JP2009176163A - Section data creation system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the load and cost, when creating a farmland section map. <P>SOLUTION: Image data prepared beforehand is input, and edge data is extracted. Section data is obtained from the edge data. Section adjustment processing is performed and the section data is updated. Furthermore, part of section certainty degree data is acquired. Finally, the section data and the section certainty degree data are input, and section certainty degree determination processing is performed, for updating the section data and the section certainty degree data. In addition to the data in which graphical elements of the certainty degree are mainly input, colors and texture information are analyzed and detailed. By taking into consideration the arrangement in relation to surrounding sections, the form is partially corrected so that more natural data as a farmland map can be created. The section data and the section certainty data are the data targeted by this system, in which in addition to the simple and easy-to-use data of the farmland section, the value for self-determination as a guide, when checking them, is indicated as the certainty degree. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、区画データ作成システムに関し、特に、衛星や航空機等を用いて高度(上空)から地表を撮影した撮影画像を解析する画像解析システムを利用して、画像から道路、河川、畦道などの土地の境界線を抽出し、主に整地された農地区画等を解析してその地区の区画データを作成する土地区画データ作成システムに関する。   The present invention relates to a section data creation system, and in particular, using an image analysis system that analyzes a photographed image obtained by photographing a ground surface from an altitude (the sky) using a satellite, an aircraft, or the like. The present invention relates to a land parcel data creation system that extracts land boundaries and analyzes land plots that have been prepared mainly to create parcel data for those districts.

近年、衛星画像や航空写真等の利用が広まってきており、特に地図の作成や更新処理における広大な領域の探索作業を効率的に行うために盛んに利用されている。   In recent years, the use of satellite images, aerial photographs, and the like has become widespread, and in particular, it is actively used to efficiently search a large area in map creation and update processing.

衛星画像や航空写真を利用する際の利点は、従来のように現地で測量するコストを省けること、広い範囲のデータを一度に得ることができることである。さらに、撮影の更新頻度を上げることにより、常に新しいデータを用意することも可能となる。   The advantage of using satellite images and aerial photographs is that the cost of surveying in the field as in the past can be omitted, and a wide range of data can be obtained at one time. Furthermore, it is possible to always prepare new data by increasing the imaging update frequency.

衛星画像を用いて地図の作成や更新をする作業は、以前は、画像を目視することにより、地物や境界線を確認し、人手によりそれらを入力するという手法により行われていた。目視による地図作成作業は、作業者への負担が大きい上に、作業者の熟練度により作業の進み具合や結果の精度が大きな差がでるという問題点がある。現在では、安定した結果やコストの削減のため、コンピュータを利用して画像を解析する様々な手法が研究され、提案されてきている。   In the past, the work of creating and updating a map using satellite images has been performed by a method in which the features and boundary lines are confirmed by visually observing the images, and these are manually input. The map creation work by visual inspection has a problem that the burden on the worker is large and the progress of the work and the accuracy of the result vary greatly depending on the skill level of the worker. At present, various methods for analyzing images using a computer have been studied and proposed for stable results and cost reduction.

一般的に、画像の解析を行なう際には、画像から形や模様、境界線等の特徴を抽出する第1のフェイズと、第1のフェイズで取得した特徴を解析して必要な情報に加工する第2のフェイズとに分けられる。このような手法による画像の解析結果は、前半の第1のフェイズで抽出された特徴の種類と精度とに大きく影響される。このため、画像から特徴を適切に抽出することが重要である。   Generally, when analyzing an image, the first phase for extracting features such as shapes, patterns, and borders from the image, and the features acquired in the first phase are analyzed and processed into necessary information. To the second phase. The analysis result of the image by such a method is greatly influenced by the type and accuracy of the features extracted in the first phase of the first half. For this reason, it is important to appropriately extract features from the image.

衛星画像や航空写真から地図を作る際は、地表に見られる各種の境界線が特に重要な特徴となる。これらの境界線は、多くの場合、建物や道路、水域等のエッジ(輪郭線)に基づいて検出される。画像からエッジを抽出する方法に関しては、これまでにも多くの研究がなされており、実用的な種々の提案もなされている(例えば下記非特許文献1,2参照)。   When creating a map from satellite images or aerial photographs, the various boundary lines found on the surface of the earth are particularly important features. These boundary lines are often detected based on edges (contour lines) of buildings, roads, and water areas. Many studies have been made on methods for extracting edges from images, and various practical proposals have also been made (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2 below).

画像から道路や河川などの境界線を検出し、その境界線のつながりを解析して土地区画を自動的に抽出する手法の一例として、下記特許文献1では、まず地表を撮影した画像からエッジを抽出し、そのエッジ画像上の任意の1点から放射状に伸ばした直線とエッジとの交点を求め、複数の交点を連結させてできる多角形の区画領域を抽出する処理が提案されている。   As an example of a technique for detecting boundary lines such as roads and rivers from an image, analyzing the connection of the boundary lines, and automatically extracting land blocks, in Patent Document 1 below, an edge is first extracted from an image of the ground surface. There has been proposed a process of extracting polygonal areas formed by connecting a plurality of intersection points by extracting and obtaining intersection points between straight lines and edges extending radially from an arbitrary point on the edge image.

さらに、下記特許文献2では、特徴の異なるエッジを複数の段階に分けて抽出することで、農地内の畦道を正確に抽出し、農地区画データのようなこれまで作成が困難だったデータを容易に作成することができるシステムが提案されている。   Furthermore, in Patent Document 2 below, by extracting edges with different characteristics in multiple stages, it is possible to accurately extract the path in the farmland, and to easily create data that has been difficult to create, such as farm district image data. A system that can be created is proposed.

特開2003−256807号公報JP 2003-256807 A 特願2007−70891号Japanese Patent Application No. 2007-70891 J.Canny,「A Computational Approach to Edge Detection」IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,Vol.PAMI-8,No6,1986年11月J. Canny, `` A Computational Approach to Edge Detection '' IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol.PAMI-8, No6, November 1986 尾上守,「画像処理ハンドブック」,昭晃堂出版,1987年Mamoru Onoe, “Image Processing Handbook”, Shoshoku Shuppan, 1987

上記の研究等によって、衛星画像や航空写真からの自動認識技術を用いて地図の作成や更新をする作業を効率的に行なうことが出来るようになった。しかしながら、撮影条件の変化や画像に含まれるノイズ、また、認識したい地物のうち一般的な特徴に当てはまらないものがある等の原因により、自動認識の正答率を100%にすることは事実上不可能である。そのため、信頼性の高い地図を作成するためには、コンピュータによる自動認識で大部分を認識した後、目視によるチェックを行い、その後に必要な部分を補完及び修正する処理が必要となる。   As a result of the above research, it has become possible to efficiently create and update maps using automatic recognition technology from satellite images and aerial photographs. However, due to changes in shooting conditions, noise included in the image, and features that do not apply to general features among the features to be recognized, it is practical to set the correct answer rate for automatic recognition to 100%. Impossible. Therefore, in order to create a highly reliable map, it is necessary to perform a visual check after automatic recognition by a computer, and then complement and correct necessary portions.

この目視によるチェックは、コンピュータによる自動認識に比べてコストが高いため、その作業量をできるたけ少なくすることがコスト削減のための重要な要件となる。   Since this visual check is more expensive than automatic recognition by a computer, it is an important requirement for cost reduction to reduce the amount of work as much as possible.

従来の手法では、コンピュータによる自動認識は画像に対して可能な限り忠実な結果を出力し、その後に、目視のチェックと修正とが行なわれていた。しかしながら、実際に地図を利用する上で、データが簡潔な方が望ましい場合に、修正箇所が多くなってしまうという問題点があった。例えば、農地区画地図を作る場合においては、画像に忠実に認識結果を出そうとすると、エッジが完全に直線であるということは少なく、各区画は歪んだ形になったりすることも多いが、実際に地図として利用する際には、できるだけきれいに並んだ四角形であることが望ましいため、そこに修正作業が必要となることが多かった。   In the conventional method, automatic recognition by a computer outputs a result that is as faithful as possible to an image, and then visual check and correction are performed. However, when actually using a map, if it is desirable that the data is simple, there is a problem that the number of correction points increases. For example, when making a farm district map, if you try to give a recognition result faithfully to the image, the edges are rarely completely straight, and each section is often distorted, In actual use as a map, it is desirable that the rectangles are arranged as neatly as possible, so correction work is often required.

