JPH0636189B2 - 画像の幾何学的歪補正装置 - Google Patents
画像の幾何学的歪補正装置Info
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- JPH0636189B2 JPH0636189B2 JP59050009A JP5000984A JPH0636189B2 JP H0636189 B2 JPH0636189 B2 JP H0636189B2 JP 59050009 A JP59050009 A JP 59050009A JP 5000984 A JP5000984 A JP 5000984A JP H0636189 B2 JPH0636189 B2 JP H0636189B2
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- Japan
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- image
- flying object
- coordinate system
- data
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は衛星等の飛翔体に搭載されたスキャナにより求
められた地表の画像データの幾何学的歪を簡易に、且つ
効果的に補正することのできる画像の幾何学的歪補正装
置に関する。
められた地表の画像データの幾何学的歪を簡易に、且つ
効果的に補正することのできる画像の幾何学的歪補正装
置に関する。
近時、人工衛星や飛行機等の飛翔体に搭載されたスキャ
ナにより地表を走査し、これにより得られた地表画像を
利用した資源探査等が試みられている。ところが上記画
像には、飛翔体の姿勢やその飛翔軌道等に起因する幾何
学的歪が多く含まれている。この為、上記画像を資源探
査等に利用するには何等かの手段を用いてその幾何学的
歪を補正することが必要であった。
ナにより地表を走査し、これにより得られた地表画像を
利用した資源探査等が試みられている。ところが上記画
像には、飛翔体の姿勢やその飛翔軌道等に起因する幾何
学的歪が多く含まれている。この為、上記画像を資源探
査等に利用するには何等かの手段を用いてその幾何学的
歪を補正することが必要であった。
そこで従来では、専ら統計的処理によって上記画像の幾
何歪の補正が行われているが、近年、例えば特公昭59-1
0109号に紹介されるような解析的な幾何歪補正も試みら
れている。この解析的な幾何歪補正は、地表画像を得る
人工衛星等の姿勢やその飛翔軌道等の所謂アノテーショ
ン・データを用いて、上記画像を供給する側の例えばラ
ンドサット受信局等で系統的に上記幾何歪を補正しよう
とするものである。そこで、上記受信局では人工衛星の
軌道情報を所謂軌道六要素の形で計算し、この軌道情報
に従って前記人工衛星の位置と速度のベクトルを時間の
関数として表わして前記幾何歪の補正処理を行ってい
る。
何歪の補正が行われているが、近年、例えば特公昭59-1
0109号に紹介されるような解析的な幾何歪補正も試みら
れている。この解析的な幾何歪補正は、地表画像を得る
人工衛星等の姿勢やその飛翔軌道等の所謂アノテーショ
ン・データを用いて、上記画像を供給する側の例えばラ
ンドサット受信局等で系統的に上記幾何歪を補正しよう
とするものである。そこで、上記受信局では人工衛星の
軌道情報を所謂軌道六要素の形で計算し、この軌道情報
に従って前記人工衛星の位置と速度のベクトルを時間の
関数として表わして前記幾何歪の補正処理を行ってい
る。
然し乍ら、このようにして画像の幾何歪の補正を行うに
は、画像に対する人工衛星の姿勢座標系からその衛星軌
道座標系への変換処理、更には上記衛星座標系から地球
中心座標系への変換処理が必要であり、その処理プロセ
スが複雑で、画像処理を行うには手間がかかりすぎる欠
点があった。
は、画像に対する人工衛星の姿勢座標系からその衛星軌
道座標系への変換処理、更には上記衛星座標系から地球
中心座標系への変換処理が必要であり、その処理プロセ
