昭和62年度研究計画


 今年度当所が重点的に進める研究分野として
 1 総合電気通信の研究
 2 宇宙通信の研究
 3 宇宙科学・大気科学の研究
 4 電波計測の研究
 5 電波に関する標準の研究
の五つを取り上げ,推進することとした。
 研究計画の主要な事項について以下に簡単に述べ る。

 周波数資源の開発の一環として,40GHz以上の電 波伝搬の研究,光領域の研究開発及び準マイクロ波 帯における陸上移動通信の伝搬に関する研究を継続 する。また,電磁環境(EMC)の研究,アンテナ の近傍界測定システムの研究開発及びテレビジョン 同期放送方式の研究を引き続き行う。

 CS-2によるパイロット実験計画の一環とし て,コンピュータネットワーク実験,新聞紙面等及 びCATV伝送実験を継続するとともに,中継器有 効利用実験等を行う。航空・海上衛星技術の研究開 発については,ETS-X/EMSS計画による地 上システムの整備を完了し,実験を開始する。衛星 用マルチビームアンテナ,ミリ波帯衛星通信技術及 び光通信の基礎技術の研究については,ETS-Y 用搭載機器の研究開発を開始するとともに,実験計 画の検討を進める。

 流星レーダによるEs層の観測,標準電波ドップラ ー法による大気波動の観測等を引き続き行う。ま た,国際電離層研究衛星(ISIS)及び電磁圏観 測衛星(DE)からの観測データを取得し,その解 析を引き続き行う。ミリ波太陽電波及びHα線の観 測を行う。

 VLBIについては,日米及び日中の共同実験を 継続するとともに,国土地理院,緯度観測所との研 究協力を引き続き進める。雨域散乱計/放射計, FM-CWレーダの研究を進め,宇宙からの降雨観測 の可能性に関するNASAとの共同研究を引き続き 行う。また,環境庁国立機関公害防止等試験研究費 により,航空機搭載映像レーダ(SLAR)による 海洋油汚染等の観測実験及び成層圏の酸性大気汚染 質の測定を引き続き進める。科学技術庁振興調整費 により,レーザドップラー方式によるプラズマ流速 の計測法及び高機能材料評価のための開放共鳴器型 分光法の開発等を行う。

 光励起型セシウムビーム周波数標準器の研究開発 及び衛星とVLBI利用による時刻の国際精密比較 実験を引き続き行う。また,SHF帯以上の電界強 度,電力標準の基礎研究を行うとともに,標準電波 の施設整備及び無線機器の型式検定等のための施設 整備を引き続き行う。

 本省からの研究調査協力依頼事項として継続11 件,新規6件を実施する。なお宇宙開発事業団,文 部省の国立極地研究所及び宇宙科学研究所,大学, 他省庁等との共同研究や研究協力を行う。

 昨年度発足した当所と民間との共同研究は,既に 10件に達しており,さらに増加するものと予想され るが,民間の高い技術開発力と当所の研究能力を結 集するなどにより全体として大きな成果を挙げるよ う一層の工夫と努力を重ねていきたい。

 なお,次に今年度の研究調査計画一覧表を示す。

(企画調査部 企画課)






外 国 出 張


第3回SUNDIALワークショップに出席して


 米国科学財団の招きにより,米国カリフォルニア州サ ンディアゴ市近郊のラホーヤで開かれた第3回SUNDIAL ワークショップに出席するため,昭和62年2月 22日から9日間出張した。SUNDIALとは,スペース シャトルによる映像レーダに及ぼす電離層効果を調査す るために作られた電離層観測網を地球全域に拡大した国 際協同観測計画のことであり,汎地球規模の電離層過程 の予知能力の開発などを目的としている。
 今回のワークショップでは,昭和61年9月22日から10 月4日まで実施された第2回SUNDIAL観測期間中 の電離層観測データの解析結果を中心に討論が行われ た。本観測期間中には,小規模な地磁気嵐に伴って興味 あるデータが観測され,現在,汎地球的規模で解析が行 われている。
 なお,パーソナルコンピュータによる観測データの処 理方法も議題になり,観測データ,データ形式及びグラ フィック表示形式等が検討され,今後,ディスケットを 媒体として観測データの交換が行われることになった。

