値Ｃ４を比較し、その行の計算結果Ｐ４が閾値Ｃ４以下であれば（Ｐ４≦Ｃ４）、その行のアジマス方向のＩＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）は正しいものと判断する。
一方、その行の計算結果Ｐ４が閾値Ｃ４より大きい場合（Ｐ４＞Ｃ４）、その行のアジマス方向のＩＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）には誤りがあると判断し（放射線等の影響で、その行に属する画素に誤りが発生していると判断する）、その行の全てのデータＦ（ｉ）を、その行に隣接している列のデータＦ（ｉ）で置き換えることで、誤りがあると判断した行のアジマス方向のＩＦＦＴ処理後のデータＦ（ｉ）を訂正する（ステップＳＴ２２）。
例えば、誤りがあると判断した行に属する画素毎に、当該画素と画像上の位置が同じ位置にある１つ前の行に属する画素の画素値と、１つ後の行に属する画素の画素値との平均値を求め、誤りがあると判断した行に属する画素の画素値を当該平均値で置き換えるようにする。
【００３７】
最後に、画像再生処理部４ａは、レンジ方向のデータ１列単位で、アジマス方向とレンジ方向の双方が時間領域の信号（アジマス方向のＩＦＦＴ処理前のデータＦ（ｉ）に誤りがあれば、誤り検出部５ａにより誤りが訂正されているアジマス方向とレンジ方向の双方が時間領域の信号）に対する係数乗算処理Ｍ５（複素数データの実部及び虚部に対して所定の係数を乗算する処理であり、その係数の算出方法は、チャープスケーリング法で示されている）を実施することで、複素ＳＡＲ画像（１）を再生する（ステップＳＴ２３）。
なお、上述のＣ１〜Ｃ４の具体的な一例として、１／２Ｎなどとしてもよい。この実施の形態１では、係数乗算処理Ｍ１〜Ｍ５における所定の係数の算出方法が、チャープスケーリング法で示されているものについて説明している。
【００３８】
画像再生部３によるＳＡＲ画像再生処理では、上記のように２次元的にＦＦＴ処理を行うものであるため、１つの画素に誤りが発生し、その画素の絶対値が極端に大きい値であれば、その誤りが画像全体に伝搬することになる。しかし、画像再生部３の誤り検出部５ａ，５ｂが、誤りが発生している画素の画素値を訂正しているので、ＳＡＲの画像再生処理としては正確な演算結果ではなくなるが、誤りが画像全体に伝搬することを抑制することができる。
【００３９】
レジストレーション部６は、画像再生部３が複素ＳＡＲ画像（１）（２）を再生すると、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素のうち、誤り検出部５ａ，５ｂにより誤りの発生が検出された画素以外の画素（図４のステップＳＴ２２の処理で検出された誤りが発生している画素以外の画素）を用いて、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の位置をずらしながら、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の相関値Ｒを算出する。
ここで、複素ＳＡＲ画像（１）をＳＬＣ1、複素ＳＡＲ画像（２）をＳＬＣ2とすると、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の相関値Ｒは、下記の式（５）のように算出される。
Ｒ
＝｜Σ（ＳＬＣ1・ＳＬＣ2*）｜
／｛Σ（ＳＬＣ1・ＳＬＣ1*）1/2（ΣＳＬＣ2・ＳＬＣ2*）1/2｝
（５）
式（５）において、＊は共役複素数である。
【００４０】
レジストレーション部６は、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の位置をずらしながら、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の相関値Ｒを算出すると、その相関値Ｒが最も高くなる複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の位置を特定し、その位置での複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）間の距離をずれ量として算出する。