スが複雑で、画像処理を行うには手間がかかりすぎる欠
点があった。
特に上記変換処理においては非線形な軌道方程式を解く
ことが必要であり、解の収束に長時間を要する場合、発
散する場合、解が複数ある場合のような実用上の不具合
を生ずる可能性があった。
ことが必要であり、解の収束に長時間を要する場合、発
散する場合、解が複数ある場合のような実用上の不具合
を生ずる可能性があった。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、飛翔体から得られた画像の幾何
学的歪を、上記飛翔体に関するアノテーション・データ
を有効に利用して、上記画像の利用者側において簡易
に、且つ高精度に補正することのできる実用性の高い画
像の幾何学的歪補正装置を提供することにある。
の目的とするところは、飛翔体から得られた画像の幾何
学的歪を、上記飛翔体に関するアノテーション・データ
を有効に利用して、上記画像の利用者側において簡易
に、且つ高精度に補正することのできる実用性の高い画
像の幾何学的歪補正装置を提供することにある。
本発明は基本的には画像データを得る飛翔体に関するア
ノテーション・データを利用して幾何歪の補正を行うも
のであり、特にこのアノテーション・データに含まれる
前記飛翔体の位置データを用いて、前記飛翔体の軌道座
標系から地球中心座標系へ変換する変換関数をデータ解
析により近似的に求めるとともに、飛翔体の地表に対す
る直下点の解析から上記飛翔体の姿勢に関する補正を行
い、この補正された姿勢情報を用いて前記画像に対する
座標系を前記飛翔体の物体座標系から軌道座標系へ変換
し、更に上記変換関数を用いて上記画像の座標系を地球
中心座標系に変換することによって、その画像の幾何学
的歪を簡易に、かつ高精度に補正するようにしたもので
ある。
ノテーション・データを利用して幾何歪の補正を行うも
のであり、特にこのアノテーション・データに含まれる
前記飛翔体の位置データを用いて、前記飛翔体の軌道座
標系から地球中心座標系へ変換する変換関数をデータ解
析により近似的に求めるとともに、飛翔体の地表に対す
る直下点の解析から上記飛翔体の姿勢に関する補正を行
い、この補正された姿勢情報を用いて前記画像に対する
座標系を前記飛翔体の物体座標系から軌道座標系へ変換
し、更に上記変換関数を用いて上記画像の座標系を地球
中心座標系に変換することによって、その画像の幾何学
的歪を簡易に、かつ高精度に補正するようにしたもので
ある。
かくして本発明によれば、前記軌道座標系から地球中心
座標系へ変換する変換関数を、精度を確保しつつデータ
解析により近似的に求めるので、従来のように変換関数
を非線形な方程式を解くことによって求めるものと違っ
て、解の収束に長時間を要する場合、発散する場合、解
が複数ある場合のような実用上使い難い点を生ずる可能
性が全くない。また、飛翔体の地表に対する直下点の解
析によりそのアノテーション・データを修正し、この修
正されたアノテーション・データを用いて前記飛翔体に
より得られた画像の座標系を地球中心座標系に変換する
ので、その幾何学的歪を極めて簡易に、且つ効果的に補
正することができる。即ち、本発明によれば統計的な幾
何歪補正に比較して、地上標準点の（ＧＣＰ）の必要個
数が大幅に少なくなり、例えば従来のランドサットＭＳ
Ｓ画像処理の場合、数十点の標準点が必要であったのに
対して高々２〜３点で十分となる。また従来の解析的な
幾何歪補正に比べて、画像自身に付属したデータを直接
利用するので、求めるべきパラメータが少なくて良い。
これ故、その画像処理を上記画像の利用者側において簡
易に行うことができるので、その実用的利点が絶大であ
る等の効果が奏せられる。
座標系へ変換する変換関数を、精度を確保しつつデータ
解析により近似的に求めるので、従来のように変換関数
を非線形な方程式を解くことによって求めるものと違っ
て、解の収束に長時間を要する場合、発散する場合、解
が複数ある場合のような実用上使い難い点を生ずる可能
性が全くない。また、飛翔体の地表に対する直下点の解
