JPH01191013A - ステレオ画像からの自動標高データ作成方式 - Google Patents
ステレオ画像からの自動標高データ作成方式Info
- Publication number
- JPH01191013A JPH01191013A JP63014415A JP1441588A JPH01191013A JP H01191013 A JPH01191013 A JP H01191013A JP 63014415 A JP63014415 A JP 63014415A JP 1441588 A JP1441588 A JP 1441588A JP H01191013 A JPH01191013 A JP H01191013A
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- Japan
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- image
- elevation
- stereo
- stereo images
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- Pending
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はステレオ画像を利用した標高測定に係り、特に
高々度から同一の場所を異なる方向または異なった日に
見た画像から高精度に標高データを得るのに好適な画像
処理方式に関する。
高々度から同一の場所を異なる方向または異なった日に
見た画像から高精度に標高データを得るのに好適な画像
処理方式に関する。
従来の方式は、特開昭６２−１３４７７３号のように高
々度から同一の場所を異なる方向から見た２枚の画像か
ら、同じ大きさまたは異なる大きさの小領域を取出し、
２枚の小領域画像の間の相関係数が最大になる点をもっ
て対応点であると認識しその対応の幾何学的な位置関係
により標高を計算して。
々度から同一の場所を異なる方向から見た２枚の画像か
ら、同じ大きさまたは異なる大きさの小領域を取出し、
２枚の小領域画像の間の相関係数が最大になる点をもっ
て対応点であると認識しその対応の幾何学的な位置関係
により標高を計算して。
いた。
上記従来技術は、画像の濃淡あるいは色の情報のみから
ステレオ対応点の自動探索を行うので、異なる方向から
見ることによる画像の縮尺の相違または２枚のステレオ
画像の観測日の相違による濃淡レベルの相違により相関
係数が小さくなる点について配慮がされておらず、対応
点の誤認識が生じるという問題があった。
ステレオ対応点の自動探索を行うので、異なる方向から
見ることによる画像の縮尺の相違または２枚のステレオ
画像の観測日の相違による濃淡レベルの相違により相関
係数が小さくなる点について配慮がされておらず、対応
点の誤認識が生じるという問題があった。
本発明の日時は、上記問題を解消したステレオ画像から
の自動標高データ作成方式を提供することにある。
の自動標高データ作成方式を提供することにある。
上記目的は、２枚のステレオ画像間の画像の縮尺の相違
を補正する縮尺補正手段、前記２枚のステレオ画像の画
素の濃淡レベルの違いを補正する濃淡レベル補正手段、
前記一方のステレオ画像上の標高を求める点に対応した
もう一方のステレオ画像上の位置を求めるマツチング手
段および前記２枚のステレオ画像上の対応点の位置関係
より標高を求める標高算出手段を設けることにより、達
成される。
を補正する縮尺補正手段、前記２枚のステレオ画像の画
素の濃淡レベルの違いを補正する濃淡レベル補正手段、
前記一方のステレオ画像上の標高を求める点に対応した
もう一方のステレオ画像上の位置を求めるマツチング手
段および前記２枚のステレオ画像上の対応点の位置関係
より標高を求める標高算出手段を設けることにより、達
成される。
縦尺補正手段および濃淡レベル補正手段は異なった日、
異なった方向から撮影したステレオ画像の縮尺および濃
淡レベルの相違を補正するように動作する。それによっ
て、マツチング手段では対応点の探索が容易になるので
、ステレオ画像の対応点の自動探索において誤認識の確
率が低くなる。
異なった方向から撮影したステレオ画像の縮尺および濃
淡レベルの相違を補正するように動作する。それによっ