また、認識結果に自動的にチェックすべきところか否かの目安がなく、結局は、ほとんどのデータを目視チェックする必要があるという問題点もあった。このため、修正量に対してチェックのコストが大きく、また修正が必要な場所に気づくかどうかに関して、作業者の熟練度に大きく影響されることが多かった。   In addition, there is no indication of whether or not the recognition result should be automatically checked, and eventually there is a problem that most data must be visually checked. For this reason, the cost of the check is large with respect to the correction amount, and whether or not the location requiring correction is noticed is often greatly influenced by the skill level of the operator.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、衛星画像や航空写真画像などの地理画像から抽出された特徴を、実際の地図で利用しやすいように補正する際に、各特徴に対して認識精度の予測を行なうことにより、処理の負荷を低減し、コストを削減することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and when correcting a feature extracted from a geographic image such as a satellite image or an aerial photograph image so as to be easily used in an actual map, each feature is provided. The object is to reduce the processing load and the cost by predicting the recognition accuracy.

本発明は、前記の課題に対応するため、画像から特徴を抽出する段階でその特徴に「確信度」という値を設定し、その値として抽出したい特徴とどれだけ一致しているかを段階的に表す。さらに、農地区画データを作る場合にはそれを構成する各々の特徴の「確信度」から、その区画自身の「確信度」を算出し、目視でチェックする作業の時に、念入りにチェックする必要があるかどうかの目安として表示する。また、自動的に農地区画データを作る際に、画像データに忠実な結果ではなく、最終的に修正する必要が無いよう、四角形がきれいに並んでいる形を重視する。このとき、自動的な整形・修正の処理に確信度を利用することで、認識結果を出来るだけ歪めることなく、修正の手をいれなくてすむ結果を作る。   In order to deal with the above-mentioned problem, the present invention sets a value of “confidence” for the feature at the stage of extracting the feature from the image, and step by step how much it matches the feature to be extracted as the value. To express. Furthermore, when creating agricultural district image data, it is necessary to calculate the “confidence” of the section itself from the “confidence” of each feature that composes it, and to check it carefully when visually checking it. Display as an indication of whether or not there is. Also, when automatically creating agricultural district image data, the emphasis is not on the results faithful to the image data, but on the form in which the rectangles are neatly arranged so that there is no need for final correction. At this time, by using the certainty factor in the automatic shaping / correction process, the result of the correction can be made without distorting the recognition result as much as possible.

本発明の一観点によれば、高空から撮影して得られた地理画像データを解析し、区画データを作成する区画データ作成システムであって、前記地理画像データからエッジ情報を抽出するエッジ抽出処理部と、該エッジ抽出処理部で得られたエッジ情報に基づいて多角形を形成するエッジを区画として抽出する区画抽出処理部と、該区画抽出処理部で得られた各区画を地図として利用しやすい形状に整形する第1の区画整形処理部と、該区画整形処理部で得られた各区画の認識精度を区画確信度として評価する区画確信度判定処理部と、該区画確信度に基づいて、区画確信度を高くするように区画の整形する第2の区画整形処理部と、を有することを特徴とする区画データ作成システムが提供される。   According to one aspect of the present invention, there is a partition data creation system that analyzes geographic image data obtained by photographing from a high sky and creates partition data, and an edge extraction process that extracts edge information from the geographic image data A partition extraction processing unit that extracts, as a partition, an edge that forms a polygon based on edge information obtained by the edge extraction processing unit, and each partition obtained by the partition extraction processing unit is used as a map. A first zone shaping processor that shapes the zone into an easy shape, a zone confidence determination processing unit that evaluates the recognition accuracy of each zone obtained by the zone shaping processor as zone confidence, and the zone confidence And a second section shaping processing unit that shapes the section so as to increase the section certainty factor.

前記区画確信度は、区画の辺がエッジ画像に重なっている程度を基準とする境界線確信度と、対象区画(例えば農地)の平均的な色調と対象区画の色調との近さを基準とする色差分確信度と、画像内におけるエッジ量の少なさを基準とするテクスチャ確信度と、の少なくともいずれかに基づいて求めることが好ましい。   The partition confidence is based on the boundary line confidence based on the extent to which the side of the partition overlaps the edge image, and the closeness between the average color tone of the target partition (for example, farmland) and the color tone of the target partition. It is preferable to obtain it based on at least one of the color difference certainty to be performed and the texture certainty based on the small edge amount in the image.

隣接する区画データがある場合に、隣接する区画と現在チェックしている現在区画の確信度を比較し、隣接する区画の方が確信度が低い場合には、その区画データはそのまま用い、隣接する区画の確信度が高い場合には、前記現在区画の辺を前記隣接する区画の辺を延長したもの、又は、平行なものに置き換えて、置き換えた区画の確信度を算出することが好ましい。   When there is adjacent partition data, compare the confidence of the adjacent partition and the current checked current partition. If the confidence of the adjacent partition is lower, use that partition data as is When the certainty of the section is high, it is preferable to replace the side of the current section with an extension of the side of the adjacent section or a parallel one and calculate the certainty of the replaced section.

前記区画確信度を、前記区画データの各エントリに対して対応した形で保持し、そのうちの確信度の高い区画データにあわせた形で周囲の区画データを自然な形に修正するようにしても良い。置き換える区画の候補が複数ある場合は、複数あるそれぞれの区画の確信度を算出し、求めた確信度が元の確信度に比べてより高くなっているか否かを判定し、元よりも高くなっている場合には、置き換えた方の区画を元からあった区画のかわりに用いるようにしても良い。また、置き換える区画の候補が複数ある場合は、その中で最も高い確信度の区画に置き換えるようにしても良い。さらに確認・修正の目安としての確信度データも出力することが好ましい。   The partition certainty is held in a form corresponding to each entry of the partition data, and the surrounding partition data is corrected to a natural form in accordance with the partition data having high confidence. good. If there are multiple candidates for the replacement section, calculate the certainty factor for each of the plurality of sections and determine whether the calculated certainty factor is higher than the original confidence factor. In this case, the replaced section may be used instead of the original section. In addition, when there are a plurality of candidate replacement sections, it may be replaced with a section with the highest certainty among them. Further, it is preferable to output reliability data as a guide for confirmation / correction.

本発明は、下記の各ステップを実行する方法、各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム、該プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体であっても良い。   The present invention may be a method for executing the following steps, a program for causing a computer to execute the steps, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.

具体的には、衛星や航空機から農地地区の地表を撮影した画像を入力とし、道路や河川、畦道のエッジを抽出するエッジ抽出処理と、エッジ抽出処理で得られたデータから多角形を形成するエッジを区画として抽出する区画抽出処理部と、区画抽出処理部で得られた各区画を地図として利用しやすい形状に補正する区画整形処理部と、区画整形処理部で得られた各区画の認識精度を自己評価し、より自然に見えるデータに補正する区画確信度判定処理部を備え、撮影された地区の農地の区画データを高い精度で抽出し、さらに確認・修正の目安としての確信度データとともに出力する。   Specifically, an image obtained by photographing the ground surface of a farmland area from a satellite or an aircraft is used as an input, and a polygon is formed from edge extraction processing for extracting edges of roads, rivers, and roads, and data obtained by the edge extraction processing. A section extraction processing unit that extracts edges as sections, a section shaping processing section that corrects each section obtained by the section extraction processing section to a shape that can be easily used as a map, and recognition of each section obtained by the section shaping processing section It is equipped with a block confidence determination processing unit that self-evaluates the accuracy and corrects the data to look more natural, extracts the land data of the farmed area of the photographed area with high accuracy, and also provides confidence data as a guide for confirmation and correction Output together.

さらなる本発明の特徴は、以下の発明を実施する形態及び添付図面によって詳細を示す。   Further features of the present invention will be described in detail by the following embodiments and the accompanying drawings.

