JP2000322562A - 画像処理方法及び画像合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数枚の地域画像を合成する際にノイズ成分
を簡易に除去することができる画像合成装置を提供す
る。本発明の他の課題 【解決手段】 画像処理部１４において、同一地域を撮
影して得たｍ（ｍは２以上の自然数）枚の地域画像から
検出された画素毎の最大濃度値に基づいて１枚の最大濃
度値画像を作成する。また、各地域画像の画素毎にそれ
ぞれ最大濃度値画像からの濃度値の偏差を算出し、算出
した偏差濃度値の画素から成るｍ枚の偏差濃度値画像を
作成する。撮影時期に応じた温度に基づく画素濃度の閾
値と偏差濃度値の絶対値とを比較し、絶対値よりも低い
偏差濃度値の画素を合成対象画素として平均化するとと
もに、最大濃度値から平均値を差し引いた値をその画素
の代表濃度値として１枚の地域画像を合成する。閾値よ
りも高い偏差濃度値の画素については、合成対象から外
すことで、ノイズ成分の除去を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リモートセンシン
グを利用した画像処理技術に係り、より詳しくは、人工
衛星などで撮影された複数の衛星画像から特定領域の合
成画像を作成するための画像処理方法及び画像合成装置
に関する。

【０００２】

【発明の背景】人工衛星をリモートセンシングして撮影
した同一地域を撮影した複数の衛星画像を合成した合成
画像が多方面で利用されている。例えば、日本近海の海
況図を定期的に作成し、これを「衛星利用水産海洋情
報」として利用することも良く行われれている。しか
し、衛星画像に雲画像が存在するとその雲の下の状況を
画像から正しく判断することができない。そこで、従来
より、画像を合成する前に、雲の影響を除去するための
雲除去処理が行われている。

【０００３】従来の雲除去処理は、複数枚の衛星画像の
各々に対して画素濃度値に基づく画像処理、例えば１枚
の衛星画像中の雲成分の画素濃度値と他の領域の画素濃
度値とを比較することにより、あるいは所定の閾値とを
比較することにより、雲画像を推定し、推定した雲画像
の濃度値を下げることを内容とする。合成画像が正しく
当該地域の様子を表現できるかどうかは、この雲除去処
理の精度にかかっている。

【０００４】このように、従来は、雲域除去処理を１枚
々の衛星画像に対して行い、この雲除去処理後に画像合
成を行っていたため、画像合成の処理が重くなるばかり
でなく、合成時に、雲域除去処理による陸域周辺のデー
タの欠損が生じるおそれがあるという問題があった。こ
のような問題は、衛星画像のみならず、同一地域を撮影
して得た航空写真その他の地域画像を複数枚合成する際
に、雲等のノイズ成分が生じる可能性のある合成画像を
生成する場合において共通に生じる。

【０００５】そこで本発明は、複数枚の地域画像を合成
する際にノイズ成分を簡易に除去することができる画像
処理方法を提供することを主たる課題とする。本発明の
他の課題は、この画像処理方法を応用して正確な合成画
像を得ることができる簡易構成の画像合成装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の画像処理方法は、同一地域を撮影して得たｍ（ｍは
２以上の自然数）枚の地域画像を入力する過程と、入力
されたｍ枚の地域画像から画素毎にその最大濃度値を検
出し、検出した最大濃度値から成る１枚の最大濃度値画
像を作成する過程と、入力された各地域画像の画素毎
に、それぞれ最大濃度値画像からの濃度値の偏差を算出
し、算出した偏差濃度値の画素から成るｍ枚の偏差濃度
値画像を作成する過程と、撮影時期に応じた温度に基づ
く画素濃度の閾値と偏差濃度値の絶対値とを比較し、前
記絶対値よりも低い偏差濃度値の画素を合成対象画素と
して平均化する過程と、前記最大濃度値から前記平均値
を差し引いた値をその画素の代表濃度値として１枚の地
域画像を合成する過程とを含み、閾値よりも高い偏差濃
度値の画素の除去と画像合成とを一体の処理で行うこと
を特徴とする方法である。