析によりそのアノテーション・データを修正し、この修
正されたアノテーション・データを用いて前記飛翔体に
より得られた画像の座標系を地球中心座標系に変換する
ので、その幾何学的歪を極めて簡易に、且つ効果的に補
正することができる。即ち、本発明によれば統計的な幾
何歪補正に比較して、地上標準点の（ＧＣＰ）の必要個
数が大幅に少なくなり、例えば従来のランドサットＭＳ
Ｓ画像処理の場合、数十点の標準点が必要であったのに
対して高々２〜３点で十分となる。また従来の解析的な
幾何歪補正に比べて、画像自身に付属したデータを直接
利用するので、求めるべきパラメータが少なくて良い。
これ故、その画像処理を上記画像の利用者側において簡
易に行うことができるので、その実用的利点が絶大であ
る等の効果が奏せられる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の概略構成図である。飛翔体
に搭載されたスキャナにより走査されて入力された地表
の画像データは、画像データ入力部１より入力される。
一方、付属情報入力部２からは上記画像データを得た飛
翔体の姿勢や高度等のアノテーション・データ、また上
記画像の中心位置に対する地表における直下点の位置情
報等が入力され、制御部３に与えられている。制御部３
は後述するように、これらの情報に従って前記画像デー
タに対する幾何学的歪量を計算し、その計算結果を歪補
正計算回路４に与えるものである。
に搭載されたスキャナにより走査されて入力された地表
の画像データは、画像データ入力部１より入力される。
一方、付属情報入力部２からは上記画像データを得た飛
翔体の姿勢や高度等のアノテーション・データ、また上
記画像の中心位置に対する地表における直下点の位置情
報等が入力され、制御部３に与えられている。制御部３
は後述するように、これらの情報に従って前記画像デー
タに対する幾何学的歪量を計算し、その計算結果を歪補
正計算回路４に与えるものである。
歪補正計算回路４は、このようにして求められた幾何学
的歪量に応じて前記画像データ入力部１を介して入力さ
れた画像データの幾何学的歪を補正して出力するもので
あり、例えば第２図に示すように構成されている。この
歪補正計算回路４にて歪補正された画像データが画像出
力部５を介して出力される。しかして前記歪補正計算回
路２は、第２図に示すように、例えばＸ座標計算回路4
a、座標計算回路4bそして画像レジスタ4c等により構成
される。そして、前記飛翔体のスキャナにより求められ
た画像データの位置座標(i,j)を前記各座標計算回路4a,
4bに入力し、前記画像歪量に従って上記画像の幾何歪補
正された座標（Ｘ，Ｙ）を計算している。画像レジスタ
4cは、この座標計算が終了するまでの間、上記位置座標
(i,j)の画像データを一旦蓄積し、その画像データを上
記変換座標データ（Ｘ，Ｙ）と共に出力している。
的歪量に応じて前記画像データ入力部１を介して入力さ
れた画像データの幾何学的歪を補正して出力するもので
あり、例えば第２図に示すように構成されている。この
歪補正計算回路４にて歪補正された画像データが画像出
力部５を介して出力される。しかして前記歪補正計算回
路２は、第２図に示すように、例えばＸ座標計算回路4
a、座標計算回路4bそして画像レジスタ4c等により構成
される。そして、前記飛翔体のスキャナにより求められ
た画像データの位置座標(i,j)を前記各座標計算回路4a,
4bに入力し、前記画像歪量に従って上記画像の幾何歪補
正された座標（Ｘ，Ｙ）を計算している。画像レジスタ
4cは、この座標計算が終了するまでの間、上記位置座標
(i,j)の画像データを一旦蓄積し、その画像データを上
記変換座標データ（Ｘ，Ｙ）と共に出力している。
第３図は本装置における画像の幾何学的歪の補正処理の
概念を示すものである。この幾何歪の補正処理は、基本
的には先ずデータ入力部から入力された画像データ、ア
ノテーション・データ、画像中心の地表上での位置デー
タ等に従って、その画像に対応した地球中心座標（測地