本発明の区画データ作成システムによれば、衛星画像や航空写真画像などの地理画像から農地区画地図を作る際に、確信度に基づいてこれを高めるように作成をおこなうため、目的に適した画像データを作成することが可能である。また、自動的に作成された出力結果が出力されるため、目視でチェック及び修正する作業量を効率よく行ない、作成コストを大幅に削減することが出来る。また、それらの作業の結果が、作業者の熟練度に影響されにくいという利点を得ることができる。   According to the section data creation system of the present invention, when creating an agricultural district map from a geographic image such as a satellite image or an aerial photograph image, creation is performed based on the certainty factor, so that an image suitable for the purpose is created. It is possible to create data. In addition, since the automatically created output result is output, the amount of work to be visually checked and corrected can be efficiently performed, and the creation cost can be greatly reduced. In addition, it is possible to obtain an advantage that the results of these operations are hardly affected by the skill level of the operator.

以下、本発明の一実施の形態による土地区画データ作成システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a land parcel data creation system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1〜図9までは、本実施の形態による土地区画データ作成システムを例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。   FIGS. 1-9 is a figure which illustrates the land parcel data creation system by this Embodiment, In these figures, the part which attached | subjected the same code | symbol represents the same thing, A basic structure and operation | movement are It shall be the same.

以下において説明する土地区画データ作成システムに関する実施の形態では、例えば衛星から農地地区の地表を撮影した画像を入力とし、各画像解析処理を経て、区画データとその修正に利用できる確信度データを求めること、これを出力すること、を目的としている。これらのデータを、農地の管理に必要な農地地図を作成する際に利用する。   In the embodiment related to the land parcel data creation system described below, for example, an image obtained by photographing a land surface of a farmland area from a satellite is input, and through each image analysis process, the parcel data and certainty data that can be used for the correction are obtained. It is intended to output this. These data are used when creating a farmland map necessary for farmland management.

<システム構成>
図1は、本実施の形態による土地区画データ作成システムの概略構成例を示す機能ブロック図である。図1に示すように、本実施の形態による土地区画データ作成システムは、入出力装置100と、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等からなる処理装置200と、メインメモリとして使用されるRAM(ランダムアクセスメモリ)及び磁気ディスク記憶装置等の補助記憶装置とを含む記憶装置300と、を備えている。
<System configuration>
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration example of a land parcel data creation system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the land parcel data creation system according to this embodiment includes an input / output device 100, a processing device 200 including a personal computer, a workstation, and the like, and a RAM (Random Access Memory) used as a main memory. And a storage device 300 including an auxiliary storage device such as a magnetic disk storage device.

入出力装置100は、キーボード及びマウス等のポインティングデバイスを含む入力装置101と、CRTディスプレイ装置等の表示装置102と、プリンタ等の出力装置103とを備えている。入力装置101は、ユーザによるコマンドの起動やパラメータの入力等に用いられる。表示装置102及びプリンタ等の出力装置103は、土地区画データ作成システムで扱われる画像や区画データをユーザに提示するために用いられる。   The input / output device 100 includes an input device 101 including a pointing device such as a keyboard and a mouse, a display device 102 such as a CRT display device, and an output device 103 such as a printer. The input device 101 is used for starting a command or inputting a parameter by a user. The display device 102 and an output device 103 such as a printer are used for presenting images and section data handled by the land section data creation system to the user.

処理装置200は、区画・確信度抽出プログラム201を含む。区画・確信度抽出プログラム201は、プログラムのモジュールとして、エッジ抽出処理部202と、区画抽出処理部203と、区画整形処理部204と、区画確信度判定処理部205と、を含んでいる。区画抽出プログラムの詳細な処理の内容については図3以降を参照しながら後述する。   The processing device 200 includes a section / confidence extraction program 201. The partition / confidence extraction program 201 includes an edge extraction processing unit 202, a partition extraction processing unit 203, a partition shaping processing unit 204, and a partition certainty determination processing unit 205 as program modules. Details of the processing of the partition extraction program will be described later with reference to FIG.

記憶装置300には、画像データ301と、エッジデータ302と、区画データ303と、区画確信度データ304と、が格納されている。これらのうち、画像データ301は、衛星等で撮影された画像であり、システム外部から入力されるデータである。それ以外のデータ302から304までは、画像解析処理中に作成されるデータであり、区画データ303及び区画確信度データ304を作成することが本実施の形態による土地区画データ作成システムにおける特徴である。それぞれのデータの詳細な例について図2を参照しながら説明を行う。   The storage device 300 stores image data 301, edge data 302, segment data 303, and segment certainty factor data 304. Of these, the image data 301 is an image taken by a satellite or the like, and is data input from outside the system. The other data 302 to 304 are data created during the image analysis process, and the creation of the division data 303 and the division certainty factor data 304 is a feature of the land division data creation system according to the present embodiment. . A detailed example of each data will be described with reference to FIG.

<取り扱うデータ>
図2A〜Cは、本実施の形態による土地区画データ作成システムを利用中に、記憶装置300内に格納される各データを例示した図である。図2A(a)は、衛星から農地を撮影した画像データの一例であり、画像データ301に相当する。このデータは、画像解析処理実行前にあらかじめ取得され、記憶装置300内に格納されている必要がある。
<Data handled>
2A to 2C are diagrams illustrating each data stored in the storage device 300 while using the land parcel data creation system according to the present embodiment. FIG. 2A (a) is an example of image data obtained by photographing farmland from a satellite, and corresponds to the image data 301. FIG. This data needs to be acquired in advance and stored in the storage device 300 before executing the image analysis processing.

図2A(b)及び図2A(c)は、画像データ(301)を元に作られたエッジ画像(画像の輪郭を抽出した画像)の一例で、エッジデータ302に相当する。図2A(b)では、主に道路(や河川)の強いエッジのみを抽出しており、図2A(c)では、それらに加えて、区画内の畦道のエッジも抽出されているが、その分だけノイズが多くなっていることがわかる。このように、エッジ画像はエッジ抽出のパラメータによってその抽出結果が異なる。エッジデータは、複数のエッジ画像を含み、区画抽出処理203では、これら使って区画を抽出する。   FIGS. 2A (b) and 2A (c) are examples of edge images (images obtained by extracting image contours) created based on the image data (301), and correspond to the edge data 302. FIG. In Fig. 2A (b), only the strong edges of roads (and rivers) are mainly extracted. In Fig. 2A (c), in addition to these, the edges of the tunnels are also extracted. It can be seen that the noise is increased by the amount. As described above, the edge image has different extraction results depending on the edge extraction parameters. The edge data includes a plurality of edge images, and a section extraction process 203 uses these to extract a section.

図2B(d)は、土地の区画を示すデータの一例であり、区画データ303に相当する。1区画が1エントリとして扱われ、その内容はIDと頂点の数及び各頂点の座標の配列で表現されている。   FIG. 2B (d) is an example of data indicating a land section and corresponds to the section data 303. One section is treated as one entry, and its contents are expressed by an array of ID, number of vertices, and coordinates of each vertex.

図2B(e)は、図2B(d)の区画データを画像として表現した一例を示す図である。右側の拡大部分図(Id=1の領域を中心に拡大した)に示すように、Id=1、2、3のそれぞれで特定されるそれぞれの区画は、多数の頂点T1、T2等を結んだ多角形TXで表され(右図参照)、それに割り振られたIDと、頂点数と、座標の配列と、が図2B(d)のテーブルで示したデータの1エントリに対応する。   FIG. 2B (e) is a diagram illustrating an example in which the section data in FIG. 2B (d) is expressed as an image. As shown in the enlarged partial view on the right side (enlarged with the area of Id = 1 as the center), each section specified by Id = 1, 2, 3 connects many vertices T1, T2, etc. It is represented by a polygon TX (see the right figure), and the ID assigned to it, the number of vertices, and the arrangement of coordinates correspond to one entry of the data shown in the table of FIG. 2B (d).

図2C(f)は、区画データの確信度(正答率を自己診断した目安)を示すデータで、区画確信度データ304に相当する。ここで、対応区画IDは、区画データ303と対応付けられている。例示するシステムでは、区画確信度は、例えば、境界線確信度、色差分確信度、テクスチャ確信度の各要素の合計として算出される。得られた区画確信度の値によって、確信度の高/低を判定する。   FIG. 2C (f) is data indicating the certainty level of the segment data (a guideline for self-diagnosis of the correct answer rate), and corresponds to the segment certainty factor data 304. Here, the corresponding partition ID is associated with the partition data 303. In the illustrated system, the partition certainty factor is calculated as, for example, the sum of each element of the boundary line certainty factor, the color difference certainty factor, and the texture certainty factor. Whether the confidence level is high or low is determined based on the obtained value of the partition confidence level.

