JPS61193268A - 衛星画像の補正方式 - Google Patents
衛星画像の補正方式Info
- Publication number
- JPS61193268A JPS61193268A JP60032639A JP3263985A JPS61193268A JP S61193268 A JPS61193268 A JP S61193268A JP 60032639 A JP60032639 A JP 60032639A JP 3263985 A JP3263985 A JP 3263985A JP S61193268 A JPS61193268 A JP S61193268A
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- JP
- Japan
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- distortion correction
- coefft
- image
- earth
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は衛星画像の処理方式に係り、特に船舶等に搭載
あるいは地上設置の受信局で衛星から受信した画像中に
含まれる形状歪を、簡易かつ高精度に補正するのに好適
な方式に関する。
あるいは地上設置の受信局で衛星から受信した画像中に
含まれる形状歪を、簡易かつ高精度に補正するのに好適
な方式に関する。
気象衛星Ｎ０ＡＡ等の衛星観測画像から海水面の温度分
布、海流の状況等を推定し漁業に利用しようとする試み
がある。この目的に衛星観測画像を利用するためには、
地球の形状と自転、衛星の軌道及び姿勢のゆらぎ、セン
サの走査速度のゆらぎ等に起因する観測画像の形状歪を
補正し画像の各点が地表の点に高精度に対応するように
しておく必要がある。このための歪補正処理を行なう方
法として従来２つの方法が試行されている。
布、海流の状況等を推定し漁業に利用しようとする試み
がある。この目的に衛星観測画像を利用するためには、
地球の形状と自転、衛星の軌道及び姿勢のゆらぎ、セン
サの走査速度のゆらぎ等に起因する観測画像の形状歪を
補正し画像の各点が地表の点に高精度に対応するように
しておく必要がある。このための歪補正処理を行なう方
法として従来２つの方法が試行されている。
その第１は、日立評論５８年４月号における本間らによ
る「漁業リモートセンシング画像処理システムの開発」
と題する論文に例が示されている方法である。中央の衛
星地上局では衛星から受信した画像に対し、画像に含ま
れる形状および濃淡の歪を取除く処理を行ない補正画像
を得る。赤外センサデータから得た補正画像の各点の濃
度からあらかじめ用意した回帰式を用いて対応する海面
の地点の海水温度の推定値を求める。これからさらに海
面の等温線図、あるいは海流のパターンを示す海況図が
作られる。これらの図面にさらに漁船からの報告などに
より得られた漁業の位置情報を加えたものが、ファクシ
ミリにより漁船に送られる。漁船はこれを受信し、乗組
員はこの図を漁場探知に利用する。このシステムにおけ
る受信画像の歪補正では、衛星の軌道、姿勢データと地
球の形状モデルから観測画像の各画素と地表点とを対応
づける幾何学モデルを作り、これを用いて補正画像の各
画素と未補正観測画像上の点との間の写像すなわち歪補
正係数を作り、これを用いて補正画像の各画素について
対応する観測画像上の画像強度を求めることにより補正
画像を得る。この時、衛星の軌道、姿勢データに含まれ
る誤差が歪補正精度の低下の原因となる。これに対しこ
のシステムでは陸地を含む大範囲の地域の画像を受信で
きるので、観測画像中の、地表での緯・経度が正確に知
られている標準点（Ｇ ＣＰ ： ＧｒｏｕｎｄＣｏｎ
ｔｒｏｌ Ｐｏ１ｎｔと呼ぶ）の画像中の位置情報を用
いみて、衛星の軌道・姿勢を高精度に推定し、歪補正の
精度を高める処理が通常行なわれる。
る「漁業リモートセンシング画像処理システムの開発」
と題する論文に例が示されている方法である。中央の衛
星地上局では衛星から受信した画像に対し、画像に含ま