レジストレーション部６は、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）のずれ量を算出すると、そのずれ量からアフィン変換係数を算出し、そのアフィン変換係数にしたがって複素ＳＡＲ画像（２）をアフィン変換（画像に対して、平行移動、回転、引き延ばしなどを行う処理）することで、複素ＳＡＲ画像（１）に対する複素ＳＡＲ画像（２）の位置合わせ画像であるリサンプル画像（２）’（＝アフィン変換後の複素ＳＡＲ画像（２））を生成する（図３のステップＳＴ３）。
ずれ量からアフィン変換係数を算出する処理や、アフィン変換係数にしたがって複素ＳＡＲ画像（２）をアフィン変換する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００４１】
干渉処理部７は、レジストレーション部６がリサンプル画像（２）’を生成すると、複素ＳＡＲ画像（１）を構成する各画素と、リサンプル画像（２）’を構成する各画素とを干渉させることで、その複素ＳＡＲ画像（１）とリサンプル画像（２）’の干渉画像を生成する（図３のステップＳＴ４）。干渉画像の生成処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
この実施の形態１では、誤り検出部５ａ，５ｂが、誤りが発生している画素の画素値を訂正しているので、複素ＳＡＲ画像（１）及びリサンプル画像（２）’を構成している全ての画素を干渉処理に用いているが、誤り検出部５ａ，５ｂが、誤りが発生している画素を検出するだけで、誤りが発生している画素の画素値を訂正する処理を実施しない場合には、複素ＳＡＲ画像（１）及びリサンプル画像（２）’を構成する画素のうち、誤り検出部５ａ，５ｂにより誤りの発生が検出された画素（図４のステップＳＴ２２の処理で検出された誤りが発生している画素）については干渉処理に用いずに、誤りの発生が検出されていない画素だけを用いて、干渉処理を実施する。
この場合、干渉処理部７は、誤りが発生している画素に対応する干渉画像内の画素の画素値については、当該画素の近傍の画素（誤りが発生している画素の近傍の画素に対応する干渉画像内の画素）の画素値を用いて補間する。補間の方法としては、例えば、両隣の２画素の平均を取る方法が考えられる。
【００４２】
位相アンラップ部８は、干渉処理部７が干渉画像を生成すると、その干渉画像に対する位相アンラップ処理を実施する（図３のステップＳＴ５）。
干渉処理部７により生成される干渉画像を構成する画素のデータは位相情報を含んでいるが、元々幅広い位相値をもっている位相情報が０度から３６０度の範囲に折り畳まれているため、位相のアンビギュイティが発生している。
そのため、位相アンラップ部８が、干渉処理部７により生成された干渉画像が地形の高度に対応するようにするために、元々幅広い値を持っている位相情報が０度〜３６０度の範囲に折り畳まれているのを解いて元に戻すことで、変動量の絶対値に戻す位相アンラップ処理を実施する。
【００４３】
変換処理部９は、位相アンラップ部８が干渉画像に対する位相アンラップ処理を実施すると、位相アンラップ処理後の干渉画像に含まれる画素の位相を絶対位相に変換して、その絶対位相を地形の高度に変換し、その高度を含む地形の３次元情報を３次元情報格納部１０に格納する（図３のステップＳＴ６）。
画素の位相を絶対位相に変換する変換処理や、絶対位相を地形の高度に変換する変換処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００４４】
この実施の形態１による合成開口レーダ信号処理装置の処理内容は以上であるが、以下、画像再生部３の画像再生処理部４ａ，４ｂによる誤りが発生している画素の検出処理をもう少し具体的に説明する。
一般的な離散フーリエ変換と離散フーリエ逆変換は、下記の式（６）（７）のように定義される。
2015141124.tif 000007
2015141124.tif 000008
式（６）（７）において、ｊは虚数単位、ｘ（ｋ）はフーリエ変換前のデータ列、Ｆ（ｉ）はフーリエ変換後のデータ列であり、各々Ｎ個の複素数である。
なお、１／Ｎの係数を離散フーリエ変換側ではなく、離散フーリエ逆変換側にかけるものとして定義することもできるが、この実施の形態１では、式（６）（７）のように定義されるものとする。
【００４５】
式（６）におけるＦ（０）〜Ｆ（Ｎ−１）の総和をとると、ｘ（０）以外の項は、複素数の位相が打ち消し合って０になるため、下記の式（８）を導くことができる。