て、マツチング手段では対応点の探索が容易になるので
、ステレオ画像の対応点の自動探索において誤認識の確
率が低くなる。
したがって、標高算出手段はこの対応点からの標高デー
タを高精度で求めることが可能となる。
タを高精度で求めることが可能となる。
すなわち、この発明によれば精度の高い標高データを自
動的に作成することができる。
動的に作成することができる。
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例の全体構成図である。
２枚のステレオ画像はファイル１−１にあらかじめ格納
されており、計算機３に読込まれる。計算機３は、縮尺
補正手段４．濃淡レベル補正手段５、マツチング手段６
および標高算出手段７を有しており、メモリ２を介しな
がらファイル１−２へ標高データを書込む。このように
して得た標高データは画像表示装置８に立体表示させる
ことも可能である。
されており、計算機３に読込まれる。計算機３は、縮尺
補正手段４．濃淡レベル補正手段５、マツチング手段６
および標高算出手段７を有しており、メモリ２を介しな
がらファイル１−２へ標高データを書込む。このように
して得た標高データは画像表示装置８に立体表示させる
ことも可能である。
第２図はファイル１−１に格納されている２枚のステレ
オ画像２１．２２を示す図である。標高データを自動作
成するにあたってはまず一方のステレオ画像２１上に標
高データを作成する測定点２３．２４，２５．２６等を
決めておく。決める際の判断基準としては、約５０万分
の１の地形図（等高線間隔５０ｍ）を作成する為に必要
とする１画素の寸法が約３０ｍであるので例えばステレ
オ画像２１．２２の１画素の寸法が１０ｍであれば多く
とも３画素間隔で測定点２３，２４゜２５．２６等を選
ぶ必要がある。このようにして、例えばステレオ画像２
１上に測定点２３を定めたならば、この測定点２３を中
心としたＭＸＭのサイズのウィンドＷを考える。またス
テレオ画像２２上にＬＸＬのサイズ（ＬはＭより大）の
探索領域Ｓを設定しておくものとする。
オ画像２１．２２を示す図である。標高データを自動作
成するにあたってはまず一方のステレオ画像２１上に標
高データを作成する測定点２３．２４，２５．２６等を
決めておく。決める際の判断基準としては、約５０万分
の１の地形図（等高線間隔５０ｍ）を作成する為に必要
とする１画素の寸法が約３０ｍであるので例えばステレ
オ画像２１．２２の１画素の寸法が１０ｍであれば多く
とも３画素間隔で測定点２３，２４゜２５．２６等を選
ぶ必要がある。このようにして、例えばステレオ画像２
１上に測定点２３を定めたならば、この測定点２３を中
心としたＭＸＭのサイズのウィンドＷを考える。またス
テレオ画像２２上にＬＸＬのサイズ（ＬはＭより大）の
探索領域Ｓを設定しておくものとする。
第３図は本実施例の動作説明図である。まず、前記ウィ
ンドＷの画像および探索領域Ｓの画像をファイル１−１
から計算機３のメモリ２へ転送しておく（３１）。この
ようにして１つの測定点についてはファイル１−１との
アクセスの代りにメモリ２とのアクセスをすることによ
り処理時間の短縮を計ることができる。次にメモリ２内
のウィンドＷの画像は縮尺補正手段４により縮尺の補正
を行う（３２）。さらにウィンドＷの画像は濃淡レーベ
ル補正手段５によりウィンドＷの画像の濃淡レベルの補
正を行う（３３）。そして、これら２つの補正を施した
ウィンドＷの画像と探索領域Ｓの画像はマツチング手段
６によりステレオ画像２１の測定点２３に対応したステ
レオ画像２２上の点２７を求める（３４）。さらに測定
点２３のステレオ画像上の位置と対応点２７のステレオ
画像上の位置および撮影条件、例えば衛星から撮影され
たステレオ画像であれば衛星の位置、速度。
ンドＷの画像および探索領域Ｓの画像をファイル１−１
から計算機３のメモリ２へ転送しておく（３１）。この
ようにして１つの測定点についてはファイル１−１との
アクセスの代りにメモリ２とのアクセスをすることによ
り処理時間の短縮を計ることができる。次にメモリ２内
のウィンドＷの画像は縮尺補正手段４により縮尺の補正
を行う（３２）。さらにウィンドＷの画像は濃淡レーベ
ル補正手段５によりウィンドＷの画像の濃淡レベルの補
正を行う（３３）。そして、これら２つの補正を施した
