JPH08122431A - Method and apparatus for processing image data of synthetic aperture radar - Google Patents
Method and apparatus for processing image data of synthetic aperture radarInfo
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- JPH08122431A JPH08122431A JP6253853A JP25385394A JPH08122431A JP H08122431 A JPH08122431 A JP H08122431A JP 6253853 A JP6253853 A JP 6253853A JP 25385394 A JP25385394 A JP 25385394A JP H08122431 A JPH08122431 A JP H08122431A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、合成開口レーダの画像
データ処理方法及び装置、特に合成開口レーダのレンジ
圧縮処理において受信デ−タから電波源が原因となるノ
イズを除去する画像データ処理方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for processing image data of a synthetic aperture radar, and more particularly to an image data processing method for removing noise caused by a radio wave source from received data in range compression processing of a synthetic aperture radar. And an apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、航空機や衛星等を用いて地球表面
の観測を行い資源探査や環境情報を得るリモートセンシ
ング技術の発達がめざましい。これら航空機等の移動プ
ラットホームに搭載し昼夜、天候等に左右されることな
く地球の観測を行うことができるセンサとして合成開口
レーダ（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｒｔｕｒｅ ｒａｄ
ａ：ＳＡＲ）が用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, the development of remote sensing technology for observing the earth's surface using an aircraft or satellite to obtain resource exploration and environmental information has been remarkable. As a sensor that can be mounted on a moving platform such as an aircraft to observe the earth regardless of day and night, weather, etc., a synthetic aperture radar (synthetic aperture radar)
a: SAR) is used.
【０００３】合成開口レーダの原理及び画像処理は、移
動プラットホームの進行方向（方位方向又はアジマス方
向）と直角方向（レンジ方向）の斜め下方に向かって扇
状のマイクロ波ビームをパルス状に繰り返し発射し、地
上で散乱して戻ってくる各反射波を受信し、方位方向と
レンジ方向の２次元の画像として再生するものである。The principle and image processing of a synthetic aperture radar is to repeatedly emit a fan-shaped microwave beam in a pulse shape obliquely downward in a direction (range direction) perpendicular to a traveling direction (azimuth direction or azimuth direction) of a moving platform. Each reflected wave scattered and returned on the ground is received and reproduced as a two-dimensional image in the azimuth direction and the range direction.
【０００４】合成開口レーダにより捕らえた受信信号に
は種々の雑音信号が混入し再生画像を劣化させる原因に
なつている。特に地上のレーダ、無線器等の電波源が原
因となるノイズは合成開口レーダ画像のレンジ方向に輝
線ノイズとして現れ、画質を著しく劣化させる。[0004] Various noise signals are mixed in the received signal captured by the synthetic aperture radar, which causes deterioration of a reproduced image. In particular, noise caused by a radio wave source such as a terrestrial radar or a radio device appears as bright line noise in the range direction of the synthetic aperture radar image, and significantly degrades the image quality.
【０００５】図４はこのような電波源等の影響を受けた
画像データ信号のノイズ除去処理を行う従来例である。
以下、その画像信号処理について説明する。FIG. 4 shows a conventional example in which noise removal processing is performed on an image data signal affected by such a radio wave source or the like.
Hereinafter, the image signal processing will be described.
【０００６】同図における合成開口レーダの画像データ
の処理は、合成開口レーダの時系列の生データを２次元
の画像データとする信号処理、即ちレンジ方向のノイズ
抑圧・除去を含む信号処理と方位方向の信号処理とを行
うメイン処理と、該メイン処理に先立ち、前記合成開口
レーダの生データからノイズを検出してノイズの除去に
用いる窓関数と称するデータを生成する前処理とからな
っている。The processing of image data of the synthetic aperture radar in FIG. 1 is a signal processing for converting time-series raw data of the synthetic aperture radar into two-dimensional image data, that is, signal processing including noise suppression and removal in the range direction and azimuth. The main processing includes signal processing in the direction, and prior to the main processing, preprocessing for detecting noise from raw data of the synthetic aperture radar and generating data called a window function used for noise removal. .
【０００７】最初に、図４の上記メイン処理におけるピ
ーク除去部（窓関数乗算）２を除いた、高速フーリェ変
換部（ＦＦＴ）１、参照関数乗算部３、逆高速フーリェ
変換部（ＦＦＴ）４、コーナーターン５、アジマス圧縮
６、及びパワー化７の各部の処理動作について説明す
る。First, a fast Fourier transform (FFT) 1, a reference function multiplier 3, and an inverse fast Fourier transform (FFT) 4, excluding the peak remover (window function multiplier) 2 in the main processing of FIG. , Corner turn 5, azimuth compression 6, and power conversion 7 will be described.
【０００８】合成開口レーダにより取得された受信信号
は、従来、一旦磁気記録装置等に記録した後、再生して
画像信号処理を行っている。同図の合成開口レーダのＳ
ＡＲ生データは記録装置からの再生データであり時系列
の受信データである。Conventionally, a received signal acquired by a synthetic aperture radar is once recorded in a magnetic recording device or the like and then reproduced to perform image signal processing. S of the synthetic aperture radar of FIG.
The AR raw data is reproduction data from the recording device and is time-series reception data.