区画確信度は、区画の辺がエッジ画像に重なっている程度を基準とする境界線確信度と、対象区画(例えば農地)の平均的な色調と対象区画の色調との近さを基準とする色差分確信度と、画像内におけるエッジ量の少なさを基準とするテクスチャ確信度と、の少なくともいずれかに基づいて求める。   The block confidence is based on the boundary line confidence based on the extent to which the side of the block overlaps the edge image, and the closeness between the average color tone of the target block (for example, farmland) and the color tone of the target block It is determined based on at least one of the color difference certainty factor and the texture certainty factor based on the small edge amount in the image.

図2C(g)は、区画確信度データを画像として表現した一例を示す図であり、図2A(c)に対応する図である。各区画の判定の違いを例えば区画を画定する境界線の形態を変えて表現し、確認・修正の目安としている。ここでは、Id=3で特定される区画を示す境界線のみを実線で示し、その他の破線で示される境界線で囲まれた領域に比べて信頼度が低いことがわかりやすく表示している。これらのデータと区画・確信度抽出プログラムとの関係の詳細について図3を参照しながら説明する。   FIG. 2C (g) is a diagram illustrating an example in which the partition certainty factor data is expressed as an image, and corresponds to FIG. 2A (c). For example, the difference in the determination of each section is expressed by changing the form of the boundary line that defines the section, and is used as a standard for confirmation / correction. Here, only the boundary line indicating the section specified by Id = 3 is indicated by a solid line, and it is clearly displayed that the reliability is lower than the area surrounded by the boundary line indicated by other broken lines. Details of the relationship between these data and the section / confidence extraction program will be described with reference to FIG.

<地理画像処理の概要>
図3は、本実施の形態による土地区画データ作成システムにより行なわれる画像解析の流れの概要を示す図である。本実施の形態による土地区画データ作成システムは、まず予め用意された画像データ301を入力とし、それに対して、エッジ抽出処理202を行なう。エッジ抽出処理の出力としてエッジデータ302を得る。
<Outline of geographic image processing>
FIG. 3 is a diagram showing an outline of the flow of image analysis performed by the land parcel data creation system according to the present embodiment. The land parcel data creation system according to the present embodiment first receives image data 301 prepared in advance, and performs edge extraction processing 202 on the input. Edge data 302 is obtained as an output of the edge extraction process.

次に、エッジデータ302を入力として区画抽出処理203を行い、区画データ303aを得る。区画データ303aは、エッジデータ302に対して、図4に示す交点連結方法を適用して得られたデータであり、一つの区画を複数のベクトルを連結した多角形として表したものである。図4に示す方法については後述する。   Next, the section extraction process 203 is performed using the edge data 302 as an input to obtain section data 303a. The section data 303a is data obtained by applying the intersection connection method shown in FIG. 4 to the edge data 302, and represents one section as a polygon obtained by connecting a plurality of vectors. The method shown in FIG. 4 will be described later.

次に、区画データ303aを入力として区画整形処理を行い、区画データ303aを更新する(303b)。さらに、区画確信度データの一部304aを得る。この処理によって、区画抽出処理202で得られた元画像に忠実なデータから、より利用しやすいデータに更新している。より具体的には、より簡潔な多角形(多くは四角形)で区画を表すように区画を更新する。この処理の際に、区画確信度の要素となる一部のデータを算出している。区画整形処理の内容について図5、図6に示す。   Next, the section shaping process is performed using the section data 303a as an input, and the section data 303a is updated (303b). Further, a part 304a of the section certainty factor data is obtained. By this process, the data faithful to the original image obtained in the section extraction process 202 is updated to data that can be used more easily. More specifically, the section is updated so that the section is represented by a simpler polygon (mostly a quadrangle). During this process, a part of the data that is an element of the partition certainty factor is calculated. The contents of the section shaping process are shown in FIGS.

最後に、区画データ303bと区画確信度データ304aとを入力として区画確信度判定処理205を行い、区画データ303cと区画確信度データ304dとを更新する。符号205の処理において、主に確信度の図形的な要素が入力されたデータに加えて、ここでは色やテクスチャ情報の分析を行い詳細化する。また、周囲の区画との並びを考慮して一部形を修正し、農地地図としてより自然なデータを作成する。区画確信度判定処理の内容は図7、図8、図9を参照しながら説明する。   Finally, the block certainty factor determination process 205 is performed with the block data 303b and the block certainty factor data 304a as inputs, and the block data 303c and the block certainty factor data 304d are updated. In the process of reference numeral 205, in addition to the data in which mainly the graphic element of the certainty factor is input, here, color and texture information are analyzed and detailed. In addition, the partial shape is corrected in consideration of the arrangement with surrounding sections, and more natural data is created as an agricultural land map. The contents of the partition certainty degree determination process will be described with reference to FIGS. 7, 8, and 9. FIG.

区画データと区画確信度データとは、このシステムの目的とするデータであり、利用しやすい簡潔な農地区画のデータに加えて、それらを確認する時に目安となる自己判定の値が確信度として表されている。   The plot data and plot confidence data are the target data of this system. In addition to the simple agricultural district drawing data that is easy to use, the self-judgment value that is used as a guide when checking them is displayed as confidence. Has been.

<地理画像処理の詳細>
以下、本実施の形態による地理解析システムにおけるエッジ抽出処理202、区画抽出処理203、区画整形処理204、及び、区画確信度判定処理205のそれぞれについて詳細を述べる。
<Details of geographic image processing>
Hereinafter, each of the edge extraction process 202, the section extraction process 203, the section shaping process 204, and the section certainty degree determination process 205 in the geographic analysis system according to the present embodiment will be described in detail.

(1)エッジ抽出処理202
エッジ抽出処理202では、元画像から局所的に色の変化が大きい部分をエッジとして抽出し、エッジデータを作成する。
(1) Edge extraction processing 202
In the edge extraction process 202, a part where the color change is locally large is extracted from the original image as an edge to create edge data.

エッジを抽出する処理としては、種々の周知技術が適用可能である。例えば、Canny法(上記非特許文献1参照)や、Sobelフィルタ(上記非特許文献2参照)などの各種エッジフィルタを地理画像データに適用することで、畦道などのエッジを抽出することができる。これらの処理により、画像中の濃度の変化が大きい部分をエッジとして抽出する。農地を撮影した画像では、農地の端や畦道、道路や河川の端の線をエッジとして認識することが出来る。どこまでをエッジと見做すかは処理のパラメータに依存するため、そのパラメータを調整することにより、抽出するエッジを限定することが出来る。上記特許文献2では、複数のエッジデータを利用して、より抽出精度を高める方法等も提案されている。ここで得られたエッジデータは、主に203の処理に利用する。   Various well-known techniques can be applied as the process of extracting the edge. For example, by applying various edge filters such as the Canny method (see Non-Patent Document 1) and a Sobel filter (see Non-Patent Document 2) to geographic image data, edges such as tunnels can be extracted. By these processes, a portion having a large density change in the image is extracted as an edge. In an image of farmland, it is possible to recognize edges of farmland, roads, roads, and river edges as edges. The extent to which an edge is regarded as an edge depends on the processing parameter, and the edge to be extracted can be limited by adjusting the parameter. In the above Patent Document 2, a method of increasing the extraction accuracy by using a plurality of edge data is proposed. The edge data obtained here is mainly used for processing 203.