れる形状および濃淡の歪を取除く処理を行ない補正画像
を得る。赤外センサデータから得た補正画像の各点の濃
度からあらかじめ用意した回帰式を用いて対応する海面
の地点の海水温度の推定値を求める。これからさらに海
面の等温線図、あるいは海流のパターンを示す海況図が
作られる。これらの図面にさらに漁船からの報告などに
より得られた漁業の位置情報を加えたものが、ファクシ
ミリにより漁船に送られる。漁船はこれを受信し、乗組
員はこの図を漁場探知に利用する。このシステムにおけ
る受信画像の歪補正では、衛星の軌道、姿勢データと地
球の形状モデルから観測画像の各画素と地表点とを対応
づける幾何学モデルを作り、これを用いて補正画像の各
画素と未補正観測画像上の点との間の写像すなわち歪補
正係数を作り、これを用いて補正画像の各画素について
対応する観測画像上の画像強度を求めることにより補正
画像を得る。この時、衛星の軌道、姿勢データに含まれ
る誤差が歪補正精度の低下の原因となる。これに対しこ
のシステムでは陸地を含む大範囲の地域の画像を受信で
きるので、観測画像中の、地表での緯・経度が正確に知
られている標準点（Ｇ ＣＰ ： ＧｒｏｕｎｄＣｏｎ
ｔｒｏｌ Ｐｏ１ｎｔと呼ぶ）の画像中の位置情報を用
いみて、衛星の軌道・姿勢を高精度に推定し、歪補正の
精度を高める処理が通常行なわれる。
その第２は、航水研ノート、空と海、第６−ｊｊ。
１９８３における北野による「水産に対応できるＡＰＴ
受画装置」と題する論文に例が示されている方法である
。これは船舶等に搭載されるシステムで。
受画装置」と題する論文に例が示されている方法である
。これは船舶等に搭載されるシステムで。
衛星から送られる画像データをアンテナで直接受信し、
歪補正処理、温度への変換処理を施したのち得られる画
像を表示装置に表示するものである。
歪補正処理、温度への変換処理を施したのち得られる画
像を表示装置に表示するものである。
処理の内容は上記第１の従来技術と同様であるが、処理
の簡略化のため、歪補正のための幾何学モデルを単純化
するのが一般的である。またＧＣＰを用いた高精度補正
は通常行なわれない。
の簡略化のため、歪補正のための幾何学モデルを単純化
するのが一般的である。またＧＣＰを用いた高精度補正
は通常行なわれない。
さて衛星画像を漁船等で利用する目的には、（１）情報
が早く得られること、（２）情報の精度が高いこと、（
３）情報量が多いことが望ましい、これらの点から従来
技術を見ると次のような問題点がある。第１の従来技術
では、上記要件のうち（２）はＧＣＰを用いた精密補正
処理により達成できるが、中央地上局の集中処理で広範
囲の地域のデータを一括処理するため処理時間を要しく
１）は満足されない、また処理結果は海面温度図、海況
図。
が早く得られること、（２）情報の精度が高いこと、（
３）情報量が多いことが望ましい、これらの点から従来
技術を見ると次のような問題点がある。第１の従来技術
では、上記要件のうち（２）はＧＣＰを用いた精密補正
処理により達成できるが、中央地上局の集中処理で広範
囲の地域のデータを一括処理するため処理時間を要しく
１）は満足されない、また処理結果は海面温度図、海況
図。
漁業図等の線および文字、記号による図面としてファク
シミリで漁船に送られる。これは無線伝送の負荷を軽減
するためであるが、補正画像の持つ情報の一部が失なわ
れ（３）は満足されない、第２の従来技術では衛星から
の画像を直接受信するので、（１）と（３）は満足され
る。しかしＧＣＰを用いた高精度補正を行なわな＆１’
Ｆ’で（２）は満足さ紅ない、ＧＣＰ処理は、漁□船の
゛自己位置を中心とした関心のたる小領域画像を受□信
した場合にＧＣＰがないことが多い、また゛ＧＣＰ処理
のために陸地を含む広範囲の画像を受信するのは装置規
膜が増大°するという問題があり、漁船搭載システムに
は好ましくない０以上のと・と〈従来技術では３つの要
件を同時に満足することは困難であった。
シミリで漁船に送られる。これは無線伝送の負荷を軽減
するためであるが、補正画像の持つ情報の一部が失なわ
れ（３）は満足されない、第２の従来技術では衛星から
の画像を直接受信するので、（１）と（３）は満足され