【０００９】前記生データは、高速フーリェ変換部（Ｆ
ＦＴ）１において、レンジ方向にフーリェ変換され時間
領域信号データから周波数領域信号データに変換される
（これは、地表面等での散乱時に反射波の位相が変化す
るため複素数デ−タである）。次に、該周波数領域信号
データは参照関数乗算部３において、レンジ方向の分解
能（距離分解能）を向上させるため、各画素情報を圧縮
するパルス幅の圧縮（レンジ圧縮）処理が行われる。こ
の処理は、予め作成してある参照関数を乗算することで
実行される。詳しくは、前記受信信号は地表各部からの
反射波が互いに拡散重複していて分解能が良くない。そ
こで通常レーダにおいては、チャープ信号といわれる直
線周波数変調された、包絡線がパルス状の信号を送信信
号（送信パルス）として使用し、その反射波信号（受信
パルス）に対して送信パルスとは逆の直線周波数変調さ
れた（複素共役関係にある）図５のような周波数特性を
持つ参照関数信号を作成し、両者の相関（乗算）を求め
ることにより地表面各部から散乱されてきた受信信号パ
ルスのパルス幅を狭めこれを画像として分離している。The raw data is processed by a fast Fourier transform unit (F
In (FT) 1, Fourier transform is performed in the range direction to convert from time-domain signal data to frequency-domain signal data (this is complex data because the phase of a reflected wave changes when scattered on the ground surface or the like). . Next, in the reference function multiplication unit 3, the frequency domain signal data is subjected to pulse width compression (range compression) processing for compressing each pixel information in order to improve the resolution in the range direction (distance resolution). This processing is executed by multiplying a reference function created in advance. Specifically, the resolution of the received signal is not good because the reflected waves from the ground surface portions are diffused and overlapped with each other. Therefore, in a normal radar, a signal whose envelope is a pulse-shaped envelope modulated by a linear frequency called a chirp signal is used as a transmission signal (transmission pulse), and the reflected wave signal (reception pulse) is inverse to the transmission pulse. A reference function signal having a linear frequency-modulated (complex conjugate relationship) frequency characteristic as shown in FIG. 5 is generated, and a correlation (multiplication) between the two is obtained, whereby a received signal pulse scattered from each part of the ground surface is obtained. Are narrowed to separate them as an image.
【００１０】レンジ圧縮後の周波数領域信号データは、
逆高速フーリェ変換部（ＦＦＴ）４において再び時間領
域信号データに変換され、コーナーターン５においてレ
ンジ方向のデータとして時系列に直列に並んでいる該デ
ータは、レンジ方向の各データ単位に方位方向（アジマ
ス方向）に２次元に並べ替えられる。更に、アジマス圧
縮６において、方位方向（アジマス方向）の分解能を高
めるためのデータ圧縮が行われる。このようにして得ら
れた２次元デ−タはパワー化７おいてデータの実数化
（実数部と虚数部についての二乗和の平方根処理）が行
われ合成開口レーダの画像信号となる。The frequency domain signal data after range compression is
The inverse fast Fourier transform unit (FFT) 4 converts the data into time-domain signal data again, and the data that is serially arranged in chronological order as data in the range direction at the corner turn 5 is converted into data units in the azimuth direction in the range direction. In the azimuth direction). Further, in the azimuth compression 6, data compression for increasing the resolution in the azimuth direction (azimuth direction) is performed. The two-dimensional data obtained in this way is converted into a real number (square root processing of the sum of squares of the real part and the imaginary part) in the power conversion 7 and becomes an image signal of the synthetic aperture radar.
【００１１】以上のメイン処理において、従来、レンジ
圧縮を行う参照関数乗算部３の前段に、ノイズを除去す
る処理部としてピーク除去部（窓関数乗算）２を設け周
波数領域信号データにノイズ除去用の窓関数の乗算を行
っていた。In the main processing described above, a peak removing section (window function multiplying) 2 is conventionally provided as a processing section for removing noise at a stage preceding the reference function multiplying section 3 for performing range compression. Was multiplied by the window function.
【００１２】次に、このノイズ除去処理に関する、レン
ジ方向高速フーリェ変換部（ＦＦＴ）８、ピーク位置検
出部９、窓関数生成部１０及びピーク除去部（窓関数乗
算）２について説明する。Next, a description will be given of the range direction fast Fourier transform unit (FFT) 8, peak position detecting unit 9, window function generating unit 10, and peak removing unit (window function multiplication) 2 relating to the noise removal processing.
【００１３】地上の電波源の干渉を受けたＳＡＲ生デー
タは周波数領域データに変換して調査すると、図６のよ
うにある特定の周波数にノイズの原因となる強いスペク
トルが存在している。そして、この周波数及びその強度
は地上の電波源の種類によって異なるが、この線状の強
いスペクトル部分の値を零等に置き換えた後、画像の再
生処理を行うとノイズの抑圧に効果があることが確認さ
れている。[0013] When the SAR raw data subjected to interference from the terrestrial radio source is converted into frequency domain data and examined, a strong spectrum causing noise is present at a specific frequency as shown in FIG. Although this frequency and its intensity vary depending on the type of terrestrial radio wave source, performing image reproduction processing after replacing the value of this linear strong spectral portion with zero or the like is effective in suppressing noise. Has been confirmed.