【０００７】ｍ枚の地域画像は、それぞれ同一地域をそ
の上空から異なる時期に撮影して得た、ノイズ画像、例
えば雲画像を含む可能性のある画像であり、前記閾値よ
りも高い偏差濃度値の画素をノイズ画像とみなして前記
合成対象画素から外すことにより合成画像から雲画像を
除去する。

【０００８】海域の状況を表す合成画像を作成する場合
は、陸域海域を識別するための参照画像と、海域毎及び
陸域毎の時期別最低温度及び最高温度に基づく画素濃度
の閾値とを用意しておき、前記参照画像と比較すること
により各偏差濃度値画像の領域を陸域と海域のいずれか
に分類し、分類した領域毎に前記閾値との偏差の絶対値
とを比較するようにする。

【０００９】上記他の課題を解決する本発明の画像合成
装置は、同一地域を撮影して得たｍ枚の地域画像を入力
する画像入力手段と、入力された各地域画像の画素濃度
値を検出する濃度値検出手段と、検出した画素濃度値か
ら各地域画像の画素毎の代表濃度値を決定し、決定した
代表濃度値をもとに前記合成画像を作成する画像処理手
段とを有し、この画像処理手段が、各地域画像から検出
された画素毎の最大濃度値をもとに１枚の最大濃度値画
像を作成し、各地域画像の画素毎にそれぞれ前記最大濃
度値画像からの濃度値の偏差を算出し、算出した偏差濃
度値の画素から成るｍ枚の偏差濃度値画像を作成すると
ともに、撮影時期に応じた温度に基づく画素濃度の閾値
と前記偏差濃度値の絶対値とを比較し、前記絶対値より
も低い偏差濃度値の画素を合成対象画素として平均化
し、さらに、前記最大濃度値から前記平均値を差し引い
た値をその画素の代表濃度値として１枚の地域画像を合
成するように構成されているものである。

【００１０】好ましい実施の形態としては、陸域海域を
識別するための参照画像を保持する参照画像保持手段
と、海域毎及び陸域毎の時期別最低温度及び最高温度に
基づく画素濃度の閾値保持する閾値保持手段とをさらに
備えて画像合成装置を構成する。この場合、画像処理手
段は、参照画像と比較することにより各偏差濃度値画像
の領域を陸域と海域のいずれかに分類し、分類した領域
毎に前記閾値との偏差の絶対値とを比較するように構成
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、リモートセンシングにより
同一地域を撮影して得た複数枚の衛星画像から１枚の合
成画像を作成する画像合成装置の実施の形態を、図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は、本実施形態による画像合成装置の
構成図である。この画像合成装置１はバッファメモリ１
２を有するコンピュータによって実現されるもので、そ
のコンピュータのＣＰＵが図示しない記憶装置あるいは
記録媒体から所定のプログラムコードを読みとって実行
することにより形成される画像入力部１１、濃度値検出
部１３、画像処理部１４、参照画像管理部１５、閾値管
理部１６、画像出力部１７の機能ブロックを備えて構成
される。

【００１３】画像入力部１１は、同一地域を撮影して得
たｍ（ｍは２以上の自然数）枚の地域画像を入力してバ
ッファメモリ１２に蓄積するものであり、濃度値検出部
１３は、バッファメモリ１２に蓄積されている各地域画
像の画素濃度値を検出するものである。

【００１４】画像処理部１４は、検出した画素濃度値か
ら各地域画像の画素毎の代表濃度値を決定し、決定した
代表濃度値をもとに合成画像を作成する処理を行いうも
のである。この処理の詳細については、後述する。

【００１５】参照画像管理部１５は、陸域海域を識別す
るための参照画像を地域毎に保持するものである。この
参照画像は、画素毎にその領域が海域か陸域かを表す固
有の領域判別用画像である。閾値管理部１６は、海域毎
及び陸域毎の時期別、例えば月別の最低温度及び最高温
度に基づく画素濃度の閾値をファイル化して管理するも
のである。これらの閾値は予め実測された値に基づくも
のである。画像出力部１７は、画像処理部１４で作成さ
れた合成画像を外部に出力するものである。