2015141124.tif 000009
また、式（７）におけるｘ（０）〜ｘ（Ｎ−１）の総和をとってＮで割ると、Ｆ（０）以外の項は、複素数の位相が打ち消し合って０になるため、下記の式（９）を導くことができる。
2015141124.tif 000010
なお、式（８）は、式（７）において、ｋ＝０とすることでも導くことができる。同様に、式（９）は、式（６）において、ｉ＝０とすることでも、導くことができる。
【００４６】
式（８）より、ＦＦＴ処理後のデータの総和は、ＦＦＴ処理前のデータの０ビンの値と等しくなる。しかし、ＦＦＴ処理の途中で、放射線等の影響によってデータにビット誤りなどが発生した場合には、ＦＦＴ処理後のデータの総和が、ＦＦＴ処理前のデータの０ビンの値と等しくなくなるため、上述した図４のステップＳＴ１３やＳＴ１６の処理によって、誤りが発生している画素を検出することができる。
ただし、計算機などでの演算では演算誤差が生じるため、データにビット誤りなどが無い場合でも、ＦＦＴ処理後のデータの総和が、ＦＦＴ処理前のデータの０ビンの値と等しくなくなることがあり得る。そこで、演算誤差を考慮するために、閾値Ｃ１，Ｃ２を設定して、計算結果Ｐ１，Ｐ２が閾値Ｃ１，Ｃ２を超えた場合に誤りが発生していると判定する処理が必要である。
【００４７】
また、式（９）より、ＩＦＦＴ処理後のデータの平均値は、ＩＦＦＴ処理前のデータの０ビンの値と等しくなる。しかし、ＩＦＦＴ処理の途中で、放射線等の影響によってデータにビット誤りなどが発生した場合には、ＩＦＦＴ処理後のデータの平均値が、ＩＦＦＴ処理前のデータの０ビンの値と等しくなくなるため、上述した図４のステップＳＴ１９やＳＴ２２の処理によって、誤りが発生している画素を検出することができる。
ただし、計算機などでの演算では演算誤差が生じるため、データにビット誤りなどが無い場合でも、ＩＦＦＴ処理後のデータの平均値が、ＩＦＦＴ処理前のデータの０ビンの値と等しくなくなることがあり得る。そこで、演算誤差を考慮するために、閾値Ｃ３，Ｃ４を設定して、計算結果Ｐ３，Ｐ４が閾値Ｃ３，Ｃ４を超えた場合に誤りが発生していると判定する処理が必要である。
【００４８】
以下、閾値Ｃ１〜Ｃ４の設定値について説明する。
図５は合成開口レーダ信号処理装置における複素ＳＡＲ画像の複素数データの実部を３２ｂｉｔの浮動小数点のフォーマットで示す説明図である。
特に、図５（ａ）は誤りがない場合の複素ＳＡＲ画像の複素数データの実部、図５（ｂ）（ｃ）は放射線等の影響で、異なるビット誤りを生じている複素ＳＡＲ画像の複素数データの実部を示している。
図５では、複素ＳＡＲ画像の複素数データの実部を３２ｂｉｔの浮動小数点のフォーマットで示しているが、複素ＳＡＲ画像の複素数データの虚部も、同様の３２ｂｉｔの浮動小数点のフォーマットで表される。
この実施の形態１では、信号送受信部２ａ，２ｂから出力されたデジタル信号Ｄ1，Ｄ2、画像再生処理部４ａ，４ｂから変換処理部９までの複素ＳＡＲ画像の複素数データや、それらのデータに基づく演算中のデータは、全て３２ｂｉｔの浮動小数点数のフォーマットで保存されているものとする。
【００４９】
図５（ａ）の実部のフォーマットでは、最下位の０ｂｉｔ目から２２ｂｉｔ目までが仮数部、２３ｂｉｔ目から３０ｂｉｔ目までが指数部、最上位ｂｉｔの３１ｂｉｔ目が符号部である。
各部の値を２進整数にした場合の仮数部の値をｆ、指数部の値をｅ、符号部の値をｓとすると、これらを実数に変換した場合の値Ｑは下記の式（１０）で与えられる。
Ｑ＝（−１）s×２(e-127)×｛１+（ｆ÷２23）｝      （１０）
ここでの３２ｂｉｔの浮動小数点数のフォーマットは、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）７５４などで示されている一般的なものであるが、その他の既存のいかなるフォーマットを用いても構わない。
【００５０】
式（１０）にしたがって計算すると、誤りがない場合の複素ＳＡＲ画像の複素数データである図５（ａ）の実数値は２．７５になる。
また、放射線等の影響でビット誤りを生じている複素ＳＡＲ画像の複素数データ（指数部の最下位に相当する２３ｂｉｔ目が０から１に変化している）である図５（ｂ）の実数値は、図５（ａ）の実数値の２倍の５．５になる。