ウィンドＷの画像と探索領域Ｓの画像はマツチング手段
６によりステレオ画像２１の測定点２３に対応したステ
レオ画像２２上の点２７を求める（３４）。さらに測定
点２３のステレオ画像上の位置と対応点２７のステレオ
画像上の位置および撮影条件、例えば衛星から撮影され
たステレオ画像であれば衛星の位置、速度。
姿勢、センサの情報をもとに標高算出手段７により測定
点２３の標高りが求められ測定点２３の地理的な位置（
例えば緯度φおよび経度λ）の情報とともに標高データ
としてファイル１−２へ書込む（３５）。最後に、第２
図で定義した測定点２３．２４，２５．２６等金石につ
いて標高データが得られたかをチエツクし、まだ未処理
の測定点があれば以上の処理を繰返す（３６）。このよ
うにしてファイル１−２へ自動的に標高データが作成さ
れ、前述したように画像表示装置８に立体表示させたり
、標高の等しい測定点を結ぶことにより等高線の地図を
作成したり、あるいはファシル１−２の数値データその
ものを他の媒体（磁気テープ、光デイスク装置）に移し
てデータベースとして利用することが可能となる。
点２３の標高りが求められ測定点２３の地理的な位置（
例えば緯度φおよび経度λ）の情報とともに標高データ
としてファイル１−２へ書込む（３５）。最後に、第２
図で定義した測定点２３．２４，２５．２６等金石につ
いて標高データが得られたかをチエツクし、まだ未処理
の測定点があれば以上の処理を繰返す（３６）。このよ
うにしてファイル１−２へ自動的に標高データが作成さ
れ、前述したように画像表示装置８に立体表示させたり
、標高の等しい測定点を結ぶことにより等高線の地図を
作成したり、あるいはファシル１−２の数値データその
ものを他の媒体（磁気テープ、光デイスク装置）に移し
てデータベースとして利用することが可能となる。
次に、縮尺補正手段３２について、第４図および第５図
を用いて説明する。第４図は縮尺補正手段３２のフロー
チャート、第５図は縮尺補正手段３２の概念図である。
を用いて説明する。第４図は縮尺補正手段３２のフロー
チャート、第５図は縮尺補正手段３２の概念図である。
ウィンドＷと探索領域Ｓの１画素の大きさは画像の横方
向のみ異なっているので横方向のみ補正する。まずウィ
ンドＷと探索領域Ｓの画像の１画素の地上対応距離を計
算（４１）し、縮尺率 （ウィンドの１画素の地上対応距離） を求める（４２）。ステレオ画像２１．２２を撮影した
ときの視線角度および飛行物体の高度をそれぞれθ１．
θ２；Ｈ１，Ｈ２とするとαはＨｓ ＣＯ５２θ２ Ｈ２ＣＯ５”θ工 ・・・（１）式で計
算できる。次にこのαをもとにウィンドＷの画像の横方
向のりサンプリングを行う（４３）。
向のみ異なっているので横方向のみ補正する。まずウィ
ンドＷと探索領域Ｓの画像の１画素の地上対応距離を計
算（４１）し、縮尺率 （ウィンドの１画素の地上対応距離） を求める（４２）。ステレオ画像２１．２２を撮影した
ときの視線角度および飛行物体の高度をそれぞれθ１．
θ２；Ｈ１，Ｈ２とするとαはＨｓ ＣＯ５２θ２ Ｈ２ＣＯ５”θ工 ・・・（１）式で計
算できる。次にこのαをもとにウィンドＷの画像の横方
向のりサンプリングを行う（４３）。
リサンプリングは例えば、
のたたき込み演算で行えばよい。ここで、Ｉ （ｉ）は
りサンプリング前の位置主の濃淡レベル５１、Ｉｏ’（
ｋ）はりサンプリング後の位置にの濃淡レベル５３．［
αｋｌはαｋを越えない最大の整数５Ｗ（ｋ−ｉ）は適
当な重み関数で例えばキュービックコンボリューション
法によるリサンプリングならば ａ＝−１ とすればよい。
りサンプリング前の位置主の濃淡レベル５１、Ｉｏ’（
ｋ）はりサンプリング後の位置にの濃淡レベル５３．［
αｋｌはαｋを越えない最大の整数５Ｗ（ｋ−ｉ）は適
当な重み関数で例えばキュービックコンボリューション
法によるリサンプリングならば ａ＝−１ とすればよい。
次に、濃淡レベル補正手段３３について第６図および第
７図をもとに説明する。第６図は濃淡レベル補正手段３
３のフローチャート、第７図は濃淡レベル補正手段３３
の概念図である。まず前記縮尺補正手段３２により画素
の縮尺の補正を行った後のウィンドＷの画像および探索
領域Ｓの画像のヒストグラム７２．７１を計算（６１）
する。
７図をもとに説明する。第６図は濃淡レベル補正手段３
３のフローチャート、第７図は濃淡レベル補正手段３３