座標）を計算する（測地座標計算部）。しかる後、その
計算結果に応じて前記入力画像に対する地球中心座標系
への投影座標変換を行い（投影座標計算部）、これによ
って得られた地球中心座標系で示される画像データを、
その幾何歪補正された画像として得る如く構成される。
第４図はその具体的な処理回路の構成例を示すものであ
る。この第４図を参照しながら、本装置における画像の
幾何学的歪補正につき詳細に説明する。
概念を示すものである。この幾何歪の補正処理は、基本
的には先ずデータ入力部から入力された画像データ、ア
ノテーション・データ、画像中心の地表上での位置デー
タ等に従って、その画像に対応した地球中心座標（測地
座標）を計算する（測地座標計算部）。しかる後、その
計算結果に応じて前記入力画像に対する地球中心座標系
への投影座標変換を行い（投影座標計算部）、これによ
って得られた地球中心座標系で示される画像データを、
その幾何歪補正された画像として得る如く構成される。
第４図はその具体的な処理回路の構成例を示すものであ
る。この第４図を参照しながら、本装置における画像の
幾何学的歪補正につき詳細に説明する。
スキャナの動作を記述するために、スキャナ座標を定義
する。第５図に示すように飛翔体の進行方向をｘｓ軸、
走査方向をｙｓ軸とし、ｘｓ軸及びｙｓ軸を用いて右手
直交座標系としてｚｓ軸を決める。ｚｓ軸は通常、飛翔
体から地表へ下ろした垂線方向である。
する。第５図に示すように飛翔体の進行方向をｘｓ軸、
走査方向をｙｓ軸とし、ｘｓ軸及びｙｓ軸を用いて右手
直交座標系としてｚｓ軸を決める。ｚｓ軸は通常、飛翔
体から地表へ下ろした垂線方向である。
今、飛翔体に搭載されたスキャナにより得られた地表の
画像３０の画素座標が(i,j)で示されるものとする。こ
の場合、上記画像を得る前記スキャナが地表（地球）を
見込む方向ｄｓ(i,j)は、上記画像上における目標物の
画素(ij)に対する見込み角度をθｉ，ψｊとして、 で与えられる。第４図における見込み角計算回路11はカ
ウンタ12が示す画像の座標データ(i,j)に従って前記角
度θｉ、ψｊを計算しており、方向余弦計算回路13は上
記角見込み角θｉ、ψｊから上記ベクトル▲▼を求
めている。しかして、このベクトル▲▼(i,j)は前
記飛翔体の３軸回転角（α、β、γ）を用いることによ
ってその軌道座標系で表すことができる。ここに、飛翔
体の軌道座標系及び飛翔体の３軸回転角（α、β、γ）
は第６図に示すごとくである。すなわち、上記軌道座標
系は、飛翔体の位置を中心とし、飛翔体の軌道方向をｘ
０軸、軌道面に垂直な方向をｙ０軸、地球中心方向をｚ
０軸として右手直交座標系として定義される。また、ｘ
０軸の回りの回転角をα、ｙ０軸の回りの回転角をβ、
ｚ０軸の回りの回転角をγとする。
画像３０の画素座標が(i,j)で示されるものとする。こ
の場合、上記画像を得る前記スキャナが地表（地球）を
見込む方向ｄｓ(i,j)は、上記画像上における目標物の
画素(ij)に対する見込み角度をθｉ，ψｊとして、 で与えられる。第４図における見込み角計算回路11はカ
ウンタ12が示す画像の座標データ(i,j)に従って前記角
度θｉ、ψｊを計算しており、方向余弦計算回路13は上
記角見込み角θｉ、ψｊから上記ベクトル▲▼を求
めている。しかして、このベクトル▲▼(i,j)は前
記飛翔体の３軸回転角（α、β、γ）を用いることによ
ってその軌道座標系で表すことができる。ここに、飛翔
体の軌道座標系及び飛翔体の３軸回転角（α、β、γ）
は第６図に示すごとくである。すなわち、上記軌道座標
系は、飛翔体の位置を中心とし、飛翔体の軌道方向をｘ
０軸、軌道面に垂直な方向をｙ０軸、地球中心方向をｚ
０軸として右手直交座標系として定義される。また、ｘ
０軸の回りの回転角をα、ｙ０軸の回りの回転角をβ、
ｚ０軸の回りの回転角をγとする。
一方、画像に対する前記飛翔体の姿勢角の補正量は、上
記画像中心の直下点と地上標準点とのずれから（Δα、
Δβ、Δγ）として与えらえる。そこで、前記飛翔体が
画像を得た時刻を ｔ＝ｔ(i,j) とし、その時刻ｔに関する前記飛翔体の姿勢角の補正量