【００１４】そこで、従来、ＳＡＲ生データの画像再生
処理に先立って、該データをレンジ方向高速フーリェ変
換部（ＦＦＴ）８によりレンジ方向にフーリェ変換して
周波数領域信号データに変換し、ピーク位置検出部９に
おいて、これをパワー化（実数化）した後、そのデータ
がある閾値を越える位置をピーク位置として検出し、図
７のようなノイズの検出信号を出力する。次に窓関数生
成部１０においては前記検出信号に基づき前記ピーク位
置を零値とする図８のような周波数領域における窓関数
データを生成する。Therefore, conventionally, prior to the image reproduction processing of the SAR raw data, the data is Fourier-transformed in the range direction by a fast Fourier transform unit (FFT) 8 in the range direction and converted into frequency domain signal data to detect peak positions. The unit 9 converts the data into a power (real number), detects a position where the data exceeds a certain threshold as a peak position, and outputs a noise detection signal as shown in FIG. Next, the window function generator 10 generates window function data in the frequency domain as shown in FIG. 8 in which the peak position is set to a zero value based on the detection signal.
【００１５】そして、窓関数デ−タの生成が完了したと
ころで、人手により、本来の画像再生処理の前述のメイ
ン処理の実行に切り替え、前記メイン処理におけるピー
ク除去部（窓関数乗算）２において、高速フーリェ変換
部（ＦＦＴ）１からの周波数領域データに前記窓関数デ
ータを乗算し、図９のように該周波数領域デ−タの周波
数特性のノイズスペクトル部分を零に変換した。When the generation of the window function data is completed, the operation is manually switched to the execution of the main processing of the original image reproduction processing, and the peak removing unit (window function multiplication) 2 in the main processing performs The frequency domain data from the fast Fourier transform unit (FFT) 1 was multiplied by the window function data to convert the noise spectrum portion of the frequency characteristic of the frequency domain data to zero as shown in FIG.
【００１６】[0016]
【発明が解決しょうとする課題】従来の画像処理技術
は、予め合成開口レーダのデータをフーリェ変換（ＦＦ
Ｔ）し、ピーク位置の検出と窓関数の作成を行った後に
画像再生処理を行うため、一旦磁気記録装置等に記録し
た後の合成開口レーダの生データの画像処理には適用で
きたが、航空機や衛星等の移動プラットホ−ムで直接取
得された生データの画像処理等、リアルタイム処理には
全く向いておらず、処理時間においても問題があった。In the conventional image processing technology, the data of the synthetic aperture radar is subjected to a Fourier transform (FF) in advance.
T) Then, since the image reproduction process is performed after the detection of the peak position and the creation of the window function, the method can be applied to the image processing of the raw data of the synthetic aperture radar once recorded on a magnetic recording device or the like. It is not suitable for real-time processing such as image processing of raw data directly obtained on a moving platform such as an aircraft or a satellite, and has a problem in processing time.
【００１７】また、一画像の処理中に適宜新たにピーク
位置を検出し窓関数の更新を行うといった、ノイズ環境
の変化に的確に対応するような、きめ細かな画像処理を
行うことは事実上不可能であった。In addition, it is practically impossible to perform fine image processing that accurately responds to changes in the noise environment, such as appropriately detecting a new peak position during processing of one image and updating the window function. It was possible.
【００１８】更に、従来の画像処理技術によれば、メイ
ン処理において窓関数の乗算と参照関数の乗算という直
列の二回の乗算処理が必要であり、この点でも信号の処
理時間を要するという欠点を有していた。Further, according to the conventional image processing technology, two series multiplication processes of multiplication of a window function and multiplication of a reference function are required in the main process, and this also requires a signal processing time. Had.
【００１９】本発明は、合成開口レーダの生データの処
理操作を全自動化してリアルタイム処理を可能とし、併
せて信号の処理時間を短縮するとともに、ノイズ除去処
理をより精緻に行い高画質の画像を再現し得る画像デー
タ処理方法及び装置を提供することを目的とする。The present invention fully automates the processing operation of raw data of a synthetic aperture radar to enable real-time processing, shortens signal processing time, and performs more precise noise removal processing to obtain a high-quality image. It is an object of the present invention to provide an image data processing method and apparatus capable of reproducing the image data.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため合成開口レーダの受信デ−タをフーリェ変換
する高速フーリェ変換部と、高速フーリェ変換部の出力
からノイズ成分のピーク位置を検出するピーク位置検出
部と、ピーク位置検出部の出力からピーク位置を零値乃
至減衰係数値とするノイズ除去用窓関数を生成する窓関
数生成部と、レンジ圧縮用の参照関数を生成する参照関
数生成部と、前記レンジ圧縮用参照関数と前記ノイズ除
去用窓関数とを乗算する乗算部と、前記乗算部の出力と
高速フーリェ変換部の出力とを乗算するレンジ圧縮部と
を備え、合成開口レーダの生データの処理操作を全自動
化してリアルタイム処理を可能とし、併せて信号の処理
時間を短縮する構成を採用している。また、１画像デー
タ処理期間に自動的に複数回の窓関数を生成し更新する
ことにより、ノイズ除去処理をより精緻に行い高画質の
画像を再現し得る構成を採用している。According to the present invention, there is provided a fast Fourier transform unit for Fourier transforming received data of a synthetic aperture radar and a peak position of a noise component from an output of the fast Fourier transform unit. A peak position detecting section for detecting, a window function generating section for generating a noise removing window function having a peak position of a zero value or an attenuation coefficient value from an output of the peak position detecting section, and a reference for generating a reference function for range compression. A function generation unit, a multiplication unit that multiplies the range compression reference function and the noise removal window function, and a range compression unit that multiplies the output of the multiplication unit and the output of the fast Fourier transform unit. The system employs a configuration that enables real-time processing by fully automating the processing operation of aperture radar raw data, and also reduces the signal processing time. Further, by automatically generating and updating a plurality of window functions during one image data processing period, a configuration is employed in which noise removal processing can be performed more precisely and a high-quality image can be reproduced.