一方、図５（ｃ）の複素ＳＡＲ画像の複素数データも、放射線等の影響でビット誤りを生じているが（仮数部の最上位に相当する２２ｂｉｔ目が０から１に変化している）、図５（ｃ）の実数値は、図５（ａ）の実数値の１．４倍程度の３．７５になる。このように、ビット誤りが生じている位置によって、実数値が変化する割合が異なる。
【００５１】
ここで、式（８）が示すＦＦＴ処理後のデータの平均値を複素数αとし、仮にＦＦＴ処理後のデータの中で、絶対値がαと同程度のデータ１つにビット誤りが発生し、他のデータは正常であるとする。
このとき、誤りが生じているデータの指数部に誤りが生じ、その値が２倍程度の大きさになったとすると、概ね、下記の式（１１）が成立する。
2015141124.tif 000011
逆に、誤りが生じているデータの指数部に誤りが生じ、その値が１／２倍程度の大きさになったとすると、概ね、下記の式（１２）が成立する。
2015141124.tif 000012
【００５２】
また、ＦＦＴ処理の中間データのある値の指数部にビット誤りが生じて、２倍もしくは１／２程度の値になった場合は、バタフライ演算により演算後のデータの誤差が逐次平準化されていくが、その分、他のデータにも誤りが伝搬していくため、概ね、式（１１）（１２）が成立することが予想される。
したがって、閾値Ｃ１，Ｃ２を１／２Ｎ程度の値にすることで、誤りが発生していることを検出することができる。
【００５３】
次に、式（９）が示すＩＦＦＴ処理後のデータの平均値を複素数βとし、仮にＩＦＦＴ処理後のデータの中で、絶対値がβと同程度のデータ１つにビット誤りが発生し、他のデータは正常であるとする。
このとき、誤りが生じているデータの指数部に誤りが生じ、その値が２倍程度の大きさになったとすると、概ね、下記の式（１３）が成立する。
2015141124.tif 000013
逆に、誤りが生じているデータの指数部に誤りが生じ、その値が１／２倍程度の大きさになったとすると、概ね、下記の式（１４）が成立する。
2015141124.tif 000014
【００５４】
この場合も同様に、ＩＦＦＴ処理の中間データのある値の指数部にビット誤りが生じて、２倍もしくは１／２程度の値になった場合は、バタフライ演算により演算後のデータの誤差が逐次平準化されていくが、その分、他のデータにも誤りが伝搬していくため、概ね、式（１３）（１４）が成立することが予想される。
したがって、閾値Ｃ３，Ｃ４を１／２Ｎ程度の値にすることで、誤りが発生していることを検出することができる。
【００５５】
画像再生処理部４ａ，４ｂにおいて、ＦＦＴ処理やＩＦＦＴ処理の前後のデータは、演算誤差程度の差しか生じないはずである。しかし、放射線などの影響によって、信号回路内で誤りが生じた場合、ビット誤りが生じてしまう。
このとき、複素ＳＡＲ画像の複素数データの実部もしくは虚部の指数部に、図５（ｂ）のように誤りが生じた場合、その数値は振幅レベルで２倍以上もしくは１／２以下に変化する。このように、放射線などの影響によって、誤りが生じる場合には、複素ＳＡＲ画像の複素数データに大きな数値の変化が生じる。そのため、閾値Ｃ１〜Ｃ４を１／２Ｎ程度にしておくことにより、図５（ｂ）のようなデータの指数部の誤りを検出することができる。
【００５６】
一方、図５（ｃ）のように、複素ＳＡＲ画像の複素数データの仮数部に誤りが生じた場合、複素数データの実部の数値の変化は１．５倍以下もしくは１／１．５以上であり、閾値Ｃ１〜Ｃ４を１／２Ｎ程度にした場合、その誤りを検出することができない。
しかし、図５（ｃ）では、図５（ｂ）と比べて、位相の変化が小さく、誤りを検出することができなくても、最終的な高度情報への影響は小さいとみなせる。
したがって、図５（ｃ）に見られる変化の小さい数値を検出できなくても、異常な値を除外するという目的では十分に機能する。
なお、この実施の形態１では、閾値Ｃ１〜Ｃ４を１／２Ｎ程度としているが、要求される演算精度や、最終的に必要となる高度の精度により、別の値を設定しても構わない。
【００５７】
また、この実施の形態１では、３２ｂｉｔの浮動小数点数のフォーマットを対象としているが、ビット幅が異なる場合や、他のフォーマットの場合でも同じ手法で誤りを検出することができる。また、固定小数点数などの場合であっても同様である。ここでは、実部を扱っているが、虚部に対しても同様に扱うことができる。
また、この実施の形態では、ＳＡＲ画像再生処理として、チャープスケーリング法を用いる場合を例に示したが、ＦＦＴ処理やＩＦＦＴ処理を用いる他のＳＡＲ画像再生処理の場合でも、同じ手法で誤りを検出することができる。