る。しかしＧＣＰを用いた高精度補正を行なわな＆１’
Ｆ’で（２）は満足さ紅ない、ＧＣＰ処理は、漁□船の
゛自己位置を中心とした関心のたる小領域画像を受□信
した場合にＧＣＰがないことが多い、また゛ＧＣＰ処理
のために陸地を含む広範囲の画像を受信するのは装置規
膜が増大°するという問題があり、漁船搭載システムに
は好ましくない０以上のと・と〈従来技術では３つの要
件を同時に満足することは困難であった。
□本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決するた
め、船舶に搭載あるいは地上設置の受信局で、衛゛星゛
から受信した画像中に含まれる形状歪を、簡易かつ高精
度に補正する手段を提供することにある。
□〔発明の概要〕 上□記目的を達成するため本発明では、船舶に搭載ある
いは地上設置の複数の端末受信局の他に。
め、船舶に搭載あるいは地上設置の受信局で、衛゛星゛
から受信した画像中に含まれる形状歪を、簡易かつ高精
度に補正する手段を提供することにある。
□〔発明の概要〕 上□記目的を達成するため本発明では、船舶に搭載ある
いは地上設置の複数の端末受信局の他に。
一つの中央受信局を設置し、中央受信局で精密な処理を
行ない作成した歪補正係数を一条受信局へ送信し、各端
末受信局では該歪補正係数を用いて受信画像の歪補正処
理を行なう点に特徴がある。
行ない作成した歪補正係数を一条受信局へ送信し、各端
末受信局では該歪補正係数を用いて受信画像の歪補正処
理を行なう点に特徴がある。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図を用いて説明
する。第１図は本′発−の全体構成を示す図である。
Ｎ０ＡＡ等の地球観測衛星１による観測画像はディジタ
ルデータとして電波により地上に送られる。中央受信局
２および一つ以上の端末受信局３ではこの電波を受信す
る。中央受信局２は受□信した電波をアンテナ４．受信
機５を介して受信する。この受信した画像から処理装置
！６は後述する処理により歪補正係数を作成する。この
歪補正係数は送信機７．アンテナ′８を介して各端末受
信局３へ送られる。
する。第１図は本′発−の全体構成を示す図である。
Ｎ０ＡＡ等の地球観測衛星１による観測画像はディジタ
ルデータとして電波により地上に送られる。中央受信局
２および一つ以上の端末受信局３ではこの電波を受信す
る。中央受信局２は受□信した電波をアンテナ４．受信
機５を介して受信する。この受信した画像から処理装置
！６は後述する処理により歪補正係数を作成する。この
歪補正係数は送信機７．アンテナ′８を介して各端末受
信局３へ送られる。
ここで歪補足係数とその作成方法について説明する。第
２図において画像２０は未補正の観測両像を、画撫２１
は所望の補正画像を示す、それぞれの座標系をＣｕｅ
ｐ）ｐｃｘｅ ｙ）とする、いま補正画像の任意の１点
２２の座標を（ｘｅｙ）とするとき、対応する未補正両
像の点２３の座標（Ｑｔ ｐ）を示す写像２４を歪モデ
ルと呼ぶ。歪モデルを数式で表わすと一般に、 となる。ここにｆ、、！、は関数を示す、この関数形は
、観測画像の各点について、衛星の軌道、姿勢データ、
センサのモデル、地球の形状モデル等より立体幾何学計
算を行なうことにより求まる。
２図において画像２０は未補正の観測両像を、画撫２１
は所望の補正画像を示す、それぞれの座標系をＣｕｅ
ｐ）ｐｃｘｅ ｙ）とする、いま補正画像の任意の１点
２２の座標を（ｘｅｙ）とするとき、対応する未補正両
像の点２３の座標（Ｑｔ ｐ）を示す写像２４を歪モデ
ルと呼ぶ。歪モデルを数式で表わすと一般に、 となる。ここにｆ、、！、は関数を示す、この関数形は
、観測画像の各点について、衛星の軌道、姿勢データ、
センサのモデル、地球の形状モデル等より立体幾何学計
算を行なうことにより求まる。
詳細は例えば前出の文献２本間ほか、「漁業リモートセ
ンシングシステムの開発」日立評論５８年４月号を参照
されたい、さらに、通常衛星の軌道。
ンシングシステムの開発」日立評論５８年４月号を参照
されたい、さらに、通常衛星の軌道。
姿勢データには誤差が含まれるので、これにより歪モデ