を３次の多項式で近似し、これに前記姿勢角の補正項を
加えたものを飛翔体の姿勢に関する補正量を α（ｔ）、β（ｔ）、γ（ｔ） とすると、その補正量は α（ｔ）＝α０＋α１ｔ＋α２ｔ２＋α３ｔ３＋Δα β（ｔ）＝β０＋β１ｔ＋β２ｔ２＋β３ｔ３＋Δβ γ（ｔ）＝γ０＋γ１ｔ＋γ２ｔ２＋γ３ｔ３＋Δγ で示される。このような補正量を用いることによって前
記飛翔体の軌道座標系と前記画像を得たスキャナの座標
系との関係を、変換関数Ｔｓ ０ として求めることができる。ここで上記変換関数▲s 0▼
は ▲Ｔ0 s▼＝（▲Ｔs 0▼）ｔ である。この▲Ｔ0 s▼を用ることによって、前記スキャ
ナの座標系のベクトル▲▼が として軌道座標系に変換される。第４図に示されるテー
ブル14,15は時刻計算回路16が得た時刻情報ｔ(i,j)に基
づいて上述した姿勢補正量（α、β、γ、Δα、Δβ、
Δγ）をそれぞれ求めるものであり、計算回路17は、こ
れらの情報に従って前記座標系間の関係（変換関数）▲
Ｔ0 s▼を求めている。この変換関数▲Ｔ0 s▼に従って計
算回路18は上述した座標系変換を行っている。
記画像中心の直下点と地上標準点とのずれから（Δα、
Δβ、Δγ）として与えらえる。そこで、前記飛翔体が
画像を得た時刻を ｔ＝ｔ(i,j) とし、その時刻ｔに関する前記飛翔体の姿勢角の補正量
を３次の多項式で近似し、これに前記姿勢角の補正項を
加えたものを飛翔体の姿勢に関する補正量を α（ｔ）、β（ｔ）、γ（ｔ） とすると、その補正量は α（ｔ）＝α０＋α１ｔ＋α２ｔ２＋α３ｔ３＋Δα β（ｔ）＝β０＋β１ｔ＋β２ｔ２＋β３ｔ３＋Δβ γ（ｔ）＝γ０＋γ１ｔ＋γ２ｔ２＋γ３ｔ３＋Δγ で示される。このような補正量を用いることによって前
記飛翔体の軌道座標系と前記画像を得たスキャナの座標
系との関係を、変換関数Ｔｓ ０ として求めることができる。ここで上記変換関数▲s 0▼
は ▲Ｔ0 s▼＝（▲Ｔs 0▼）ｔ である。この▲Ｔ0 s▼を用ることによって、前記スキャ
ナの座標系のベクトル▲▼が として軌道座標系に変換される。第４図に示されるテー
ブル14,15は時刻計算回路16が得た時刻情報ｔ(i,j)に基
づいて上述した姿勢補正量（α、β、γ、Δα、Δβ、
Δγ）をそれぞれ求めるものであり、計算回路17は、こ
れらの情報に従って前記座標系間の関係（変換関数）▲
Ｔ0 s▼を求めている。この変換関数▲Ｔ0 s▼に従って計
算回路18は上述した座標系変換を行っている。
一方、上記の如く軌道情報を１次近似した軌道座標系と
地球の中心座標系との関係▲Ｔ0 g▼は次の関数で与えら
れる。即ち、画像中心の直下点の地球上の経緯度が λｎ＝λｎ（ｔ）＝λ０＋λ１×ｔ ψｎ＝ψｎ（ｔ）＝ψ０＋ψ１×ｔ で示され、またその高度が同様にして ｈｎ＝ｈｎ（ｔ）＝ｈ０＋ｈ１×ｔ で与えられるものとすると、その変換関数▲Ｔ0 g▼は、
飛翔体が方位角として経度λ回転し、且つ緯度ψ回転し
たときの、画像中心における上記経緯度と飛翔体とのな
す角度ｉと、地球の自転角度との合成角度ｉ′の画像回
転として捕えられる。この回転角度はｉ′は ｉ′＝tan-1｛（∂ψｎ／∂ｔ）÷（∂λｎ／∂ｔ）｝ として、データ解析により近似的に求められる。
地球の中心座標系との関係▲Ｔ0 g▼は次の関数で与えら
れる。即ち、画像中心の直下点の地球上の経緯度が λｎ＝λｎ（ｔ）＝λ０＋λ１×ｔ ψｎ＝ψｎ（ｔ）＝ψ０＋ψ１×ｔ で示され、またその高度が同様にして ｈｎ＝ｈｎ（ｔ）＝ｈ０＋ｈ１×ｔ で与えられるものとすると、その変換関数▲Ｔ0 g▼は、
飛翔体が方位角として経度λ回転し、且つ緯度ψ回転し
たときの、画像中心における上記経緯度と飛翔体とのな
す角度ｉと、地球の自転角度との合成角度ｉ′の画像回
転として捕えられる。この回転角度はｉ′は ｉ′＝tan-1｛（∂ψｎ／∂ｔ）÷（∂λｎ／∂ｔ）｝ として、データ解析により近似的に求められる。
従って、上記変換関数▲Ｔ0 g▼は、 で表わされる。但し、上記変換関数▲Ｔ0 g▼は、 ▲g 0▼＝（▲Ｔ0 g▼）ｔ である。この変換関数▲g 0▼を用いることによって、前