【００５８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、信号送受信部２ａにより変換されたデジタル信号Ｄ1から複素ＳＡＲ画像（１）を再生し、その複素ＳＡＲ画像（１）を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出して、その誤りが発生している画素の画素値を訂正するとともに、信号送受信部２ｂにより変換されたデジタル信号Ｄ2から複素ＳＡＲ画像（２）を再生し、その複素ＳＡＲ画像（２）を構成する画素の中で誤りが発生している画素を検出して、その誤りが発生している画素の画素値を訂正する画像再生部３を設け、レジストレーション部６が、画像再生部３により再生された複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素のうち、誤りが発生している画素以外の画素を用いて、複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）のずれ量を算出し、そのずれ量にしたがって複素ＳＡＲ画像（１）と複素ＳＡＲ画像（２）の位置合わせを行うように構成したので、放射線等を受けることで処理対象の信号に生じるビット誤りの影響を除去することができるようになり、その結果、ビット誤りへの耐性が向上するため、３次元情報の全体の精度を高めることができる効果を奏する。
【００５９】
なお、この実施の形態１では、誤り検出部５ａ，５ｂが、ＦＦＴ処理やＩＦＦＴ処理の前後の代表点の値のみを比較することで、誤りの発生を判断するようにしているので、画像再生処理途中のデータのビット誤りを複雑な演算を実施することなく、簡単に検出することができる。このため、装置の小型化、軽量化や、コストダウンなどを図ることができる。
【００６０】
この実施の形態１では、２つの送受信アンテナ１ａ，１ｂと、２つの信号送受信部２ａ，２ｂと、２つの画像再生処理部４ａ，４ｂとが同一のプラットフォームに搭載されているものを想定しているが、送受信アンテナ１ａと送受信アンテナ１ｂ、信号送受信部２ａと信号送受信部２ｂ、画像再生処理部４ａと画像再生処理部４ｂとが別々のプラットフォームに搭載されて、各々のプラットフォームで複素ＳＡＲ画像を別々再生するようにしてもよい。
この場合、一方のプラットフォームで再生された複素ＳＡＲ画像を他方のプラットフォームに転送して、他方のプラットフォームで以降の処理を実施するようにしてもよいし、双方のプラットフォームで再生された複素ＳＡＲ画像を地上局等に転送して、地上局等で以降の処理を実施するようにしてもよい。
また、１組の送受信アンテナ、信号送受信部及び画像再生処理部が、時刻を変えて同一地点の複素ＳＡＲ画像を２枚再生するようにしてもよい。
【００６１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、誤り検出部５ａ，５ｂが、画像再生処理部４ａ，４ｂによるＦＦＴ処理前後の信号の誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断し、また、画像再生処理部４ａ，４ｂによるＩＦＦＴ処理前後の信号の誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断するものを示したが、誤り検出部５ａ，５ｂが、画像再生処理部４ａ，４ｂによるＦＦＴ処理前の信号とＦＦＴ処理途中の信号との誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断し、また、ＩＦＦＴ処理前の信号とＩＦＦＴ処理途中の信号との誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断するようにしてもよい。
【００６２】
この実施の形態２による合成開口レーダ信号処理装置の構成は、上記実施の形態１と同様に図１の構成である。
また、合成開口レーダ信号処理装置の処理の流れも、上記実施の形態１と同様であるが、図４のフローチャートにおけるステップＳＴ１２やステップＳＴ１３などの誤りの検出方法が上記実施の形態１と相違している。
この実施の形態２では、画像再生処理部４ａと画像再生処理部４ｂの処理内容は同一であり、また、誤り検出部５ａと誤り検出部５ｂの処理内容は同一であるため、画像再生処理部４ａと誤り検出部５ａの処理内容だけを説明する。