(2)区画抽出処理203
区画抽出処理203では、エッジ画像からエッジがつながって閉じた多角形を形作っている部分を区画として抽出し、区画データを作成する。ここでは、区画を抽出する方法として直線交点法(上記特許文献1参照)を用いることができる。図4は、この区画抽出処理の流れを、画像の変化により示した図である。この区画抽出処理は、与えられたエッジ画像と、エッジ内にとったシード点P1と呼ぶ一点の座標とから、シード点P1を含む区画を抽出する。シード点P1とは、区画を抽出する際の出発点となる座標のことを指す。シード点P1は、格子状に点在させたり、ランダムに配置したり、ユーザが予め入力しておくなどの方法で決定することができる。
(2) Section extraction processing 203
In the partition extraction process 203, a portion that forms a closed polygon by connecting edges from an edge image is extracted as a partition to generate partition data. Here, the straight intersection method (see Patent Document 1) can be used as a method of extracting the sections. FIG. 4 is a diagram showing the flow of the segment extraction process by changing the image. In this section extraction process, a section including the seed point P1 is extracted from the given edge image and the coordinates of one point called the seed point P1 taken in the edge. The seed point P1 refers to the coordinates that serve as the starting point when extracting a section. The seed points P1 can be determined by a method such as interspersed in a grid pattern, randomly arranged, or input in advance by the user.

図4(a)に示すように、エッジ画像とシード点とが与えられている場合に、まず、シード点P1から等角度間隔に全方位に直線L1〜L3(n)を伸ばす(図4(b))。そして、それぞれの直線とエッジ画像とにおけるエッジ画素との交点Pnを求め、得られた交点Pnを時計回り(あるいは反時計回り)に連結する(図4(c)。   As shown in FIG. 4A, when an edge image and a seed point are given, first, straight lines L1 to L3 (n) are extended from the seed point P1 at equal angular intervals in all directions (see FIG. b)). Then, an intersection point Pn of the edge pixels in each straight line and the edge image is obtained, and the obtained intersection point Pn is connected clockwise (or counterclockwise) (FIG. 4C).

この処理によって抽出された多角形AR1をひとつの区画とみなし、頂点の数とそれらの座標にIDを付して区画データに登録する(図4(d))。区画の頂点Pnの数は、シード点P1から伸ばす直線Lnの本数に依存する。例えば図4では、直線の数を4本としている。この直線数を増やすことにより、よりエッジデータに忠実な区画領域の抽出を行うことができる。さらに、上記特許文献2に記載の方法を使うことで、複数のエッジデータを利用して畦道による区画の分割を正確に認識し、より抽出精度を高めることが出来る。ここで得られた区画データは、204以降の処理に利用する。   The polygon AR1 extracted by this processing is regarded as one section, and the number of vertices and their coordinates are assigned IDs and registered in the section data (FIG. 4 (d)). The number of vertices Pn of the section depends on the number of straight lines Ln extending from the seed point P1. For example, in FIG. 4, the number of straight lines is four. By increasing the number of straight lines, it is possible to extract a partitioned area that is more faithful to the edge data. Furthermore, by using the method described in Patent Document 2, it is possible to accurately recognize division of a section by a saddle road using a plurality of edge data, and to further improve the extraction accuracy. The section data obtained here is used for the processing after 204.

(3)区画整形処理204
区画整形処理204では、区画抽出処理203により得られた各区画データを地図として利用しやすいように、4角形などの簡潔な形状に整形する。農地地図として利用するデータは、画像に忠実な多角形より簡潔な正方形や長方形、または台形をしていること、また、並んだ区画同士の辺は平行または垂直であることが好まれるため、エッジデータをそれらの形状で、最も近い形状に整形する。
(3) Section shaping processing 204
In the section shaping process 204, each piece of section data obtained by the section extraction process 203 is shaped into a simple shape such as a square so that it can be easily used as a map. It is preferred that the data used as the farmland map is a simple square, rectangle, or trapezoid rather than a polygon that is faithful to the image, and that the sides of the parcels are parallel or vertical. Shape the data in those shapes to the nearest shape.

図5、6は、本実施の形態による区画整形処理の流れ及びその内容を画像で示した図である。この処理は、まず入力として区画抽出処理で得られた区画データを読み込み(501)、そこに格納されている区画データで503〜50Xの処理を行なっていないエントリを一つ選択する(502)。そのエントリに含まれるn個の頂点(座標)を配列をD〜Dとする。順に繋げたそれぞれの線をベクトルとみなして、以下の処理を行なう。図6(a)は、頂点を配列順に繋げた区画データを図示したものである。反時計回りに座標にD〜Dとラベルがつけられている。 5 and 6 are images showing the flow of the section shaping process according to the present embodiment and the contents thereof. In this process, first, the section data obtained by the section extraction process is read as an input (501), and one entry that has not been processed 503 to 50X is selected from the section data stored therein (502). An array of n vertices (coordinates) included in the entry is D 0 to D n . Each line connected in order is regarded as a vector, and the following processing is performed. FIG. 6A illustrates partition data in which vertices are connected in the order of arrangement. The coordinates are labeled D 0 to D n counterclockwise.

まず、全頂点のうち2つの組み合わせの中から最も距離が最大のものを選ぶ。その頂点をDa、Dcとする(503)。次に、Da〜Dc,Dc〜Daの頂点の中から、Da-Db-Dc及びDc-Dd-Daの距離が最大となるDb、Ddを選ぶ(504)。図6(b)は図6(a)の区画データにこの処理を行ない、Da、Db、Dc、Ddを選んだ結果を示している。ここで、Da、Db、Dc、Ddの頂点が近すぎたり、隣り合う辺がほぼ一直線になる場合は、その図形は四角形に近似しにくい形状であると判断できるため、以後の整形処理は行わない(505)。   First, the one with the longest distance is selected from two combinations of all vertices. The vertices are defined as Da and Dc (503). Next, Db and Dd having the maximum distance between Da-Db-Dc and Dc-Dd-Da are selected from the vertices of Da to Dc and Dc to Da (504). FIG. 6B shows the result of performing this process on the partition data of FIG. 6A and selecting Da, Db, Dc, and Dd. Here, if the vertices of Da, Db, Dc, and Dd are too close, or if the adjacent sides are almost in a straight line, it can be determined that the figure is a shape that is difficult to approximate to a quadrangle, and the subsequent shaping process is performed. No (505).

次に、(503)、(504)で選んだ頂点の間にある一連のベクトルを近似する直線を求める(506)。近似直線を求める方法は、例えばDaとDbと間のベクトルを近似する場合、DaとDbを直接結ぶものや、Da+1〜Db−1の頂点に対する距離の和が最も近いように最小二乗法等で直線を求めるもの、または、向かい合った辺が平行になるよう補正したものなどがある。図では、補正後の線として、実線L11、点線L12、破線L13の3種類の異なる手法で求めた直線が示されている。これらの中から実際に使用する直線を選択することが可能である。尚、近似直線を求める方法は1種類以上あれば良く、複数ある場合は(507)の処理でその中から(例えばL1〜L3の中から)最もふさわしいものを選ぶ。図6(c)はこの処理を行い、区画の一辺に対して近似直線を複数選んだ状態を表している。   Next, a straight line approximating a series of vectors between the vertices selected in (503) and (504) is obtained (506). For example, in the case of approximating a vector between Da and Db, a method of obtaining an approximate straight line is a method of directly connecting Da and Db, or a least square method so that the sum of distances to the vertices of Da + 1 to Db−1 is closest. There are those for obtaining a straight line and those for correcting the opposite sides to be parallel. In the figure, straight lines obtained by three different methods of solid line L11, dotted line L12, and broken line L13 are shown as corrected lines. A straight line to be actually used can be selected from these. It should be noted that one or more types of methods for obtaining the approximate straight line are sufficient. If there are a plurality of approximate straight lines, the most suitable one is selected from among them (for example, from L1 to L3) in the process of (507). FIG. 6C shows a state in which this process is performed and a plurality of approximate lines are selected for one side of the section.

次に、(506)で求めた直線に対してその確信度を求める。求めた直線が何種類かあった場合は、それぞれに対する確信度を求めてそれが最も高いものを選ぶ(507)。確信度は 例えば、以下のようにA、Bを重みをつけて足したパラメータで算出する。
直線に対する確信度=Wa × A+Wb× B
ここで、Aは、直線とエッジデータとの重なり具合であり、Bは、各頂点からの距離である。Wa、Wbは、それぞれに対する重み付けである。
Next, the certainty factor is obtained for the straight line obtained in (506). If there are several types of obtained straight lines, the degree of certainty for each is obtained and the one with the highest degree is selected (507). For example, the certainty factor is calculated using a parameter obtained by adding A and B with weights as follows.
Certainty for straight line = Wa x A + Wb x B
Here, A is the degree of overlap between the straight line and the edge data, and B is the distance from each vertex. Wa and Wb are weights for each.