【００２１】[0021]
【実施例】本発明について図面を参照して説明する。図
１は本発明の一実施例である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
【００２２】同実施例において、高速フーリェ変換部以
降の左側の処理シーケンスは図３の構成と類似している
が、特徴点は従来例のピ−ク除去部（窓関数乗算）２及
び参照関数乗部３がレンジ圧縮部（関数乗算）１２に略
置き替わっており、また、本実施例は、メイン処理の一
部として処理演算が行われる関数演算部を備え、該関数
演算部にはピーク位置検出部１７、窓関数生成部１８、
参照関数生成部１９、乗算部２０、及び制御部２１が設
けられている点にある。In this embodiment, the processing sequence on the left side after the fast Fourier transform unit is similar to the configuration shown in FIG. 3, but the feature points are the peak elimination unit (window function multiplication) 2 and the reference function of the conventional example. The multiplying unit 3 is substantially replaced by a range compressing unit (function multiplication) 12, and the present embodiment includes a function calculating unit that performs a processing calculation as a part of the main processing. Position detector 17, window function generator 18,
The difference lies in that a reference function generation unit 19, a multiplication unit 20, and a control unit 21 are provided.
【００２３】同図の処理動作は、まず合成開口レーダの
生データは高速フーリェ変換部１０においてレンジ方向
の周波数領域のデータに変換され、レンジ圧縮部（窓関
数乗算）１２に供給されるとともに同時に関数演算部の
ピーク位置検出部１７にも供給される。ピーク位置検出
部１７においては、最初に前記周波数領域の複素数デー
タがパワー化（実数化）される。このレンジ方向の周波
数領域のデータの周波数パワー分布は、例えば従来例で
説明した図６のようにインパルス状のノイズを含んでい
る。次に、このパワー化されたデータは予め設定された
ある閾値と比較され、該閾値を越える周波数スペクトル
位置が検出され、該ピーク位置検出部１７からは、従来
例と同様図７のようなピ−ク位置検出信号が出力され
る。窓関数生成部１８では、前記ピーク位置検出出力に
基づき、例えばそのピーク位置が零となり他の部分が１
となるような従来例で説明した図８のような周波数特性
を持つノイズ除去用の窓関数が生成される。In the processing operation shown in the figure, first, the raw data of the synthetic aperture radar is converted into data in the frequency domain in the range direction by the fast Fourier transform section 10 and supplied to the range compressing section (window function multiplication) 12 and simultaneously. It is also supplied to the peak position detection unit 17 of the function operation unit. In the peak position detecting section 17, first, the complex number data in the frequency domain is converted into a power (real number). The frequency power distribution of the data in the frequency domain in the range direction includes, for example, impulse noise as shown in FIG. 6 described in the conventional example. Next, the power-converted data is compared with a predetermined threshold value, a frequency spectrum position exceeding the threshold value is detected, and the peak position detection unit 17 outputs a peak as shown in FIG. -A position detection signal is output. In the window function generator 18, based on the peak position detection output, for example, the peak position becomes zero and the other part becomes 1
A window function for noise removal having a frequency characteristic as shown in FIG.
【００２４】一方、参照関数生成部１９では、送信パル
スとは逆の直線周波数変調がされたパルス信号を周波数
領域に変換したデータ（送信パルスと複素共役関係のデ
ータ）であり、図５のような従来例と同様の参照関数が
生成される。そして、前記窓関数と前記参照関数は乗算
部２０において乗算され、図２のようなノイズ除去及び
レンジ圧縮用の複合関数が生成される。On the other hand, the reference function generator 19 is data (a data having a complex conjugate relationship with the transmission pulse) obtained by converting the pulse signal, which has been subjected to the linear frequency modulation opposite to the transmission pulse, into the frequency domain, as shown in FIG. A reference function similar to that of the conventional example is generated. Then, the window function and the reference function are multiplied by the multiplying unit 20 to generate a composite function for noise removal and range compression as shown in FIG.
【００２５】関数演算部におけるこれらの演算処理は制
御部により制御実行される。窓関数データは、従来例と
同様に１画像当たり１個生成するように制御することが
できる。この場合、通常、合成開口レーダの生データの
初期部分により生成することになる。生データの初期部
分の１レンジ方向（１レンジライン）の１回又はｎ回
（ｎは２以上の整数）の受信パルスデータに基づき窓関
数データを生成するように構成される。もちろん、この
場合ノイズが検出されなければ窓関数は全周波数範囲に
おいて総て１となり乗算部出力は参照関数と等しくな
る。このような窓関数は当然生成し使用することとし、
ノイズが検出された時点の窓関数をもって上記の１個の
窓関数とみなす制御も可能である。These calculation processes in the function calculation unit are controlled and executed by the control unit. The window function data can be controlled so as to be generated for one image, as in the conventional example. In this case, the data is usually generated from the initial part of the raw data of the synthetic aperture radar. It is configured to generate the window function data based on the received pulse data once or n times (n is an integer of 2 or more) in one range direction (one range line) of the initial portion of the raw data. Of course, in this case, if no noise is detected, the window function becomes 1 in all frequency ranges, and the output of the multiplier becomes equal to the reference function. Such a window function is naturally generated and used,
It is also possible to perform control such that the window function at the time when noise is detected is regarded as one window function.