【００６３】
図６はこの発明の実施の形態２による合成開口レーダ信号処理装置でのＦＦＴ処理（ステップＳＴ１２）と誤り検出方法（ステップＳＴ１３）の詳細を示す説明図である。
この実施の形態２では、ＦＦＴ処理の処理点数をＮとして、Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２が成立する整数Ｎ１とＮ２を設定する。
ここでは、説明を簡略化するため、ＦＦＴ処理の点数Ｎを３２として、Ｎ１＝８、Ｎ２＝４を設定するものとする。
また、ＦＦＴ処理の内部のバタフライ演算は、基数が２のバタフライ演算とし、３２点のＦＦＴ処理を５段（１段目〜５段目）で処理するものとする。
図６では、３２点のＦＦＴ処理の各バタフライ演算における特定のデータを示しており、０〜３１の数字は、データの番号を示している。ただし、図６では、バタフライ演算の際のデータのフローのみを示しており、回転子の乗算などは省略している。
【００６４】
この実施の形態２では、図４のステップＳＴ１２の処理において、上記実施の形態１と同様に、画像再生処理部４ａがＦＦＴ処理を実施し、誤り検出部５ａが、画像再生処理部４ａによるＦＦＴ処理前の０番から（Ｎ２−１）番までのデータを保存する。ここでは、Ｎ２＝４であるため、０〜３番までのデータである。これらのデータをｘ（０）〜ｘ（３）のように表記する。
【００６５】
誤り検出部５ａは、画像再生処理部４ａがＦＦＴ処理のバタフライ演算を３段目まで行うと、その時点の中間結果から誤りがあるか否かを判定する。
誤り検出部５ａは、例えば、３段目までの中間結果のデータがｍ（０）〜ｍ（３１）であるとすると、下記の式（１５）の計算を行う。ここで、ｋは０からＮ２−１までの整数（０〜３までの整数）である。
2015141124.tif 000015
【００６６】
式（１５）の計算では、３段目までの中間結果のデータｍ（０）〜ｍ（３１）の番号をＮ２（＝４）で割った剰余が一致するものの総和をとり、ＦＦＴ処理前のデータの中で剰余と同じ番号のデータとの誤差を調べている。
例えば、ｘ（０）に対して、図６の３段目の０番、４番、８番、・・・２８番までの４飛ばしの番号が式（１５）に対応する。
同様にして、ｘ（１）に対しては、１番、５番、・・・２９番までの４飛ばしの番号が式（１５）に対応する。
【００６７】
誤り検出部５ａは、式（１５）の計算結果であるＰｍ１（０）〜Ｐｍ１（３）が、閾値Ｃｍ１以下であるか否かを判定する。
誤り検出部５ａは、式（１５）の計算結果であるＰｍ１（０）〜Ｐｍ１（３）の全てが閾値Ｃｍ１以下であれば、中間結果が正しいものと判断して、以降のＦＦＴ処理を継続するが、いずれか１つの計算結果でも、閾値Ｃｍ１より大きい場合、中間結果に誤りがあると判断して、以降のＦＦＴ処理を中止し、その行のデータを上記実施の形態１で示した手法と同様の手法によって置き換える処理を行う。
ここでは、閾値Ｃｍ１は、例えば、１／（２×Ｎ１）の値（＝１／１６）などである。
中間結果が正しいものと判断する場合には、ＦＦＴ処理を最後まで実施して、上記実施の形態１と同様に、式（１）のＰ１を計算し、その計算結果Ｐ１と閾値Ｃ１の比較判定を行う。
【００６８】
以降、図４のステップＳＴ１５とステップＳＴ１６でも、同様の中間結果の比較判定処理を行う。
また、図４のステップＳＴ１８とステップＳＴ１９や、ステップＳＴ２１とステップＳＴ２２でも同様の中間結果の比較判定処理を行うが、これらの比較判定処理では、ＩＦＦＴ処理結果を用いるため、下記の式（１６）の計算を行う。
2015141124.tif 000016
ここでも、ＩＦＦＴ処理の処理点数をＮ＝３２として、Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２が成立する整数Ｎ１とＮ２を設定する（例えば、Ｎ１＝８、Ｎ２＝４）。また、ｉは０からＮ２−１までの整数（０〜３までの整数）である。
【００６９】
この場合、誤り検出部５ａは、式（１６）の計算結果であるＰｍ２（０）〜Ｐｍ２（３）の全てが閾値Ｃｍ２以下であれば、中間結果が正しいものと判断して、以降のＩＦＦＴ処理を継続するが、いずれか１つの計算結果でも、閾値Ｃｍ２より大きい場合、中間結果に誤りがあると判断して、以降のＩＦＦＴ処理を中止し、その行のデータを上記実施の形態１で示した手法と同様の手法によって置き換える処理を行う。