記軌道座標系のベクトルを地球中心座標系に変換するこ
とが可能となる。ここに、地球中心座標系は第７図に示
すごとくである。すなわち、地球の中心Ｏを原点とし、
北極軸をｚｉ軸、春分点方向ｘｉ軸として右手直交座標
系として定義される。また、このときの飛翔体の位置Ｑ
を中心とした前記軌道座標系におけるｘ０軸、ｙ０軸
ｚ、及び０軸も同時に示してある。第４図に示される計
算回路19,20は上記画像の真下点の経度緯度θｎ，ψ
ｎ、および前記回転角ｉ′をそれぞれ求めており、計算
回路21はこれらの計算結果から前記変換関数▲Ｔg 0▼を
計算している。しかして、軌道ベクトル は、地球の半径を ｒ＝ｒ（ψｎ（ｔ）） として として求められる。この に対して前記変換関数▲Ｔg 0▼を作用させることによ
り、計算回路22等は を計算している。この結果、方向ベクトル計算回路23に
て なる地球中心座標ベクトルが求められる。そしてこの
方向ベクトルから、前記画像の幾何歪補正された地球
中心座標で示される位置座標、即ち前記画像の中心位置
の経緯度座標が ψ＝sin-1ａ３ λ＝ATAN2（ａ２／cosψ，ａ１／cosψ） として測地座標計算回路24にて求められることになる。
ここで、上記２つの式のうち後者のλを求めるものは、
ＪＩＳ ＦＯＲＴＲＡＮにて定義された２変数の関数で
ある。
記軌道座標系のベクトルを地球中心座標系に変換するこ
とが可能となる。ここに、地球中心座標系は第７図に示
すごとくである。すなわち、地球の中心Ｏを原点とし、
北極軸をｚｉ軸、春分点方向ｘｉ軸として右手直交座標
系として定義される。また、このときの飛翔体の位置Ｑ
を中心とした前記軌道座標系におけるｘ０軸、ｙ０軸
ｚ、及び０軸も同時に示してある。第４図に示される計
算回路19,20は上記画像の真下点の経度緯度θｎ，ψ
ｎ、および前記回転角ｉ′をそれぞれ求めており、計算
回路21はこれらの計算結果から前記変換関数▲Ｔg 0▼を
計算している。しかして、軌道ベクトル は、地球の半径を ｒ＝ｒ（ψｎ（ｔ）） として として求められる。この に対して前記変換関数▲Ｔg 0▼を作用させることによ
り、計算回路22等は を計算している。この結果、方向ベクトル計算回路23に
て なる地球中心座標ベクトルが求められる。そしてこの
方向ベクトルから、前記画像の幾何歪補正された地球
中心座標で示される位置座標、即ち前記画像の中心位置
の経緯度座標が ψ＝sin-1ａ３ λ＝ATAN2（ａ２／cosψ，ａ１／cosψ） として測地座標計算回路24にて求められることになる。
ここで、上記２つの式のうち後者のλを求めるものは、
ＪＩＳ ＦＯＲＴＲＡＮにて定義された２変数の関数で
ある。
しかして、ここで対象とする画像の幾何学的歪の補正
は、上記画像の形態的な歪を修正することであり、換言
すれば前記飛翔体から得られた画像を地形と相似形にす
ることを意味する。従って、前述した座標系間の対応関
係ｆと、その画像に対応する地図投影関数ｇとを用いて ｇ×ｆ；(i,j)→(u,v) なる画像変換処理を行えば、ここに幾何歪のない投影画
像を効果的に得ることが可能となる。
は、上記画像の形態的な歪を修正することであり、換言
すれば前記飛翔体から得られた画像を地形と相似形にす
ることを意味する。従って、前述した座標系間の対応関
係ｆと、その画像に対応する地図投影関数ｇとを用いて ｇ×ｆ；(i,j)→(u,v) なる画像変換処理を行えば、ここに幾何歪のない投影画
像を効果的に得ることが可能となる。
このように本発明によれば、飛翔体に搭載されたスキャ
ナから得た画像の座標系をアノテーション・データを用
いて上記飛翔体の軌道座標系に変換した後、前記画像の
真下点の地表上の経緯度情報λｎ，ψｎからその回転角
ｉ′を求め、この回転角ｉ′に従って前記軌道座標系を
地球中心座標系に変換して前記画像の幾何歪を補正する
ので、その幾何歪補正処理が非常に簡単である。つま
り、座標系の変換関数▲Ｔ0 s▼、▲Ｔg 0▼を用いて方向