【００２６】このようにして生成した複合関数データ
は、レンジ圧縮部１２において、高速フーリェ変換部１
０の出力データへ乗算するデータとなる。レンジ圧縮部
（関数乗算）１２においては１回の乗算により窓関数の
乗算と参照関数の乗算が行われ、ノイズの除去及びレン
ジ圧縮処理が１受信パルスデータ単位等で同時に実行さ
れる。この結果、処理時間は大幅に短縮され、その出力
は直ちに逆高速フーリェ変換部１３において時間領域の
データに変換される。なお、複合関数生成のタイムラグ
を問題とする場合は、レンジ圧縮部１２以前にバッファ
メモリ等のタイミング調整手段を必要とすることは明ら
かである。The composite function data generated in this way is sent to the high-speed Fourier transform unit 1 in the range compression unit 12.
This is data to be multiplied with the output data of 0. In the range compression unit (function multiplication) 12, the multiplication of the window function and the multiplication of the reference function are performed by one multiplication, and noise removal and range compression processing are simultaneously executed in units of one received pulse data. As a result, the processing time is significantly shortened, and the output is immediately converted into the time domain data by the inverse fast Fourier transform unit 13. When the time lag of the composite function generation is a problem, it is apparent that a timing adjusting unit such as a buffer memory is required before the range compression unit 12.
【００２７】以下、コーナーターン１４、アジマス圧縮
１５、パワー化１６における処理は図３の従来例と同様
に実行され、ノイズが除去された合成開口レーダの画像
データが作成される。Thereafter, the processes in the corner turn 14, the azimuth compression 15, and the power conversion 16 are executed in the same manner as in the conventional example of FIG. 3, and image data of the synthetic aperture radar from which noise has been removed is created.
【００２８】本発明の前記実施例において、ピーク位置
検出部１７についてはノイズをレベル比較動作により振
幅を弁別して検出する例を説明したが、検出しようとす
るノイズの振幅が他の散乱波のレベルと同程度か低い場
合等検出が困難なときは、パワー化データについて周波
数軸方向の変化率（微分成分）を振幅弁別して検出す
る。また、ピーク位置検出出力としては前記閾値以上の
部分を切り取った図６のような形状とする他、ピーク位
置の近傍を一定幅零となる方形状としてもよい。窓関数
についてもピーク位置検出出力と同様の形状とする他、
ノイズの特性に応じて適宜の形状に成形することができ
る。また、窓関数のピ−ク位置の特性は、前記実施例の
零に限られるものではなく、ノイズの特性に応じてノイ
ズを効果的に除去、減衰（抑圧）できる形状の適宜の計
数値を持てばよいのであるから零値乃至減衰係数値でよ
いことは明らかである。In the above embodiment of the present invention, an example has been described in which the peak position detector 17 detects the noise by discriminating the amplitude by the level comparison operation. When the detection is difficult, for example, in the case of the same level or lower, the change rate (differential component) in the frequency axis direction of the power data is detected by amplitude discrimination. The peak position detection output may have a shape as shown in FIG. 6 in which a portion equal to or larger than the threshold is cut out, or may have a square shape having a constant width of zero near the peak position. The window function also has the same shape as the peak position detection output,
It can be formed into an appropriate shape according to the noise characteristics. Further, the characteristic of the peak position of the window function is not limited to zero in the above-described embodiment, and an appropriate count value of a shape capable of effectively removing and attenuating (suppressing) the noise according to the characteristic of the noise is used. Obviously, it is sufficient to have a zero value or a damping coefficient value.
【００２９】また、前記実施例における、１レンジ方向
のｎ回の受信パルスに基づく窓関数データの生成は、ノ
イズの状況に応じ複数回のピークの検出出力の演算又は
選択処理により実行できる。例えば、ピーク位置検出部
１７の入力部乃至出力部に、又は窓関数生成部１８の出
力部に、相関器（乗算器、論理積回路等）を設け各回の
データの相関をとり、相関デ−タにより窓関数データを
生成する。相関器に代え論理和演算器を用いピ−ク位置
の論理和により窓関数データを生成する。ピークの振
幅、ピーク数等の比較結果に基づき所望の窓関数データ
を選択し生成する。また、これらの組合せにより必要な
窓関数データを生成する等である。また、この場合、ｎ
回の受信パルスデータは複数のレンジ方向（数レンジラ
イン）からの受信パルスのサンプルであってもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the generation of the window function data based on the reception pulse of n times in the range of 1 range can be executed by the calculation or the selection processing of the detection output of the peak a plurality of times according to the noise condition. For example, a correlator (a multiplier, an AND circuit, etc.) is provided at the input or output unit of the peak position detection unit 17 or at the output unit of the window function generation unit 18 to correlate the data of each time, and obtain the correlation data. The window function data is generated by the data. The window function data is generated by the logical sum of the peak positions using a logical sum calculator instead of the correlator. Desired window function data is selected and generated based on a comparison result of peak amplitude, peak number, and the like. Further, necessary window function data is generated by a combination of these. In this case, n
The received pulse data of one time may be samples of received pulses from a plurality of range directions (several range lines).