ここでは、閾値Ｃｍ２は、例えば、１／（２×Ｎ１）の値（＝１／１６）などである。
中間結果が正しいものと判断する場合には、ＩＦＦＴ処理を最後まで実施して、上記実施の形態１と同様に、式（２）のＰ２を計算し、その計算結果Ｐ２と閾値Ｃ２の比較判定を行う。
上記以外の処理は、上記実施の形態１と同様である。
【００７０】
以下、上記の処理の根拠について説明する。
上記の処理の根拠は、ＦＦＴ処理の点数をＮとするとき、一般的に、離散フーリエ変換を示す式（６）は、Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２が成立すれば、Ｎ１点のＦＦＴ処理とＮ２点のＦＦＴ処理の２段階の処理に分けられることによるものである。
式（６）は、下記の式（１７）のように変形することができる。ここで、ｒは整数であって、ｉをＮ１で割った余り（ｒ＝ｉ÷Ｎ１の剰余）である。
2015141124.tif 000017
【００７１】
式（１７）の｛｝の中は、Ｎ１点の離散フーリエ変換の式と同じである。このため、図６の３段目までのバタフライ演算を行った時点での中間データをｍ（０）〜ｍ（３１）とすると、例えば、ｒ＝０の場合、入力データｘ（０）、ｘ（４）、・・・ｘ（２８）までの４個飛ばしのデータに対して、Ｎ１点（＝８点）のＦＦＴ処理を行って、ｍ（０）、ｍ（４）、・・・ｍ（２８）の結果を求めるのと全く同じである。
このため、式（８）を適用することができ、誤差や誤りがなければ、ｍ（０）、ｍ（４）、・・・ｍ（２８）の総和は、ｘ（０）と等しくなる。ｘ（１）〜ｘ（３）に対しても同様である。
これを、式（１）に適用することにより、式（１５）を導くことができる。ただし、この場合は、Ｎ１点のＦＦＴ処理に相当するため、式（１１）及び式（１２）と同様の計算を行うことにより、閾値は１／（２×Ｎ１）程度にすればよいことが分かる。
【００７２】
ＩＦＦＴ処理に関しても同様の考え方で、Ｎ点のＩＦＦＴ処理をＮ１点とＮ２のＩＦＦＴ処理の２段階の処理に分けることができるため、同様にして、式（１６）を導くことができる。
この場合も、Ｎ１点のＩＦＦＴ処理に相当する処理を行うことになるため、式（１３）及び式（１４）と同様の計算を行うことにより、閾値は１／（２×Ｎ１）程度にすればよい。
【００７３】
また、この実施の形態２では、基数が２のバタフライ演算を例に説明したが、Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２が成立するＦＦＴ処理であれば、基数が４や８などのバタフライ演算を適用することができる。さらには、ウィノグラードのＦＦＴアルゴリズムのように３や５などを基数とするようなＦＦＴ処理にも適用することができる。
【００７４】
また、この実施の形態２では、中間データの比較の処理を図６の３段目のみで行っている例を示したが、複数の段で比較処理を行うこともできる。この場合、例えば、Ｎ＝Ｎ１×Ｎ２が成り立ち、Ｎ１点のＦＦＴ処理後に相当する中間点で上記の処理を行った後、Ｎ＝Ｎ３×Ｎ４が成り立ち、かつ、Ｎ１≠Ｎ３となるようなＮ３点のＦＦＴ処理後に相当する中間点で同様の処理を行えばよい。ことき、Ｎ１〜Ｎ４はいずれも整数である。この場合、複数の中間点で誤りの検出を行うことができる。
【００７５】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、誤り検出部５ａ，５ｂが、画像再生処理部４ａ，４ｂによるＦＦＴ処理前の信号とＦＦＴ処理途中の信号との誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断して、その誤りが発生している画素の画素値を訂正し、また、ＩＦＦＴ処理前の信号とＩＦＦＴ処理途中の信号との誤差を算出し、その誤差が予め設定された閾値より大きければ、複素ＳＡＲ画像（１）（２）を構成する画素に誤りが発生していると判断して、その誤りが発生している画素の画素値を訂正するように構成したので、ビット誤りへの耐性を向上させて、３次元情報の全体の精度を高めることができる効果を奏する。
【００７６】
また、ＦＦＴ処理の中間データの一部のみを比較して、比較結果が閾値以上であれば、誤りが発生していると判断する構成により、２つのＳＡＲ画像の複素数データから３次元情報を得るにあたり、各画素のビット誤りを複雑な演算を行わずに検出することができるようになる。これにより、装置の小型化、軽量化や、コストダウンなどが可能になる。