の概念図である。まず前記縮尺補正手段３２により画素
の縮尺の補正を行った後のウィンドＷの画像および探索
領域Ｓの画像のヒストグラム７２．７１を計算（６１）
する。
そしてこの２つのヒストグラムの平均と分散を計算しそ
れをμｍ、μＳ；σｗ２．σｓｚとする。濃淡レベル補
正後のウィンドＳのヒストグラムの平均と分散が、探索
領域Ｓのヒストグラムの平均と分散に等しくなるように
ウィンドＷの画像の濃淡レベルを補正する（６３）。そ
れには、濃淡レベル補正前の濃淡レベルを工、、濃淡レ
ベル補正後の濃淡レベルを■、／ とすれば、 Ｉ’、＝−（ｒ、−μＷ）＋μｓ −（４）式に
より補正すればよい。
れをμｍ、μＳ；σｗ２．σｓｚとする。濃淡レベル補
正後のウィンドＳのヒストグラムの平均と分散が、探索
領域Ｓのヒストグラムの平均と分散に等しくなるように
ウィンドＷの画像の濃淡レベルを補正する（６３）。そ
れには、濃淡レベル補正前の濃淡レベルを工、、濃淡レ
ベル補正後の濃淡レベルを■、／ とすれば、 Ｉ’、＝−（ｒ、−μＷ）＋μｓ −（４）式に
より補正すればよい。
第８図はマツチング手段３４のフローチャートである。
ここでは、まず濃淡レベルの差の絶対値の総和を最小に
する５ＳＤＡ法にて粗い対応点を求めておいて（８１）
、次にこの粗い対応点の近傍で相関係数を最大にする方
法により精密な対応点の計算を行う（８２）方法とする
。これにより、５ＳＤＡは計算量は少ないが精度が悪い
、一方相関法は精度は良いが計算が冗長であるという画
像処理において知ら、れでいる特徴を前述のように組合
せて使うことにより、高速にしかも高精度にマツチング
を行うことを可能にする。
する５ＳＤＡ法にて粗い対応点を求めておいて（８１）
、次にこの粗い対応点の近傍で相関係数を最大にする方
法により精密な対応点の計算を行う（８２）方法とする
。これにより、５ＳＤＡは計算量は少ないが精度が悪い
、一方相関法は精度は良いが計算が冗長であるという画
像処理において知ら、れでいる特徴を前述のように組合
せて使うことにより、高速にしかも高精度にマツチング
を行うことを可能にする。
第９図は標高算出手段の原理説明図である。前記マツチ
ング手段３４によりステレオ画像２１の測定点２３に対
応したステレオ画像２２上の点２７が求まり、画像には
地表面９７における標高りの点９３に対応した濃淡レベ
ルが測定点２３およびその対応点２７の濃淡レベルとな
っている。
ング手段３４によりステレオ画像２１の測定点２３に対
応したステレオ画像２２上の点２７が求まり、画像には
地表面９７における標高りの点９３に対応した濃淡レベ
ルが測定点２３およびその対応点２７の濃淡レベルとな
っている。
また、ステレオ画像２１．２２上の位置２３゜２７が与
えられれば、そのときの飛行物体の高度Ｈｓ、Ｈｚおよ
び視線角度θ工、θ２が決り、地球回転楕円体上（高度
Ｏの面）の位置９５．９６が定まる。位置９５、および
位置９６の差をΔＸとすれば、地表面９４上の点９３の
標高りは、ｔａｎθ１＋ ｔａｎθ２ により計算できる。
えられれば、そのときの飛行物体の高度Ｈｓ、Ｈｚおよ
び視線角度θ工、θ２が決り、地球回転楕円体上（高度
Ｏの面）の位置９５．９６が定まる。位置９５、および
位置９６の差をΔＸとすれば、地表面９４上の点９３の
標高りは、ｔａｎθ１＋ ｔａｎθ２ により計算できる。
本発明によれば、同一の場所を異なる方向から見ること
による２枚のステレオ画像の縮尺の相違または２枚のス
テレオ画像の撮影日の違いにより濃淡レベルの相違によ
り対応点認識のときに生じる誤認識を縮尺補正手段およ
び濃淡レベル補正手段により解消することができるので
高精度に対応点認識が可能となり、したがって高精度に
標高データを自動作成できるという効果がある。
による２枚のステレオ画像の縮尺の相違または２枚のス
テレオ画像の撮影日の違いにより濃淡レベルの相違によ
り対応点認識のときに生じる誤認識を縮尺補正手段およ
び濃淡レベル補正手段により解消することができるので
高精度に対応点認識が可能となり、したがって高精度に
標高データを自動作成できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は２枚
のステレオ画像を示す図、第３図は本実施例の動作説明
図、第４図は縮尺補正手段のフローチャート、第５図は