【００３０】更に、前記実施例は合成開口レーダの生デ
ータの初期部分より１個の窓関数データを生成し、１画
像分の全データのレンジ圧縮及びノイズ除去を実行する
ものであるが、これは、１画像データの取得期間におい
てノイズ源はほぼその周波数、強度、個数等が一定して
いることを前提とするが、リモートセンシング対象地域
の状況によっては、ノイズの発生環境が時々刻々変化
し、生成した窓関数データを固定的に使用したのでは十
分ノイズを除去し高画質の画像処理を行うことは困難な
場合がある。例えば、地上の無線機等の電波源におい
て、電波の断続、強度の変化等が終始生じ固定の窓関数
データによっては、ノイズの除去効果が不十分であった
り、窓関数データが次第にノイズの実体と乖離し本来の
画像情報自体が欠落し画像をむしろ劣化させるおそれが
ある。Further, in the above-mentioned embodiment, one window function data is generated from the initial portion of the raw data of the synthetic aperture radar, and the range compression and the noise removal of all the data for one image are executed. It is assumed that the noise source has a substantially constant frequency, intensity, number, etc. during the acquisition period of one image data. However, depending on the situation of the remote sensing target area, the noise generation environment may change from moment to moment. If the generated window function data is used fixedly, it may be difficult to sufficiently remove noise and perform high-quality image processing. For example, in a radio wave source such as a terrestrial radio device, intermittent and constant changes in radio wave occur all the time, and depending on the fixed window function data, the noise removal effect is insufficient or the window function data gradually becomes a substance of noise. There is a risk that the original image information itself will be lost and the image will rather deteriorate.
【００３１】本発明は、ピーク位置検出及び窓関数の生
成処理をメイン処理中で自動化したことにより、このよ
うな場合への対応が柔軟にできる。即ち、制御部２１に
おいて１レンジライン毎又は数レンジライン毎など定期
的にピーク位置検出部１７及び窓関数生成部１８を動作
させ、その都度新たに窓関数を生成し、複合関数データ
を更新することが可能である。この際の参照関数の乗算
はメイン処理との並行処理となるから、このような処理
制御を行っても実質的に処理時間が増大することはな
い。In the present invention, the peak position detection and window function generation processing is automated during the main processing, so that it is possible to flexibly deal with such a case. That is, the control unit 21 periodically operates the peak position detection unit 17 and the window function generation unit 18 such as every one range line or every several range lines, and newly generates a window function and updates the composite function data each time. It is possible. Since the multiplication of the reference function at this time is a parallel processing with the main processing, even if such processing control is performed, the processing time does not substantially increase.
【００３２】また、この場合、ピーク位置検出部１７を
図３のようにピーク検出部２２、メモリ２５、一致検出
部２３、禁止ゲート２４で構成し、前回のピーク位置検
出部１７の出力とピーク検出部２２の出力の一致度をチ
ェックし、ピーク検出部２２出力が変化したとき出力デ
ータを更新し窓関数生成部１８及び乗算部２０を動作さ
せ、複合関数データの更新を行うように制御部により制
御すれば、関数演算部の演算量を大幅に削減することが
できる。即ち、ピーク検出部２２においてレンジ方向の
パワー化されたデータから任意の周期でピーク位置を検
出し、メモリ２５から出力される前回のピーク位置検出
出力と今回のピーク検出出力とを一致検出部２３におい
て比較し、ピーク位置検出出力の変更を必要とする程度
の変化が生じたときに禁止ゲート２４を開きメモリ２５
を書換え、新たなピーク位置検出信号を窓関数生成部１
８に出力する。一致検出部２３は厳密な一致の検出を行
う構成とする必要はなく、多数決論理等の論理演算回路
を用いて適宜構成する。Further, in this case, the peak position detecting section 17 is composed of the peak detecting section 22, the memory 25, the coincidence detecting section 23 and the prohibition gate 24 as shown in FIG. 3, and the output of the previous peak position detecting section 17 and the peak are detected. The control unit checks the degree of coincidence of the output of the detection unit 22, updates the output data when the output of the peak detection unit 22 changes, operates the window function generation unit 18 and the multiplication unit 20, and updates the composite function data. Control by means of, it is possible to significantly reduce the calculation amount of the function calculation unit. That is, a peak position is detected at an arbitrary cycle from the power data in the range direction in the peak detection unit 22, and the previous peak position detection output output from the memory 25 and the current peak detection output are matched with each other. When the change in the peak position detection output needs to be changed, the inhibition gate 24 is opened and the memory 25 is opened.
And a new peak position detection signal is sent to the window function generator 1
Output to 8. The coincidence detection unit 23 does not need to be configured to perform exact coincidence detection, and is appropriately configured using a logical operation circuit such as majority logic.