次に、(507)で選んだ直線の交点を求め、それぞれDa’、Db’、Dc’、Dd’とする。これら4点を頂点とする区画で元の区画を置き換え、区画データを更新する(508)。図6(d)は、ここまでの処理を行い、区画の整形を行なった結果を図示している。   Next, the intersections of the straight lines selected in (507) are obtained and set as Da ', Db', Dc ', Dd', respectively. The original section is replaced with the section having these four points as vertices, and the section data is updated (508). FIG. 6D illustrates the result of performing the processing so far and shaping the sections.

そして、502〜508までの処理を区画データに含まれる全てのエントリに対してチェックするまで繰り返し(509)、処理を終了する。   The processes from 502 to 508 are repeated until all entries included in the partition data are checked (509), and the process is terminated.

この処理によって、各区画は頂点の多い複雑な形から、農地地図に利用しやすい4頂点の簡潔な区画に修正される。得られた区画データは、さらに(205)の区画確信度判定処理において修正され、確信度とともに出力される。   By this processing, each section is modified from a complicated shape having many vertices to a simple section having four vertices that can be easily used for the farmland map. The obtained section data is further corrected in the section certainty factor determination process of (205), and is output together with the certainty factor.

(4)区画確信度判定処理205
区画確信度判定処理205では、区画整形処理で得られた区画データ303bや区画確信度データ304aを元に、より精度が高く、人手による修正後のデータに近いデータを作成することができる。
(4) Section certainty factor determination processing 205
In the section certainty determination processing 205, data with higher accuracy and close to manually corrected data can be created based on the section data 303b and the section confidence data 304a obtained by the section shaping process.

また、作成した区画データ303cを地図作成に利用する際に、チェックや修正を効率よく行なうために各区画に対する修正の必要度の目安となる確信度データを作成する。   In addition, when the created partition data 303c is used for map creation, certainty factor data serving as an indication of the degree of necessity of correction for each partition is created in order to efficiently perform checking and correction.

図7は、区画確信度判定処理の流れを示すフローチャート図であり、図8、図9は、その一部の内容を例示して補足するための図である。以下、図7に従って処理の詳細について説明する。尚、以下の処理は、aからcまでの確信度に関して独立で求めても良い。   FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the section certainty degree determination process, and FIGS. 8 and 9 are diagrams for illustrating and supplementing part of the contents. Hereinafter, details of the processing will be described with reference to FIG. Note that the following processing may be independently obtained for the certainty from a to c.

この処理では、まず入力として区画データ、区画確信度データを読み込み(701)、次に、区画データの各エントリに対してその区画の確信度を求めて区画確信度データに入力する(702)。確信度は 例えば、以下の(a)境界線確信度、(b)色差分確信度、(c)テクスチャ確信度(図2参照)を重みをつけて加算したパラメータで算出する。
区画に対する確信度=Wc × C + Wd × D + We × E
ここで、
C:処理(203)で求めた各辺の確信度の合計
D:区画内の色データの平均と標準偏差の理想の農地区画のものとの差
E:区画内のエッジの総量
Wc、Wd、We: それぞれに対する重み付け
ここで、図2(f)に例示したデータにおける境界線確信度がC、色差分確信度がD、テクスチャ確信度がEである。
In this process, the section data and the section certainty factor data are first read as input (701), and then the certainty factor of the section is obtained for each entry of the section data and input to the section certainty factor data (702). For example, the certainty factor is calculated using the following parameters (a) boundary line certainty factor, (b) color difference certainty factor, and (c) texture certainty factor (see FIG. 2) with weights added.
Confidence for partition = Wc × C + Wd × D + We × E
here,
C: Total confidence of each side obtained in process (203)
D: Difference between the average color data in the plot and the standard deviation of the ideal farm area
E: Total amount of edges in a partition Wc, Wd, We: Weight for each Here, the boundary line certainty factor C, the color difference certainty factor D, and the texture certainty factor E in the data illustrated in FIG. is there.

尚、上記の、「区画内の色データの平均と標準偏差の理想の農地区画のものとの差」について、説明を行う。   The “difference between the average of the color data in the section and the standard deviation of the ideal farm area” will be described.

理想の農地区画についての情報は、例えば図1に示す記憶装置300内に記憶されているなどの方法で予め与えられている。そこで、例えば、対象となる区画内部の全画素(又は、その中から区画内を代表するように選択した複数の画素)の色情報に対して計算した平均、分散(標準偏差)と、予め与えられている色情報と、を比較する。   Information about the ideal farm district image is given in advance by a method such as being stored in the storage device 300 shown in FIG. Therefore, for example, the average and variance (standard deviation) calculated for the color information of all the pixels inside the target section (or a plurality of pixels selected so as to represent the inside of the section) are given in advance. Compare the color information.

例えば、色情報については、最も簡単なものとして、RGBの情報のそれぞれについて、区画内部のRの平均値/Rの分散、Gの平均値/Gの分散、Bの平均値/Bの分散を計算する。その結果、理想の農地(又は平均的なの農地)における、Rの平均値/Rの分散、Gの平均値/Gの分散、Bの平均値/Bの分散のそれぞれとの差が小さいほど、確信度が高くなる。もちろん、RGBの各値の差について重要なものには高い重み付けをしてから各色の値を加算する処理を行って判定するなどの方法により精度を上げることが可能となる。例えば、対象が農地である場合には、Gの平均値が重要となるため、Gに高い重み付けを行う。対象となる区画が駐車場であれば、RGBの重み付けはほぼ同じとするのが好ましい。農地でも、冬季では、Gの重み付けは低くするなどの方法により、時間帯や季節などにより、重み付け値を変更するようにしても良い。   For example, for color information, as the simplest, for each piece of RGB information, R average value / R variance, G average value / G variance, and B average value / B variance inside the section calculate. As a result, in the ideal farmland (or average farmland), the smaller the difference between the R average value / R variance, the G average value / G variance, and the B average value / B variance, Confidence increases. Of course, it is possible to increase the accuracy by a method such as performing a process of adding a value of each color after a high weight is applied to the important difference between the RGB values. For example, when the target is farmland, the average value of G is important, so G is highly weighted. If the target section is a parking lot, the RGB weights are preferably substantially the same. Even in farmland, in winter, the weighting value may be changed according to the time zone, season, etc., by a method such as lowering the weighting of G.

尚、画素の情報の取り方としては、RGBの他にもHSL(輝度/色相/彩度)による情報の取り方も存在するので、これらの情報の取り方を利用しても良い。複数の情報の取り方を加味して確信度を算出しても良い。尚、HSLによる情報の場合には、色相と彩度とで、同じように理想との差を調べることにより、色の差が判断できる。   In addition to RGB, there is a method of obtaining information by HSL (luminance / hue / saturation) as a method of obtaining pixel information. Therefore, this method of obtaining information may be used. The certainty factor may be calculated in consideration of how to obtain a plurality of pieces of information. In the case of information by HSL, the difference in color can be determined by examining the difference between the hue and the saturation in the same way.

この処理で算出される確信度の要素について図8に例示し、下記において後述する。   Elements of the certainty factor calculated by this processing are illustrated in FIG. 8 and will be described later.