(第二特別研究室 研究官 犬木久夫)



地球のエネルギーと水サイクル実験(GEWAC)に
関するワークショップ参加報告


 昭和62年1月19日から23日まで,米国メリーランド州 コロンビアにおいて,WMO/WCRP(世界気象機関/世 界気象研究計画)の主催する「地球のエネルギーと水サ イクル実験」に関する国際ワークショップが開催され, 筆者もWMOの招待に応じ同ワークショップに参加し た。参加者は,米国,英国,仏国,西独,ESA,日本から約 35名であった。日本からは筆者とともに気象庁気象衛星セ ンターの浜田氏が参加した。同ワークショップはWCRP の衛星観測システムに関するワーキンググループ(議 長,ウィスコンシン大学スオミ博士)の呼びかけにより 開催され,地球という一つのシステムにおけるエネルギ ーの出入りを制御するプロセスを理解するために,特に 地球上のエネルギーと水サイクルについての理解を深め ようとする実験的意図を有し,宇宙空間からの新しい観 測手段を用いた熱帯地方の風,地球の熱放射収支,降 水,地表面からの蒸発観測の四つの観測テーマごとに活 発な討議が行われた。

(電波部大気圏伝搬研究室長 岡本謙一)






視覚と画像符号化


町澤 朗彦

  

はじめに
 図1の,エッシャーの「Day and Night」(ホフ スタッタ著「ゲーテル,エッシャー,バッハ」河出 書房刊より)を見て頂きたい。絵の中央上方に黒い 鳥が見えるが,その近くの白い鳥に目を移すと,先 ほどの黒い鳥は形を矢い暗闇と化す。このように, 我々人間の視覚は一度に画像の持つすべての情報を 読み取れるわけではなく,網膜に映っていても見る ことのない情報が数多くある。心理学的実験から人 間が読み取ることのできる視覚情報の量は毎秒50 ビット程度と言われている。この小文では,信号処 理研究室において行っている,このような視覚の特 性を利用して不要なデータを取り除くことにより, 符号化効率が良く,見た目には符号化による劣化が 小さいなどの優れた特性を持つ新しい画像符号化方 式の研究について紹介する。


図1 Day and Night (M.C.Escher 1938)

  

視覚生埋と人間の読み取ることのできる情報量
 生理学の分野では猿などの脳に非常に小さな電極 を挿入し,視覚刺激に対する神経細胞の反応を測定 することにより,情報の処理されていく様子が研究 されている。これらの生理学及び心理学の知見か ら,人間の脳における視覚情報の流れと処理機能を まとめると図2のようになる。100Mbps程度のデー タ量を持つテレビ画像も網膜から入ると,脳の後 端で輪郭線などの特徴が強調・抽出され,1Mbps 程度にデータ量が減少する。次いで,脳の頭頂部と 側頭部において,特徴の解析,形や動きの理解が行 われ,画像の内容は10kbpsで表現される。さらに, 先のエッシャーの絵に見られたように,理解された 画像の内容は意識に上らなければ見たことにはなら ず,最終的に人間が受け取る画像情報はわずか100 bps程度でしかない。


図2 視覚情報の流れ

  