ルの誤差を低減する目的で、観測画像中の、地表におけ
る位置が正確に知られているＧＣＰを用いて、軌道、姿
勢をより精度よく推定し、歪モデルを作成する方法がと
られる。また（１）式の関数は、補正画像を複数の部分
領域（ブロック）に分けた上で、各ブロック毎に多項式
近似するのが一般的である１例えば次の暗線形関数を用
いる。
ルの誤差を低減する目的で、観測画像中の、地表におけ
る位置が正確に知られているＧＣＰを用いて、軌道、姿
勢をより精度よく推定し、歪モデルを作成する方法がと
られる。また（１）式の関数は、補正画像を複数の部分
領域（ブロック）に分けた上で、各ブロック毎に多項式
近似するのが一般的である１例えば次の暗線形関数を用
いる。
このときこの多項式の係数ａＯＴ・・・ｔｂ３を歪補正
係数と呼ぶ。
係数と呼ぶ。
一方端末受信局３では衛星１から送られて来る画像デー
タをアンテナ１２．受信機１３を介して受信し受信画像
バッファ１５に蓄える。ここでＮ０ＡＡ衛星の場合、受
信できる画像の寸法は、地表で軌道方向（はぼ南北）に
約４０００ ｋ ｍ、軌道直交方向（はぼ東西）に約２
０００ ｋ ｍという広い範囲に及ぶ、これをすべてバ
ッファ１５に蓄えてもよいが１通常各船舶で必要な範囲
は小さいので１次のようにしてバッファ１５の容量を削
減することができる。衛星の軌道情報１８は一般にテレ
ックス等の手段により得られる。受信領域算出袋［１９
は、この軌道情報１８と、外部から与えられる関心領域
指定データ１４とから、受信してバッファ１５に蓄える
べき観測画像の領域を決定し受信機１３に伝える。装置
１９の処理の原理を第３図により説明する。軌道情報１
８から、受信する衛星の軌道の直下点の軌跡３０及び走
査型センサの観測範囲の境界線３１．３２が求まる。ま
た関心領域指定データ１４として図の領域３４に対応す
る中心点３３の座標（Ｘ ｏ ｅ ７ ｏ ）と領域の
寸法Ｊ ｘ ＋Ａｙが与えられるとする。このとき上記
軌道の軌跡３０から、受信を開始すべき走査線３５に対
応する時刻ｔユと受信を終了すべき走査線３６に対応す
る時刻ｔ１が求まる。また各走査線上でデータのバッフ
ァへの格納を開始すべき時刻Ｊｔｔ と格納を終了すべ
き時刻Δｔ、とが求まる。こうして求まったｊｙ ｊａ
ｙ Ａｔｘｖ Ａｔｚは受信機１３に送られ、受信機に
よる選択的受信に利用される。
タをアンテナ１２．受信機１３を介して受信し受信画像
バッファ１５に蓄える。ここでＮ０ＡＡ衛星の場合、受
信できる画像の寸法は、地表で軌道方向（はぼ南北）に
約４０００ ｋ ｍ、軌道直交方向（はぼ東西）に約２
０００ ｋ ｍという広い範囲に及ぶ、これをすべてバ
ッファ１５に蓄えてもよいが１通常各船舶で必要な範囲
は小さいので１次のようにしてバッファ１５の容量を削
減することができる。衛星の軌道情報１８は一般にテレ
ックス等の手段により得られる。受信領域算出袋［１９
は、この軌道情報１８と、外部から与えられる関心領域
指定データ１４とから、受信してバッファ１５に蓄える
べき観測画像の領域を決定し受信機１３に伝える。装置
１９の処理の原理を第３図により説明する。軌道情報１
８から、受信する衛星の軌道の直下点の軌跡３０及び走
査型センサの観測範囲の境界線３１．３２が求まる。ま
た関心領域指定データ１４として図の領域３４に対応す
る中心点３３の座標（Ｘ ｏ ｅ ７ ｏ ）と領域の
寸法Ｊ ｘ ＋Ａｙが与えられるとする。このとき上記
軌道の軌跡３０から、受信を開始すべき走査線３５に対
応する時刻ｔユと受信を終了すべき走査線３６に対応す
る時刻ｔ１が求まる。また各走査線上でデータのバッフ
ァへの格納を開始すべき時刻Ｊｔｔ と格納を終了すべ
き時刻Δｔ、とが求まる。こうして求まったｊｙ ｊａ
ｙ Ａｔｘｖ Ａｔｚは受信機１３に送られ、受信機に
よる選択的受信に利用される。
さて前述の方法で中央受信局２により作成された歪補正
係数は各端末受信局３へ送られる。端末受信局ではアン
テナ９．受信機１ｏを介してこれを受信し、歪補正係数
バッファ１１に蓄える。この係数が得られた時点で、す
でにバッファ１５に蓄えられた観測画像に対し歪補正処
理が可能となる。