次に、区画データに登録されている区画のうち図7の(704)〜(707)までの処理を行なっていないエントリを1つ選び(703)、その区画に隣接する他の区画データがあるかどうかを調べる。隣接する区画データがあった場合は、隣接する区画とその区画の確信度を比較する(704)。隣接する区画の方が確信度が低い場合は(No)、その区画データはそのまま登録し(707)、他の区画データのチェックに移る。隣接する区画の確信度が高い場合(Yes)、現在チェックをしている区画の辺を隣接する区画の辺を延長したもの、平行なものに置き換えて、置き換えた区画の確信度を上記(702)の処理と同様の処理により算出する。尚、置き換える区画の候補が複数ある場合は、複数あるそれぞれの区画の確信度を算出する(705)。(705)で求めた確信度が元の確信度に比べてより高くなっているか否かを判定し、元よりも高くなっている場合(Yes)、置き換えた方の区画を元からあった区画の代わりに登録する(図2(f)の値も置き換える)。この際、置き換える区画の候補が複数ある場合は、その中で最も高い区画の確信度に置き換える(706)。一方、元の区画よりも確信度がより低くなる場合は、修正せず元の区画の確信度を登録する(707)。この処理で置き換えが行われた例について図9を参照しながら後に説明を行う。上記の処理によって、各区画は、周囲の確信度が高い区画にあわせて、より確信度が高くなる方向にのみ修正されることになる。確信度の目標値を人手による認識結果に近い程度に高くなるよう設定することにより、これまで手動で行ってきた修正を確信度というパラメータに基づいて自動的に修正していくことができる。   Next, one entry that has not been processed (704) to (707) in FIG. 7 is selected from the sections registered in the section data (703), and there is other section data adjacent to the section. Find out if. If there is adjacent section data, the confidence level of the adjacent section and that section is compared (704). If the confidence level of the adjacent section is lower (No), the section data is registered as it is (707), and the process proceeds to checking other section data. When the confidence level of the adjacent section is high (Yes), the side of the currently checked section is replaced with an extension of the side of the adjacent section or a parallel one, and the confidence level of the replaced section is set to (702 It is calculated by the same processing as the processing of). If there are a plurality of candidate replacement sections, the certainty factor of each of the plurality of sections is calculated (705). It is determined whether or not the certainty factor obtained in (705) is higher than the original certainty factor. If the certainty factor is higher than the original (Yes), the subdivision that was replaced is the original one. Is registered instead of (the value in FIG. 2F is also replaced). At this time, if there are a plurality of candidate replacement sections, the confidence of the highest section is replaced (706). On the other hand, if the certainty factor is lower than that of the original section, the certainty factor of the original section is registered without correction (707). An example in which the replacement is performed in this process will be described later with reference to FIG. With the above processing, each section is corrected only in a direction in which the certainty level is higher in accordance with the surrounding high section degree of certainty. By setting the target value of the certainty level so as to be close to the result of manual recognition, corrections that have been manually performed can be automatically corrected based on the parameter of certainty level.

そして、(703)〜(707)の処理を、区画データに含まれる全てのエントリに対してチェックが終了するまで繰り返し(708)、まだチェックすべき区画が残っていれば(No)703に戻り、全てのチェックが終了すれば(Yes)、処理を終了する(707)。   The processing of (703) to (707) is repeated until the check is completed for all entries included in the partition data (708). If there is still a partition to be checked (No), the process returns to 703. If all checks are completed (Yes), the process is terminated (707).

図8は、図7の(702)で算出される区画の確信度の各要素について高低を例示した図である。   FIG. 8 is a diagram exemplifying the level of each element of the certainty factor of the section calculated in (702) of FIG.

図8(a)、(b)は、境界線確信度の高低を示す図である。図8(a)は、抽出された区画を元画像と重ねた図であり、図8(b)は抽出された区画をエッジ画像と重ねた図である。区画の辺がエッジ画像に重なっているものは境界線確信度が高いものである。すなわち、隣接する2つの区画の右側の区画の方が左側の区画よりも高い境界線確信度をもっていることわかる。   FIGS. 8A and 8B are diagrams showing the level of boundary line certainty. FIG. 8A is a diagram in which the extracted section is superimposed on the original image, and FIG. 8B is a diagram in which the extracted section is superimposed on the edge image. A segment whose side overlaps the edge image has a high boundary line certainty. That is, it can be seen that the right section of two adjacent sections has a higher boundary line certainty than the left section.

図8(c)は、色差分確信度の高低を示す図である。区画内部の色が、対象区画すなわち一般的な農地の色調である緑に近い場合には色差分確信度が高い。図8(c)では、下側の狭い区画が農地の色調に近いため、高い色差分確信度をもつ区画であることがわかる。尚、上の区画は駐車場であり、全体的に灰色で農地と大きく異なっているため色差分確信度の低い区画であると判定することができる。   FIG. 8C shows the level of color difference certainty. When the color inside the section is close to the target section, that is, green, which is the color tone of a general farmland, the color difference certainty is high. In FIG. 8 (c), the lower narrow section is close to the color of the farmland, so it can be seen that the section has high color difference certainty. Note that the upper section is a parking lot, which is generally gray and greatly different from farmland, so it can be determined that the section has a low color difference certainty factor.

図8(d)は、テクスチャ確信度の高低を示す図である。多くの農地は内部の色調の変化は平坦である。従って、区画内部のおけるエッジが少ない画像が、確信度が高いと考えられる。すなわち、図では、左側の森は画像内にエッジ部が多くテクスチャ確信度が低い区画と判定でき、右側の農地は画像内にエッジ部が少ないためテクスチャ確信度が高い区画と判定することができる。   FIG. 8D is a diagram showing the level of texture confidence. Many farms have a flat internal color change. Therefore, it is considered that an image with few edges inside the section has high certainty. That is, in the figure, the forest on the left side can be determined as a section with many edge portions in the image and low texture confidence, and the farmland on the right side can be determined as a section with high texture confidence because there are few edge portions in the image. .

図9は、図7の(706)の処理において、区画の修正がされた画像・データの例を示す図である。区画整形処理により得られたデータが図9(a)であるとする。図に示すように、区画ID2のデータは、隣接する他の区画ID1・3のデータよりも確信度が低い。特に、符号V1で示される辺4の境界線確信度が“2”ときわめて低く、図9(b)に示すように、辺4に対応する辺を隣接する他の区画にあわせるように引き直すことで、V2に示すように、辺4の境界線確信度が“11”まで高くすることができる。このように、区画の各辺を置き換えたものと確信度が比較され、最終的に図9(b)のデータのように修正されている。その際、置き換えられた辺については、例えば色をつけて示すことで、どの辺が置き換えられたかを示すことが簡単になる。
これらの処理によって、区画データを周囲の区画データのうちうちより高い確信度のものにあわせて農地地図としてより自然なデータに修正することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the image / data in which the section is corrected in the process of (706) in FIG. Assume that the data obtained by the section shaping process is shown in FIG. As shown in the figure, the data of the section ID 2 has lower certainty than the data of the other adjacent section IDs 1 and 3. Particularly, the boundary line certainty factor of the side 4 indicated by the reference symbol V1 is very low as “2”, and as shown in FIG. 9B, the side corresponding to the side 4 is redrawn so as to match with another adjacent section. Thus, as indicated by V2, the boundary line certainty factor of the side 4 can be increased to "11". In this way, the certainty level is compared with that obtained by replacing each side of the section, and finally, the data is corrected as shown in the data of FIG. 9B. At that time, for the replaced side, for example, by adding a color, it is easy to indicate which side is replaced.
Through these processes, the section data can be corrected to more natural data as an agricultural land map in accordance with the surrounding section data having a higher certainty level.

次に、本実施の形態による技術に関連する技術について簡単に説明する。上記の処理により、各区画について求められた確信度を、例えば、図7の最終ステップにおいて表示部に表示することもできる。この表示により、例えば、図9のV1で示される区画ID=2の辺4の境界線確信度が低いことを提示して、自動区画データ作成処理を終了しても良い。このようにすれば、例えば、利用者は、図9(a)と図9(b)とを参照し、区画ID=2の辺4が低確信度であり、この辺4を手動で図8(c)に示すように修正することが求められていることがわかる。修正した後に、確信度に関して再度自動的に求めることで修正がうまくいっているか否かを判定することもできる。
このように、確信度を算出して自動認識した区画の修正の必要度の目安を提供できる。
Next, a technique related to the technique according to the present embodiment will be briefly described. By the above processing, the certainty factor obtained for each section can be displayed on the display unit in the final step of FIG. 7, for example. By this display, for example, it may be presented that the boundary line certainty of the side 4 of the section ID = 2 indicated by V1 in FIG. 9 is low, and the automatic section data creation processing may be terminated. In this way, for example, the user refers to FIG. 9A and FIG. 9B, and the side 4 of the section ID = 2 has low confidence, and this side 4 is manually set in FIG. It can be seen that correction is required as shown in c). After the correction, it is possible to determine whether or not the correction is successful by automatically obtaining again the certainty factor.
In this way, it is possible to provide an indication of the degree of necessity for correcting the automatically recognized section by calculating the certainty factor.