【００１６】次に、上記のように構成される画像合成装
置１において実行される画像処理方法について説明す
る。ここでは、図２（ａ）〜（ｅ）に示される地域画
像、すなわち異なる時期に同一場所及び視野で日本全域
をその上空から撮影した５枚の衛星画像２０を合成する
場合の例を挙げる。図２各図において、参照符号２１は
陸域、２２は海域、２３は雲域である。

【００１７】図３は、この画像処理方法の手順説明図で
ある。まず、画像入力部１１を通じて上記５枚の衛星画
像２０を入力し、これをバッファメモリ１２に蓄積する
（ステップＳ１０１）。

【００１８】濃度値検出部部１３は、バッファメモリ１
２内のすべての衛星画像からそれぞれ画素の濃度値を検
出し、これを画像処理部１４に入力する。画像処理部１
４では、検出した各画素の濃度値をもとに同一地点（画
素）における最大濃度値を検出するとともに、検出した
最大濃度値で構成される１枚の最大濃度値画像を作成す
る（ステップＳ１０２）。画素毎の最大濃度値を検出す
るのは、各衛星画像に含まれている雲などのノイズ画像
を可能な限り取り除くためである。なお、最大濃度値の
検出を濃度値検出部１３で行い、その結果のみを画像処
理部１４に入力するようにしても良い。

【００１９】画像処理部１４は、また、各衛星画像から
画素毎に最大濃度値画像からの濃度値の偏差を算出し、
算出した偏差の濃度値で構成される５枚の偏差濃度値画
像を作成する（ステップＳ１０３）。さらに、これらの
衛星画像から陸域と海域の領域判別を行う（ステップＳ
１０４）。領域判別は、参照画像管理部１５で管理され
ている参照画像と比較することにより行う。また、この
判別結果に基づいて、閾値管理部１６における閾値、す
なわち衛星画像２０が撮影された時期の最低温度、最高
温度に基づく陸域別、海域別の閾値を決定する（ステッ
プＳ１０５）。

【００２０】その後、決定した閾値と各衛星画像２０の
偏差濃度値の絶対値とを比較する。絶対値よりも高い偏
差濃度値の画素については、これを雲画像の画素とみな
して合成対象画素から外し、一方、閾値よりも低い偏差
濃度値の画素については、これを合成対象画素として他
の衛星画像のものと平均化する。そして、最大濃度値か
ら平均値を差し引いた値をその画素の代表濃度値とし、
この代表濃度値で構成される１枚の地域画像を作成する
（ステップＳ１０６）。

【００２１】図４は、以上の処理により得られる合成画
像３０の一例を示した図である。閾値未満の部分は平均
化されて合成されるので、薄い雲画像３３は一部残存す
るが、明らかに雲とわかる画像、つまり閾値を越えるノ
イズ画像は完全に除去されており、従来手法により得ら
れる合成画像よりも自然な画像となる。

【００２２】このように、本発明の手法は、画像合成処
理自体に雲域除去処理が一体化されているので、従来の
ような画像合成処理前の雲域除去処理を必要としない。
そのため、画像処理の負荷が従来よりも軽減され、ま
た、雲除去処理による陸域周辺のデータの欠損も回避で
きるようになる。本実施形態では、便宜上、５枚の衛星
画像２０を合成する場合を例に挙げたが、実際には合成
対象となる画像が多数枚となるので、その効果の有効性
は容易に推察できるであろう。特に、雲その他のノイズ
成分が多く含まれ、しかもデータサイズの大きなリモー
トセンシングによる衛星画像では、顕著な利点となる。

【００２３】本実施形態の画像合成装置１は、定期的に
海況図を作成する用途等に広く活用することができる。
本実施形態は以上のとおりであるが、本発明は、リモー
トセンシングによらない衛星画像、航空写真においても
同様に適用が可能なものである。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数枚の地域画像を合成する際にノイズ成分
を簡易に除去することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像合成装置の機能構成図。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、合成対象となる衛星画像の
一例を示した図。