係数は各端末受信局３へ送られる。端末受信局ではアン
テナ９．受信機１ｏを介してこれを受信し、歪補正係数
バッファ１１に蓄える。この係数が得られた時点で、す
でにバッファ１５に蓄えられた観測画像に対し歪補正処
理が可能となる。
第４図は歪補正処理を行なう処理装置１６の構成図であ
る。装置１６はりサンプリング装置４０゜補正画像バラ
フッ４１２強調処理装置４２から成る。リサンプリング
装置４０は関心領域指定データ１４で定められる補正画
像の各点について次の処理を行なう、すなわちバッファ
１１に蓄えられた係数を用いて、（１）、（２）式に従
い対応する未補正画像の座標（Ｑ、ｐ）を求める。この
とき（Ｑ、ｐ）は一般に観測画像の各点に対応する整数
値をとらず、この座標に対応する観測画像強度は、補間
により求める必要がある。いま（ａ、ｐ）の周囲の観測
画像の各点の座標を（ｉｔ ｊ）とするとき、次の補間
式により（Ｑ、Ｐ）における強度を求める。
る。装置１６はりサンプリング装置４０゜補正画像バラ
フッ４１２強調処理装置４２から成る。リサンプリング
装置４０は関心領域指定データ１４で定められる補正画
像の各点について次の処理を行なう、すなわちバッファ
１１に蓄えられた係数を用いて、（１）、（２）式に従
い対応する未補正画像の座標（Ｑ、ｐ）を求める。この
とき（Ｑ、ｐ）は一般に観測画像の各点に対応する整数
値をとらず、この座標に対応する観測画像強度は、補間
により求める必要がある。いま（ａ、ｐ）の周囲の観測
画像の各点の座標を（ｉｔ ｊ）とするとき、次の補間
式により（Ｑ、Ｐ）における強度を求める。
ここにＷは既知の重み関数である。（ｉ、ｊ）としては
（Ωｅ ｐ）の周囲４点ないし１６点をとればよい、こ
の補間処理すなわちリサンプリング処理を補正画像の各
点について行なった結果得られる補正画像をバッファ４
１に出力する６強調処理装置４２は、補正画像を表示装
置１７に表示する際、濃淡の変換、疑似カラー等の強調
を行なうものである。
（Ωｅ ｐ）の周囲４点ないし１６点をとればよい、こ
の補間処理すなわちリサンプリング処理を補正画像の各
点について行なった結果得られる補正画像をバッファ４
１に出力する６強調処理装置４２は、補正画像を表示装
置１７に表示する際、濃淡の変換、疑似カラー等の強調
を行なうものである。
以上のごとく本実施例によれば、センタ受信局で高精度
に作成した歪補正係数を利用するので、任意の場所にお
ける端末受信局での補正精度を高められるという効果が
ある。
に作成した歪補正係数を利用するので、任意の場所にお
ける端末受信局での補正精度を高められるという効果が
ある。
本発明によれば、中央地上局で高精度に歪補正係数を作
用し、これを各端末地上局に送って歪補正に利用できる
ので、端末地上局の処理を簡易化しかつ補正精度を高め
る効果がある。
用し、これを各端末地上局に送って歪補正に利用できる
ので、端末地上局の処理を簡易化しかつ補正精度を高め
る効果がある。
第１図は本発明による衛星画像の補正方式の全体構成図
、第２図は歪補正係数を説明するための図、第３図は受
信領域算出の原理を説明するための図、第４図は本発明
の端末地上局における処理装置の構成図である。 １・・・地球観測衛星、２・・・中央受信局、３・・・
端末受信局、２０・・・未補正画像、２１・・・補正画
像６第を図 第 Ｚ 図
、第２図は歪補正係数を説明するための図、第３図は受
信領域算出の原理を説明するための図、第４図は本発明
の端末地上局における処理装置の構成図である。 １・・・地球観測衛星、２・・・中央受信局、３・・・
端末受信局、２０・・・未補正画像、２１・・・補正画
像６第を図 第 Ｚ 図
Claims (1)
- 地球観測衛星と１つの中央受信局と１つ以上の端末受信
局とより成る地球観測システムにおいて、中央受信局で
作成した歪補正係数を端末受信局へ送信し、端末受信局
で上記受信した係数を用いて受信画像の歪補正処理を行