<まとめ>
以上に説明したように、本発明の実施の形態による区画データ作成技術によれば、地理画像データからエッジを抽出するエッジ抽出処理部と、エッジ抽出結果から農地の区画を抽出する区画抽出処理部と、得られた区画を利用目的に沿った形状に補正する区画整形処理部と、それまでの処理で得られた各区画に対して確信度を計算し、確信度に従って修正を行なう区画確信度判定部とを備える。これにより、農地地図作成の手順を大幅に自動化して人手による認識結果に近い地図データを作成することができる。
<Summary>
As described above, according to the block data creation technique according to the embodiment of the present invention, the edge extraction processing unit that extracts edges from geographic image data, and the block extraction processing unit that extracts agricultural land blocks from the edge extraction results And a section shaping processing unit that corrects the obtained section to a shape in accordance with the purpose of use, and a section certainty factor that calculates the certainty factor for each section obtained in the previous processing, and corrects according to the certainty factor A determination unit. Thereby, the map data close | similar to the recognition result by a hand can be created by automating the procedure of farmland map preparation significantly.

また、自動認識の結果出力されるデータに対して精度を自己判定した「確信度」を同時に提供することで、自動認識結果を目視でチェック・修正する際のコストの削減と、チェックするユーザの熟練度に左右されない結果の精度の安定性を実現することができる。   In addition, by providing the “confidence” that self-determined the accuracy of the data output as a result of automatic recognition, it is possible to reduce the cost of visually checking and correcting the automatic recognition result and It is possible to achieve the stability of the accuracy of the result that does not depend on the skill level.

尚、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、実施の形態で説明した発明の構成及び機能に様々な変更、改良を加えることが可能である。例えば、農地を対象とした例を説明したがこれに限定されるものではない。また、衛星写真でない場合でも、単なる画像作成処理にも応用が可能である。   The present invention is not limited to the embodiments described below. A person skilled in the art can make various changes and improvements to the configuration and functions of the invention described in the embodiments without departing from the scope of the present invention. For example, although the example which aimed at farmland was demonstrated, it is not limited to this. Even if it is not a satellite photograph, it can be applied to a simple image creation process.

本発明は、区画データの作成処理に利用可能である。   The present invention can be used for partition data creation processing.

本発明の一実施の形態による区画データ作成システムの一構成例を概略的に示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows roughly the example of 1 structure of the division data creation system by one embodiment of this invention. 図2A(a)から(c)までは、図1に示す区画データ作成システムにおいて用いられる各種データを例示した図である。2A (a) to 2 (c) are diagrams illustrating various data used in the partition data creation system shown in FIG. 図2B(d)は、土地の区画を示すデータの一例であり、図2B(e)は、図2B(d)の区画データを画像として表現した一例を示す図である。FIG. 2B (d) is an example of data indicating a land section, and FIG. 2B (e) is a diagram illustrating an example of the section data of FIG. 2B (d) expressed as an image. 図2C(f)は、区画データの確信度(正答率を自己診断した目安)を示すデータであり、図2C(g)は、区画確信度データを画像として表現した一例を示す図であり図2A(c)に対応する図である。FIG. 2C (f) is data showing the confidence level of the partition data (a guideline for self-diagnosis of the correct answer rate), and FIG. 2C (g) is a diagram showing an example of the partition confidence level data expressed as an image. It is a figure corresponding to 2A (c). 図1に示す区画データ作成システムにおける区画抽出プログラムの各処理部の流れと、その入出力データを示す図である。It is a figure which shows the flow of each process part of the division extraction program in the division data creation system shown in FIG. 1, and its input-output data. 図1に示す区画データ作成システムにおける区画抽出処理部によるデータの処理例を示す図である。It is a figure which shows the example of a process of the data by the division extraction process part in the division data creation system shown in FIG. 図1に示す区画データ作成システムの区画整形処理部による処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a process by the division shaping process part of the division data creation system shown in FIG. 図5に示す区画整形処理部によるデータの処理結果を例示する図である。It is a figure which illustrates the processing result of the data by the division shaping process part shown in FIG. 図1に示す区画データ作成システムの区画確信度判定処理部による処理の流れを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the flow of a process by the division reliability determination process part of the division data creation system shown in FIG. 図7に示す区画確信度判定処理部によるデータの判定例を示す図である。It is a figure which shows the example of determination of the data by the division reliability determination process part shown in FIG. 図7に示す区画確信度判定処理部によるデータの処理を例示する図である。It is a figure which illustrates the process of the data by the division reliability determination process part shown in FIG.

Claims (6)

高空から撮影して得られた地理画像データを解析し、区画データを作成する区画データ作成システムであって、
前記地理画像データからエッジ情報を抽出するエッジ抽出処理部と、
該エッジ抽出処理部で得られたエッジ情報に基づいて多角形を形成するエッジを区画として抽出する区画抽出処理部と、
該区画抽出処理部で得られた各区画を地図として利用しやすい形状に整形する第1の区画整形処理部と、
該区画整形処理部で得られた各区画の認識精度を区画確信度として評価する区画確信度判定処理部と、
該区画確信度に基づいて、区画確信度を高くするように区画を整形する第2の区画整形処理部と
を有することを特徴とする区画データ作成システム。
A parcel data creation system that analyzes geographic image data obtained from a high sky and creates parcel data,
An edge extraction processing unit for extracting edge information from the geographic image data;
A section extraction processing section for extracting an edge forming a polygon as a section based on edge information obtained by the edge extraction processing section;
A first section shaping processing section that shapes each section obtained by the section extraction processing section into a shape that is easy to use as a map;
A section certainty degree determination processing section that evaluates the recognition accuracy of each section obtained by the section shaping processing section as a section certainty degree;
A partition data creation system comprising: a second partition shaping processing unit that shapes a partition so as to increase the partition certainty factor based on the partition confidence factor.
前記区画確信度は、区画の辺がエッジ画像に重なっている程度を基準とする境界線確信度と、対象区画(農地)の平均的な色調と対象区画の色調との近さを基準とする色差分確信度と、画像内におけるエッジ量の少なさを基準とするテクスチャ確信度と、の少なくともいずれかに基づいて求めることを特徴とする請求項1に記載の区画データ作成システム。   The partition certainty factor is based on the boundary line certainty factor based on the extent to which the side of the partition overlaps the edge image, and the closeness between the average color tone of the target partition (farmland) and the color tone of the target partition 2. The division data creation system according to claim 1, wherein the division data creation system is obtained based on at least one of a color difference certainty factor and a texture certainty factor based on a small edge amount in an image. 隣接する区画データがある場合に、隣接する区画と現在チェックしている現在区画の確信度を比較し、隣接する区画の方が確信度が低い場合には、その区画データはそのまま用い、隣接する区画の確信度が高い場合には、前記現在区画の辺を前記隣接する区画の辺を延長したもの、又は、平行なものに置き換えて、置き換えた区画の確信度を算出して区画信頼度とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の区画データ作成システム。   When there is adjacent partition data, compare the confidence of the adjacent partition and the current checked current partition. If the confidence of the adjacent partition is lower, use that partition data as is When the certainty of the section is high, replace the side of the current section with an extension of the side of the adjacent section or a parallel one, calculate the confidence of the replaced section, and calculate the section reliability and The division data creation system according to claim 1 or 2, wherein 前記区画確信度を、前記区画データの各エントリに対応した形で保持し、そのうちの確信度の高い区画データにあわせた形で周囲の区画データを自然な形に修正することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の区画データ作成システム。   The partition confidence level is held in a form corresponding to each entry of the partition data, and the surrounding partition data is corrected to a natural form in accordance with the partition data having high confidence level. Item 4. The section data creation system according to any one of items 1 to 3. 置き換える区画の候補が複数ある場合は、その中で最も高い区画確信度に置き換えることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の区画データ作成システム。   5. The partition data creation system according to claim 1, wherein when there are a plurality of replacement candidate candidates, replacement is performed with the highest partition certainty among them. 前記区画確信度を確認・修正の目安として出力することを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の区画データ作成システム。   The section data creation system according to any one of claims 1 to 5, wherein the section confidence level is output as a standard for confirmation and correction.
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