縮尺補正手段の概念図、第６図は濃淡レベル補正手段の
フローチャート、第７図は濃淡レベル補正手段の概念図
、第８図はマツチング手段のフローチャート、第９図は
標高算出手段の原理説明図である。 １−１・・・ファイル、２・・・メモリ、３・・・計算
機、８・・・画像表示装置。 代理人 弁理士 小川勝卯（，１、 ね 第 １ 囚 第 ３ 口 奉 ４ 図 第 ６ 日 第 ９ 回
のステレオ画像を示す図、第３図は本実施例の動作説明
図、第４図は縮尺補正手段のフローチャート、第５図は
縮尺補正手段の概念図、第６図は濃淡レベル補正手段の
フローチャート、第７図は濃淡レベル補正手段の概念図
、第８図はマツチング手段のフローチャート、第９図は
標高算出手段の原理説明図である。 １−１・・・ファイル、２・・・メモリ、３・・・計算
機、８・・・画像表示装置。 代理人 弁理士 小川勝卯（，１、 ね 第 １ 囚 第 ３ 口 奉 ４ 図 第 ６ 日 第 ９ 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、同一の場所を異なる方向から撮影した２枚のステレ
オ画像を利用した標高測定において、一方の画像上に標
高を求めたい点を定義しこの点に対応するもう一方の画
像上の位置を探索し、その位置関係を利用して標高を求
める処理に対して、 前記２枚のステレオ画像間の画素の縮尺の違いを補正す
る縮尺補正手段、前記２枚のステレオ画像間の画素の濃
淡レベルの違いを補正する濃淡レベル補正手段、前記一
方のステレオ画像上の標高を求める点に対応したもう一
方のステレオ画像上の位置を求めるマッチング手段およ
び前記２枚のステレオ画像上の対応点の位置関係より標
高を求める標高算出手段を設けたことを特徴とするステ
レオ画像からの自動標高データ作成方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014415A JPH01191013A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | ステレオ画像からの自動標高データ作成方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014415A JPH01191013A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | ステレオ画像からの自動標高データ作成方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01191013A true JPH01191013A (ja) | 1989-08-01 |
Family
ID=11860397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63014415A Pending JPH01191013A (ja) | 1988-01-27 | 1988-01-27 | ステレオ画像からの自動標高データ作成方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01191013A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210388A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Topcon Corp | 地理データ収集装置 |
-
1988
- 1988-01-27 JP JP63014415A patent/JPH01191013A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210388A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Topcon Corp | 地理データ収集装置 |
| US8717432B2 (en) | 2008-03-04 | 2014-05-06 | Kabushiki Kaisha Topcon | Geographical data collecting device |
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