ベクトル▲▼と、軌道ベクトル を地球中心座標系へ変換して、地球中心から目標点を見
る方向ベクトルａｇを ▲▼＝▲▼（ｒ，▲▼，▲▼）＝（ａ
１、ａ２、ａ３） として求め、この方向ベクトル▲▼に従って前記目
標点の経緯度（λ、ψ）を ψ＝sin-1ａ３ λ＝tan-1 2（ａ２／cosψ，ａ１／cosψ） として簡易に、且つ精度良く求めることができる。この
ようにして前記飛翔体により得られた画像の幾何学的歪
を効果的に補正することができ、例えば地表の資源探査
等に上記画像を幅広く活用することが可能となる。
ナから得た画像の座標系をアノテーション・データを用
いて上記飛翔体の軌道座標系に変換した後、前記画像の
真下点の地表上の経緯度情報λｎ，ψｎからその回転角
ｉ′を求め、この回転角ｉ′に従って前記軌道座標系を
地球中心座標系に変換して前記画像の幾何歪を補正する
ので、その幾何歪補正処理が非常に簡単である。つま
り、座標系の変換関数▲Ｔ0 s▼、▲Ｔg 0▼を用いて方向
ベクトル▲▼と、軌道ベクトル を地球中心座標系へ変換して、地球中心から目標点を見
る方向ベクトルａｇを ▲▼＝▲▼（ｒ，▲▼，▲▼）＝（ａ
１、ａ２、ａ３） として求め、この方向ベクトル▲▼に従って前記目
標点の経緯度（λ、ψ）を ψ＝sin-1ａ３ λ＝tan-1 2（ａ２／cosψ，ａ１／cosψ） として簡易に、且つ精度良く求めることができる。この
ようにして前記飛翔体により得られた画像の幾何学的歪
を効果的に補正することができ、例えば地表の資源探査
等に上記画像を幅広く活用することが可能となる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば実施例ではλｎ（ｔ），ψｎ（ｔ）をｔの１
次関数で近似したが、２次、あるいは３次以上の関数を
用いて近似しても良い。このようにすれば、更に高精度
な画像処理が可能となる。この場合、局所的に考えれば
各局所の直下点では１次近似となるから、上記近似を各
局所でそれぞれ行うようにすれば十分である。以上要す
るに、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
い。例えば実施例ではλｎ（ｔ），ψｎ（ｔ）をｔの１
次関数で近似したが、２次、あるいは３次以上の関数を
用いて近似しても良い。このようにすれば、更に高精度
な画像処理が可能となる。この場合、局所的に考えれば
各局所の直下点では１次近似となるから、上記近似を各
局所でそれぞれ行うようにすれば十分である。以上要す
るに、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例装置の概略構成図、第２図は
歪補正計算回路の構成例を示す図、第３図は本発明に係
る幾何歪補正処理の概略的な流れを示す図、第４図は幾
何歪処理の具体例を示す図、第５図乃至第７図は本実施
例における処理を説明するための図である。 １……画像データ入力部、２……付属情報入力部、３…
…制御部、４……歪補正計算回路、５……画像出力部、
11……見込み角計算回路、13……方向余弦計算回路、14
……姿勢テーブル、15……補正量テーブル、17……▲Ｔ
0 s▼計算回路、19……真下点経緯度計算回路、20……回
転角計算回路、21……▲Ｔg 0▼計算回路、23……方向ベ
トル計算回路、14……測地座標計算回路。
歪補正計算回路の構成例を示す図、第３図は本発明に係
る幾何歪補正処理の概略的な流れを示す図、第４図は幾
何歪処理の具体例を示す図、第５図乃至第７図は本実施
例における処理を説明するための図である。 １……画像データ入力部、２……付属情報入力部、３…
…制御部、４……歪補正計算回路、５……画像出力部、
11……見込み角計算回路、13……方向余弦計算回路、14
……姿勢テーブル、15……補正量テーブル、17……▲Ｔ
0 s▼計算回路、19……真下点経緯度計算回路、20……回
転角計算回路、21……▲Ｔg 0▼計算回路、23……方向ベ
トル計算回路、14……測地座標計算回路。
Claims (1)
- 【請求項１】飛翔体から地表を走査して得られた画像デ