【００３３】また、このようなメモリ２５、一致検出部
２３、禁止ゲート２４の構成を、ピーク位置検出部１７
に代え、窓関数生成部１８に設けて窓関数が大幅に変化
したときのみ、窓関数データを更新をするように窓関数
生成部の出力構成を変更しても同様の機能を備えること
ができる。以上の場合においても、上述したピーク位置
の検出手法及びｎ回の受信データによる窓関数データの
生成手法が適用し得る。The configuration of the memory 25, the coincidence detecting section 23, and the prohibiting gate 24 as described above is used as the peak position detecting section 17
Instead, the same function can be provided even if the output configuration of the window function generator is changed so that the window function data is updated only when the window function is provided and provided in the window function generator 18. . Also in the above case, the above-described method of detecting a peak position and the method of generating window function data based on n times of received data can be applied.
【００３４】なお、以上説明した各部の画像信号処理は
ハ−ドウエアの構成の例により説明したが、その一部分
乃至全体にコンピュ−タを適用してソフトウエアにより
実行し得ることは明らかであるAlthough the image signal processing of each section described above has been described by way of an example of a hardware configuration, it is apparent that a computer can be applied to a part or the whole of the image signal processing and executed by software.
【発明の効果】本発明の画像再生処理装置は、メイン画
像処理において合成開口レーダの生データをフーリェ変
換（ＦＦＴ）し、ピーク位置の検出と窓関数の作成後、
自動的にレンジ圧縮等の画像再生処理を行うことから、
処理対象の合成開口レーダの生データとして、磁気記録
装置等を介さず受信データを直接画像処理することがで
き、航空機や衛星中等の画像処理のリアルタイム処理を
も可能とするものである。According to the image reproduction processing apparatus of the present invention, the raw data of the synthetic aperture radar is subjected to the Fourier transform (FFT) in the main image processing, and after detecting the peak position and creating the window function,
Since it automatically performs image reproduction processing such as range compression,
As raw data of a synthetic aperture radar to be processed, received data can be directly image-processed without using a magnetic recording device or the like, and real-time processing of image processing in an aircraft or a satellite can be performed.
【００３５】また、１画像の処理中に適宜窓関数の更新
を行うといった、ノイズ環境の変化に的確に対応したき
め細かなノイズ除去処理を行うことが可能である。Further, it is possible to perform fine noise removal processing that appropriately responds to changes in the noise environment, such as updating the window function appropriately during processing of one image.
【００３６】更に、メイン処理のレンジ圧縮部において
窓関数の乗算及び参照関数の乗算という２つの乗算処理
が一回で実行でき、処理時間の短縮が図れる。なお、参
照関数の乗算は演算部においても実行されるが、これは
メイン処理との並行処理であるから実質的に処理時間を
必要としないという利点がある。Further, in the range compression section of the main process, two multiplication processes, that is, multiplication of a window function and multiplication of a reference function, can be executed at one time, and the processing time can be reduced. Note that the multiplication of the reference function is also performed in the calculation unit, but since this is a parallel process with the main process, there is an advantage that substantially no processing time is required.
【００３７】即ち、本発明は合成開口レーダの生データ
の処理操作を全自動化してリアルタイム処理を可能と
し、併せて信号の処理時間を短縮するとともに、ノイズ
除去処理をより精緻に行い高画質の画像を再現し得る点
で効果が大である。That is, according to the present invention, the processing operation of the raw data of the synthetic aperture radar is fully automated to enable the real-time processing, and at the same time, the processing time of the signal is shortened, and the noise removal processing is performed more precisely to obtain a high quality image. The effect is great in that the image can be reproduced.
【図１】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図２は、関数演算部の複合関数デ−タ出力であ
る。FIG. 2 is a composite function data output of a function operation unit.
【図３】図３は、本発明の別の実施例を構成するピーク
位置検出部を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a peak position detecting unit constituting another embodiment of the present invention.
【図４】図４は、従来例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example.
【図５】図５は、参照関数乗算部に使用される参照関数
デ−タである。FIG. 5 is reference function data used in a reference function multiplication unit.
【図６】図６は、合成開口レーダのデ−タのレンジ方向
のスペクトル分布である。FIG. 6 is a spectrum distribution in the range direction of data of the synthetic aperture radar.
【図７】図７は、ピーク位置検出部のピーク位置検出出
力である。FIG. 7 is a peak position detection output of a peak position detection unit.
【図８】図８は、窓関数生成部の窓関数デ−タ出力であ
るFIG. 8 is a window function data output of the window function generator.
【図９】図９は、ノイズ除去後のデ−タのレンジ方向の
スペクトル分布であるFIG. 9 is a spectrum distribution of data after noise removal in a range direction.