視覚モデルを用いた画像符号化方式
 本研究は視覚のモデルを実現し,人間と等しいデ ータ削減機能を得ることを目的としている。つま り,一般に画像情報は縦横に細かく分けられた画像 の各点の明るさにより表現されるが,すべての点の 情報ではなく,人間の視覚にとって意味のある特徴 点だけに注目したり,特徴点の集合から形を認識す ることにより符号化を行う効率の良い方式を実現す る。例えば,多くの場合,画像の背景の森などは枝 や葉が元の画像と異なっていても人間は気が付かず, 森の大まかな情報があれば十分である。視覚モデル が人間の視覚と一致していれば,取り除かれたデー タは人間が見た場合でも同様に取り除かれるため, 複合された画像に見た目の変化は生じない。
 現在,当研究室では視覚の入口である網膜の数学 モデルについてシュミレーション実験を行ってい る。このモデルは,網膜で行われている,明るさや 色が急激に変化する部分や動きのある部分の強調機 能のうち,明るさに対する特性のみに基づいている ため,白黒の濃淡のある静止画しか取り扱えない が,符号化特性は大変良好であり,100分の1(700 byte/picture)程度までデータを削減しても画像 の内容を十分に表現することができる。
  

今後の展望
 更に網膜より奥の脳機能を用いることにより,シ ステムが画像の内容を理解して符号化することがで きるようになると,符号化効率が良くなるだけでは なく,例えば,小説の内容を理解して情景を創り出 す自動映画化などが可能になる。その外にも,人間は 夢を見るなど目をつぶっていてもイメージを創り出 すことができるが,これらの機能を明らかにするこ とによって,理解された画像内容の復号化やコン ピュータグラフィックスなどにおいて全く新しい映 像化技術を実現する可能性もある。脳機能の解明は 宇宙の始まりの4秒間と並んで科学に残された最後 の課題と言われ,一朝一夕では片付かない難問では あるが,脳機能を基礎とする技術は今後の電気通信 における研究の大きな柱になると考えられており, 当研究室の中心テーマとして取り組んでいく予定で ある。

(通信技術部 信号処理研究室 技官)




≪外国出張≫

宇宙からの降雨観測の可能性の研究


中村 健治

  

概 要
 昭和60年2月20日より2年間にわたって,「宇宙 からの降雨観測の可能性の研究」を行うため,米国 NASAゴダード宇宙飛行センター(GSFC)に 滞在する機会を与えられた。この研究は当所とGS FCとの間の共同研究であり,旧衛星計測部の開発 した航空機搭載用雨域散乱計/放射計をGSFCの 4発ターボプロップ機P3-Aに積み,GSFCの ワロップス飛行基地の周辺で上空からの降雨観測を 行うものである。その目的は,近い将来に実現を予 想される衛星搭載の降雨レーダのための基礎実験を 行うことにある。この共同実験の提案は,当時のG SFCのLaboratory for Atmosphereの部長で あって,米国レーダ気象界の大御所であるDr. D. Atlasからなされ,それに当所がこたえたもので ある。
 具体的な実験は,筆者の渡米後,昭和60年5月に 雨域散乱計/放射計が日本から着き,その春いっぱ いは飛行機への搭載作業に費やされた。実際の降雨 観測は昭和60年の秋と61年の春の2期にわたって, 冬期の機器の改修をはさんで行われた。飛行時間は 1回にだいたい2時間から3時間で総計10回以上の 降雨観測飛行を行った。そのうち2回は,海洋気象 局(NOAA)の航空機P3との同時降雨観測であ る。実験観測データの解析は実験と並行して行われ た。
  

成 果
 上空からの降雨観測が地上からの降雨観測と異な る点は二つある。一つは,飛行体を使うことにより 地上のレーダではカバーできない,海を含む広い領 域を観測できることである。二つには,レーダエコ ーに地表が入ってくることである。前者は衛星搭載 の降雨レーダの有用性を示し,また,後者は降雨エ コーと地表エコーとの分離という問題を生む一方, 地表エコーを利用した新しい降雨強度推定法への道 を開く。本実験の成果は,海洋上で,新しい降雨強 度推定法の有効性を実際に確かめたことにある。
 なお,本共同実験は,より強力な飛行機を使い, より高い所からの降雨観測を目指して,引き続き進 められることになっている。
  