ータを入力する手段と、上記画像データの収集時におけ
る前記飛翔体の姿勢および直下の地表上の位置に関する
情報を含むアノテーション・データを入力する手段と、
該飛翔体の位置に関する情報を用いて前記飛翔体の軌道
座標系を地球中心座標系へ変換する変換関数を近似的に
求める手段と、前記入力画像データ中の特定の画素に対
応する前記地表での位置座標データを前記アノテーショ
ン・データを用いて求める手段と、この手段により求め
られた位置座標データと上記特定の画素に関して予め得
られた前記地表での基準位置座標データとの差に応じて
前記アノテーション・データの飛翔体の姿勢に関する情
報を補正する手段と、この補正された飛翔体の姿勢に関
する情報を含む該アノテーション・データ及び前記変換
関数を用いて前記入力画像データの各画素の地表におけ
る位置座標データをそれぞれ求める手段とを具備したこ
とを特徴とする画素の幾何学的歪補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050009A JPH0636189B2 (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 画像の幾何学的歪補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050009A JPH0636189B2 (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 画像の幾何学的歪補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60193078A JPS60193078A (ja) | 1985-10-01 |
| JPH0636189B2 true JPH0636189B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=12846990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050009A Expired - Lifetime JPH0636189B2 (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 画像の幾何学的歪補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636189B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8713819D0 (en) * | 1987-06-12 | 1987-12-16 | Smiths Industries Plc | Information processing systems |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5466168A (en) * | 1977-11-07 | 1979-05-28 | Toshiba Corp | Geometric distortion corrector of picture |
| JPS5847059B2 (ja) * | 1978-10-27 | 1983-10-20 | 工業技術院長 | 画像フアイル作成装置 |
| JPS5910109A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-19 | 株式会社東芝 | ガス絶縁開閉装置 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59050009A patent/JPH0636189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60193078A (ja) | 1985-10-01 |
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