１ レンジ方向高速フーリェ変換部 ２ ピーク除去部（窓関数乗算） ３ 参照関数乗算部 ４ 逆高速フーリェ変換部 ５ コーナーターン ６ アジマス圧縮 ７ パワー化 ８ レンジ方向高速フーリェ変換部 ９ ピーク位置検出部 １０ 窓関数生成部 １１ レンジ方向高速フーリェ変換部 １２ レンジ圧縮部（関数乗算） １３ 逆高速フーリェ変換部 １４ コーナーターン １５ アジマス圧縮 １６ パワー化 １７ ピーク位置検出部 １８ 窓関数生成部 １９ 参照関数生成部 ２０ 乗算部 ２１ 制御部 ２２ ピーク検出部 ２３ 一致検出部 ２４ 禁止ゲ−ト ２５ メモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Range direction fast Fourier transformation part 2 Peak removal part (window function multiplication) 3 Reference function multiplication part 4 Inverse fast Fourier transformation part 5 Corner turn 6 Azimuth compression 7 Power conversion 8 Range direction fast Fourier transformation part 9 Peak position detection part 10 Window Function generation unit 11 Range fast Fourier transform unit 12 Range compression unit (function multiplication) 13 Inverse fast Fourier transform unit 14 Corner turn 15 Azimuth compression 16 Power conversion 17 Peak position detection unit 18 Window function generation unit 19 Reference function generation unit 20 Multiplication Unit 21 control unit 22 peak detection unit 23 match detection unit 24 prohibition gate 25 memory
Claims (6)
変換して周波数領域デ−タとし、前記周波数領域デ−タ
のノイズ成分のピ−ク位置を検出し、前記ピ−ク位置を
零値乃至減衰係数値とするノイズ除去用の窓関数を生成
し、レンジ圧縮用の周波数領域の参照関数を生成し、前
記窓関数と前記参照関数とを乗算してノイズ除去及びレ
ンジ圧縮用の複合関数を生成し、前記複合関数を前記受
信デ−タをフーリェ変換した周波数領域デ−タに乗算し
てノイズの除去とレンジの圧縮を行うことを特徴とする
合成開口レーダの画像データ処理方法。1. The reception data of a synthetic aperture radar is subjected to Fourier transform to obtain frequency domain data, the peak position of a noise component of the frequency domain data is detected, and the peak position is set to zero. A window function for noise removal having a value or an attenuation coefficient value is generated, a reference function in the frequency domain for range compression is generated, and the window function and the reference function are multiplied to generate a composite for noise removal and range compression. An image data processing method for a synthetic aperture radar, characterized in that a function is generated, and the composite function is multiplied by frequency domain data obtained by Fourier transforming the received data to remove noise and compress a range.
変換する高速フーリェ変換部と、前記高速フーリェ変換
部の出力からノイズ成分のピーク位置を検出するピーク
位置検出部と、前記ピーク位置検出部の出力からピーク
位置を零値乃至減衰係数値とするノイズ除去用の窓関数
を生成する窓関数生成部と、レンジ圧縮用の周波数領域
の参照関数を生成する参照関数生成部と、前記窓関数と
前記参照関数とを乗算する乗算部と、前記高速フーリェ
変換部の出力と前記乗算部出力とを乗算するレンジ圧縮
部とを備えることを特徴とする合成開口レーダの画像デ
ータ処理装置。2. A fast Fourier transform section for Fourier transforming received data of a synthetic aperture radar, a peak position detecting section for detecting a peak position of a noise component from an output of the fast Fourier transform section, and the peak position detecting section. A window function generator for generating a noise-reducing window function with a peak position being a zero value or an attenuation coefficient value from the output of the reference function; a reference function generator for generating a frequency-domain reference function for range compression; An image data processing apparatus for a synthetic aperture radar, comprising: a multiplying unit that multiplies an output of the fast Fourier transform unit and an output of the multiplying unit.
ータ処理装置において、前記窓関数生成部は１画像デー
タ処理期間に１回の窓関数を生成することを特徴とする
合成開口レーダの画像データ処理装置。3. The synthetic aperture radar image data processing apparatus according to claim 2, wherein the window function generation unit generates a window function once in one image data processing period. Data processing device.
ータ処理装置において、前記窓関数生成部は１画像デー
タ処理期間に複数回の窓関数を生成し窓関数を更新する
ことを特徴とする合成開口レーダの画像データ処理装
置。4. The image data processing apparatus for a synthetic aperture radar according to claim 2, wherein said window function generation unit generates a plurality of window functions in one image data processing period and updates the window function. Image data processing device for synthetic aperture radar.
ータ処理装置において、前記ピーク位置検出部は一致検
出部と出力記憶部を有し、一致検出部がピーク位置検出
部の出力と新たなピーク位置の検出信号との不一致を検
出時、出力記憶部のピーク位置検出出力を更新すること
を特徴とする合成開口レーダの画像データ処理装置5. The image data processing apparatus for a synthetic aperture radar according to claim 4, wherein said peak position detection section has a coincidence detection section and an output storage section, and said coincidence detection section outputs an output of said peak position detection section and a new output. An image data processing apparatus for a synthetic aperture radar, wherein a peak position detection output of an output storage unit is updated when a mismatch with a peak position detection signal is detected.
ータ処理装置において、前記窓関数生成部は一致検出部
と出力記憶部を有し、一致検出部が窓関数生成部の出力
と新たな窓関数との不一致を検出時、出力記憶部の窓関
数を更新することを特徴とする合成開口レーダの画像デ
ータ処理装置。6. An image data processing apparatus for a synthetic aperture radar according to claim 4, wherein said window function generating section has a coincidence detecting section and an output storage section, and said coincidence detecting section outputs an output of said window function generating section and a new output. An image data processing apparatus for a synthetic aperture radar, wherein a window function in an output storage unit is updated when a mismatch with a window function is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6253853A JP2626579B2 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Synthetic aperture radar image data processing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6253853A JP2626579B2 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Synthetic aperture radar image data processing method and apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122431A true JPH08122431A (en) | 1996-05-17 |
| JP2626579B2 JP2626579B2 (en) | 1997-07-02 |
Family
ID=17257051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6253853A Expired - Lifetime JP2626579B2 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Synthetic aperture radar image data processing method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2626579B2 (en) |
Cited By (6)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2626579B2 (en) | 1997-07-02 |
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