ワロップス飛行基地
 飛行実験は,現在はGSFCに所属しているワ ロップス飛行基地を基地として行われた。ワロップ ス飛行基地は,大西洋とチェサピーク湾との間の半 島の大西洋岸にあり,GSFCからは約240qの距 離があり,車で3時間かかる。ここは,もと海軍の 飛行場で,3000m級の滑走路が2本ある。羽田飛行 場よりも広いような飛行場を実験研究用に使えるな どということは,日本では全然考えられないことで ある。もっとも,実験飛行だけでは飛行場を使い切 れないようで,時々軍の飛行機が練習をしていた。 飛行基地の少し南にはワロップスロケット発射場が あり,観測用ロケットや小さい人工衛星が打ち上げ られている。一度,夜のロケット発射のための哨戒 飛行に同乗する機会があった。ロケットの点火と同 時に下層の雲が輝き,少ししてロケットがちょうど 逆さになったろうそくのような形で雲から現れ,上 昇し,上空の雲に隠れるのは印象的であった。
 最後に,本実験に際し,お世話になった当所内外 の関係者及び米国側の多くの方々に,心から感謝い たします。

(電波応用部 電波計測研究室 主任研究官)



短 信



第32回前島賞受賞



 昭和62年3月19日,中橋信弘宇宙通信部長は,(財)逓信 協会から第32回前島賞を受賞した。
 本賞は,逓信事業の創始者前島密の功績を記念し,逓 信事業の進歩発展に著しく貢献する業績等があった者に 贈られるもので,当所の受賞者としては13人目になる。
 受賞の対象となった研究は,宇宙通信における人工衛 星の自動追尾技術に関するもので,周回衛星だけでなく 静止衛星との間で安定的な通信回線を設定するために は,通常,衛星から送信あるいは反射される電波を使っ てアンテナを正確に自動的に指向させることが不可欠で あることを示している。
 受賞者は,宇宙通信の研究に初期から現在に至るまで ほぼ一貫して従事し,主として人工衛星の自動追尾技術 の研究に当たっていたが,偏波の形態によって自動追尾 の精度が劣化し,あるいは不可能となる難点を原理的に 解決し,更に到来電波の偏波特性にかかわりなく自動追 尾を行える方式を開発し,これを実用化して宇宙通信の 発展に多大の貢献をした。



昭和62年度科学技術庁長官賞受賞


 4月13日,昭和62年度研究功績者として,吉村和幸宇 宙通信部主任研究官,また,4月16日,職域における創 意工夫功労者として10名の職員が,それぞれ科学技術庁 長官賞を受賞した。
 研究功績者賞は昭和50年に創設され,科学技術に関す る優れた研究であって,かつ,実用に供される可能性の 高い研究に対して贈られる。当所における本賞の受賞者 は,今回で合計11名となった。受賞テーマ及び業績概要 は次のとおりである。

 「衛星を用いた国際時刻比較技術の研究」
 GPS(全世界測位システム)衛星の測距信号を利用 した精密国際時刻比較システムを開発し,1億分の1秒 (10ナノ秒)という極めて高い精度の国際時刻比較に成 功した。
 これによって,我が国と欧米先進機関との標準時直接 比較システムが確立され,TAI(国際原子時)の決定 に寄与できるようになった。

 職域における創意工夫功労者賞受賞者
  倉谷康和  貝沼昭司  加藤久雄  佐藤正樹
  小室純一  栗原則幸  関澤信也  澤田史武
  井出俊行  岡本 智



電子情報通信学会篠原記念学術奨励賞受賞


 3月28日,通信技術部通信装置研究室中條渉研究官 (2件)及び総合通信部放送技術研究室都竹愛一郎研究 官は,第2回電子情報通信学会篠原記念学術奨励賞を受 賞した。
 今回の受賞対象となった発表論文の題目及び概要は, 次のとおりである。
 中條研究官
 「ビーム合成法を用いた走査マルチビームアンテナ」  オンボード走査マルチビームアンテナを実現する方法 として,複数の成分ビーム出力を合成することによりビ ーム走査が可能な方式を提案し,その有効性を示した。
 「近傍界測定技術を用いた衛星用メッシュ展開アン テナの鏡面精度測定」
 メッシュアンテナの近傍電磁界から平面波散乱行列法 を用いて鏡面精度を算出した結果,反射鏡リブ構造を解 明することができ,近傍界測定法の有効性を実証した。
 都竹研究官
 「テレビジョン同期放送におけるRb原子発振器の周 波数制御について」
 ディジタルPLLを用いて,Rb(ルビジウム)原子 発振器の周波数を親局のTV搬送波に同期させることに より,TV同期放送で必要な,高い周波数確度と安定度 を実現した。