【００７７】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、誤り検出部５ａ，５ｂが、誤りが発生している画素を検出すると、誤りが発生していると判断した画素が属する領域に隣接している領域に属する画素の画素値の平均値を求め、誤りが発生していると判断した画素の画素値を前記平均値に置き換えるものを示したが、誤り検出部５ａ，５ｂが、誤りが発生している画素を検出すると、誤りが発生していると判断した画素が属する領域に対するＦＦＴ処理又はＩＦＦＴ処理のやり直しを画像再生処理部４ａ，４ｂに指示するようにしてもよい。
【００７８】
この実施の形態３による合成開口レーダ信号処理装置の構成は、上記実施の形態１と同様に図１の構成である。
また、合成開口レーダ信号処理装置の処理の流れも、上記実施の形態１と同様であるが、図４のフローチャートにおけるステップＳＴ１２やステップＳＴ１３などで誤りを検出した後の処理方法が上記実施の形態１と相違している。
この実施の形態３では、画像再生処理部４ａと画像再生処理部４ｂの処理内容は同一であり、また、誤り検出部５ａと誤り検出部５ｂの処理内容は同一であるため、画像再生処理部４ａと誤り検出部５ａの処理内容だけを説明する。
【００７９】
この実施の形態３では、誤り検出部５ａは、図４のステップＳＴ１２の処理において、画像再生処理部４ａがＦＦＴ処理を実施する行に対して、その行の処理前の全データを保存する。それ以降は、上記実施の形態１と同様に、ステップＳＴ１２とステップＳＴ１３の処理を実施して誤りの検出を行う。
誤り検出部５ａは、上記実施の形態１と同様に、誤りが発生している画素を検出すると、その画素が属している行のＦＦＴ処理をやり直す指示を画像再生処理部４ａに出力する。
【００８０】
画像再生処理部４ａは、誤り検出部５ａからやり直す指示を受けると、先と同様のＦＦＴ処理を実施する。
誤り検出部５ａは、画像再生処理部４ａがＦＦＴ処理をやり直すと、同様の誤り検出処理を実施する。
以降、画像再生処理部４ａと誤り検出部５ａは、誤りの発生が検出されなくなるまで、同様の処理を繰り返し実施する。
ＦＦＴ処理と誤り検出処理を繰り返し実施することで、放射線等の影響を受けていない状況下で、ＦＦＴ処理と誤り検出処理を実施できることもあるので、先の誤り検出処理では、誤りの発生が検出されても、後の誤り検出処理では、誤りの発生が検出されなくなることがある。
【００８１】
以降、ステップＳＴ１５とステップＳＴ１６のＦＦＴ処理や、ステップＳＴ１８とステップＳＴ１９や、ステップＳＴ２１とステップＳＴ２２のＩＦＦＴ処理でも同様の処理を行う。
【００８２】
以上のような処理を行うことにより、データを補間する場合と比べて、より正確なデータを得ることができる。
ただし、外部環境などによって、ビット誤りの発生確率が高い場合は、ＦＦＴ処理の繰り返しが頻発し、処理時間が長くなる可能性がある。また、誤り検出部５ａに保存されているＦＦＴ処理前のデータそのものにビット誤りが発生する可能性もあり、この場合には、誤り検出処理とＦＦＴ処理の繰り返しが際限なく継続されて、無限ループに陥る可能性があるので、繰り返し回数の上限などを設定する必要が生じる。
一方、ビット誤りの発生確率が十分低い場合には、地上などで行った場合の画像再生処理と同等の結果が得られることが期待できる。
【００８３】
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】
【００８４】
１ａ，１ｂ  送受信アンテナ（画像再生手段）、２ａ，２ｂ  信号送受信部（画像再生手段）、３  画像再生部（画像再生手段）、４ａ，４ｂ  画像再生処理部、５ａ，５ｂ  誤り検出部、６  レジストレーション部（位置合わせ手段）、７  干渉処理部（干渉画像生成手段）、８  位相アンラップ部（変換手段）、９  変換処理部（変換手段）、１０  ３次元情報格納部、１０１  ＣＰＵ、１０２  ハードディスク、１０３  ＲＡＭ、１０４  ＲＯＭ、１０５  ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置。
【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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