なうことを特徴とする衛星画像の補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60032639A JPS61193268A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 衛星画像の補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60032639A JPS61193268A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 衛星画像の補正方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193268A true JPS61193268A (ja) | 1986-08-27 |
Family
ID=12364419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60032639A Pending JPS61193268A (ja) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | 衛星画像の補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61193268A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261480A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | Hitachi Ltd | 衛星画像撮影装置および衛星画像補正方法 |
| JPH04109042U (ja) * | 1991-03-08 | 1992-09-21 | 株式会社オーナーばり | 包装用袋 |
| US7878375B2 (en) | 2006-07-11 | 2011-02-01 | Koganei Corporation | Chemical liquid supply device |
| EP2016531A4 (en) * | 2006-05-01 | 2011-12-21 | Univ Corp Atmospheric Res | OPTICAL APPARATUS FOR CORRECTING THE PICTURE MATERIAL OF GEOSTANTEED SATELLITES FOR POOR CERTAIN EFFECTS |
-
1985
- 1985-02-22 JP JP60032639A patent/JPS61193268A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63261480A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-28 | Hitachi Ltd | 衛星画像撮影装置および衛星画像補正方法 |
| JPH04109042U (ja) * | 1991-03-08 | 1992-09-21 | 株式会社オーナーばり | 包装用袋 |
| EP2016531A4 (en) * | 2006-05-01 | 2011-12-21 | Univ Corp Atmospheric Res | OPTICAL APPARATUS FOR CORRECTING THE PICTURE MATERIAL OF GEOSTANTEED SATELLITES FOR POOR CERTAIN EFFECTS |
| EP3196806A1 (en) * | 2006-05-01 | 2017-07-26 | University Corporation for Atmospheric Research | Optical device for correcting geostationary satellite imagery for earth curvature effects |
| US7878375B2 (en) | 2006-07-11 | 2011-02-01 | Koganei Corporation | Chemical liquid supply device |
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