【図３】本実施形態による画像処理方法の手順説明図。

【図４】本実施形態により作成される合成画像の説明
図。

【符号の説明】

１ 画像合成装置 １１ 画像入力部 １２ バッファメモリ １３ 濃度値検出部 １４ 画像処理部 １５ 参照画像管理部 １６ 閾値管理部 １７ 画像出力部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一地域を撮影して得たｍ（ｍは２以上
   の自然数）枚の地域画像を入力する過程と、 入力されたｍ枚の地域画像から画素毎にその最大濃度値
   を検出し、検出した最大濃度値から成る１枚の最大濃度
   値画像を作成する過程と、 入力された各地域画像の画素毎に、それぞれ前記最大濃
   度値画像からの濃度値の偏差を算出し、算出した偏差濃
   度値の画素から成るｍ枚の偏差濃度値画像を作成する過
   程と、 撮影時期に応じた温度に基づく画素濃度の閾値と前記偏
   差濃度値の絶対値とを比較し、前記絶対値よりも低い偏
   差濃度値の画素を合成対象画素として平均化する過程
   と、 前記最大濃度値から前記平均値を差し引いた値をその画
   素の代表濃度値として１枚の地域画像を合成する過程と
   を含み、前記閾値よりも高い偏差濃度値の画素の除去と
   画像合成とを一体の処理で行うことを特徴とする、画像
   処理方法。
2. 【請求項２】 前記ｍ枚の地域画像は、それぞれ同一地
   域をその上空から異なる時期に撮影して得た、ノイズ画
   像を含む可能性のある画像であり、前記閾値よりも高い
   偏差濃度値の画素をノイズ画像とみなして前記合成対象
   画素から外すことにより合成画像から雲画像を除去する
   ことを特徴とする、 請求項１記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 陸域海域を参照するための参照画像と、
   海域毎及び陸域毎の時期別最低温度及び最高温度に基づ
   く画素濃度の閾値とを用意しておき、 前記参照画像と比較することにより各偏差濃度値画像の
   領域を陸域と海域のいずれかに分類し、分類した領域毎
   に前記閾値との偏差の絶対値とを比較することを特徴と
   する、 請求項１又は２記載の画像処理方法。
4. 【請求項４】 前記地域画像がリモートセンシングによ
   り得られた衛星画像であることを特徴とする、 請求項１、２又は３記載の画像処理方法。
5. 【請求項５】 同一地域を撮影して得たｍ（ｍは２以上
   の自然数）枚の地域画像を入力する画像入力手段と、 入力された各地域画像の画素濃度値を検出する濃度値検
   出手段と、 検出した画素濃度値から各地域画像の画素毎の代表濃度
   値を決定し、決定した代表濃度値をもとに前記合成画像
   を作成する画像処理手段とを有し、 この画像処理手段は、 各地域画像から検出された画素毎の最大濃度値をもとに
   １枚の最大濃度値画像を作成し、各地域画像の画素毎に
   それぞれ前記最大濃度値画像からの濃度値の偏差を算出
   し、算出した偏差濃度値の画素から成るｍ枚の偏差濃度
   値画像を作成するとともに、撮影時期に応じた温度に基
   づく画素濃度の閾値と前記偏差濃度値の絶対値とを比較
   し、前記絶対値よりも低い偏差濃度値の画素を合成対象
   画素として平均化し、さらに、前記最大濃度値から前記
   平均値を差し引いた値をその画素の代表濃度値として１
   枚の地域画像を合成するように構成されていることを特
   徴とする、 画像合成装置。
6. 【請求項６】 陸域海域を識別するための参照画像を保
   持する参照画像保持手段と、 海域毎及び陸域毎の時期別最低温度及び最高温度に基づ
   く画素濃度の閾値保持する閾値保持手段とを有し、 前記画像処理手段は、前記参照画像と比較することによ
   り各偏差濃度値画像の領域を陸域と海域のいずれかに分
   類し、分類した領域毎に前記閾値との偏差の絶対値とを
   比較するように構成されていることを特徴とする、 請求項５記載の画像処理装置。