甲府盆地での陸上移動伝搬特性の測定


 陸上移動通信の高信頼化や高速化のためには,多重路 伝搬の研究が不可欠である。総合通信部通信系研究室で は,スペクトル拡散信号を用いた多重路伝搬特性の測定 を,都市内を中心に実施してきた。一方,高い山に囲ま れた盆地では山の反射による非常に長い遅延波が存在 し,ディジタル移動通信の障害になる例が内外で報告さ れている。今回は,このような地形の代表例である甲府 盆地で測定を行った。
 基地局を山梨県勝沼町に設置し,中心周波数775MHz, 帯域10MHzのスペクトル拡散信号を送信する。そして, 盆地内を測定車で走行して多重伝搬路の遅延特性を測定 した。測定車から基地局が見通しでなく,周辺の山は見 通しになる地域では,30μs以上の非常に長い遅延波も観 測された。これは,通常都市内での遅延波の10倍以上の 長さである。
 今回は,ジャパントラストの基金により電波システム 開発センターに招へいされ,当所研修中のスウェーデン 電気通信庁,Mr. M. Nilsonも実験に参加した。ヨーロッ パでも,このような条件での測定は本格的に行われてお らず,非常に興味を示した。Mr. M. Nilsonは7月まで 滞在し,その間,測定データの解析を行う予定である。



宇宙開発事業団小平分室の返還


 当所北側構内の宇宙開発事業団の旧小平分室は62年3 月31日付けで当所に返還され,今後は電波研究の面で活躍 することになった。本分室は,昭和44年の事業団発足時 に,人工衛星の開発のために約4億円を投じて,大型電 波暗室,スペースチェンバ,機械及び電気試験装置など を設置し,業務を開始した。以来,電離層観測衛星(う め)や技術試験衛星(きく)等,幾多の衛星開発に活用 されたが,近年,筑波宇宙センターに更に大型で総合的 な試験設備が充実し,その使命を終えた。当所にとっ て,本分室は定常業務及び研究開発に重要な役割を果た す施設及び室を有しているので,事業団と協議し,関係 省庁の了承を得て返還の運びとなったものである。
 今後,電波暗室は当所における無線機器の較正検定に 関する業務や,電磁環境の測定法等の研究開発に利用さ れる。また,衛星試験設備を撤去した跡は,模様がえ し,光領域を含む40GHz以上の新周波数帯の研究開発等 のための実験施設として,活躍が期待されている。



所内共用電子計算機システムの増強


 当所内の共用電子計算機システムとして,昭和59年4 月からACOS850/10システムを運用してきたが,昭和 62年3月に拡張と一部の入れ替えを行い,CPUが1台 から2台に,処理速度が8.1MIPSから15MIPSにな り,主記憶容量,磁気ディスク容量もそれぞれ約2倍 となった。
 また,本所では光ディスクシステム,ミニコンピュー タ,リモートバッチシステム2台を光ケーブルなどで接 続した10メガビット/秒のLAN(ローカルエリアネッ トワーク)及びパーソナルコンピュータを63台まで接続 できる光ケーブルでセンターシステムに接続した1メガ ビット/秒の4組のLANを導入し,所内の端末装置の 増設に対応できるようにした。
 鹿島,平磯の両支所においても,リモートバッチシス テムの強化,LANの導入を行ったほか,センターシス テムとの接続については,伝送速度の高速化,パケット 伝送への加入を計画している。