JP4884309B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明の実施の形態1による画像処理装置を示すブロック構成図である。図1に示される画像処理装置は、複数の画像を格納する画像格納部1と、本装置の出力である後述するコヒーレンスの算出結果を格納する出力格納部2と、画像格納部1や出力格納部2との入出力及び後述する装置を構成する各部位間のデータのやり取りを制御して、画像格納部1から入力された2枚の画像間の複素相関であるコヒーレンスを算出するための制御部100とを備える。なお、以下、2枚の画像を異なる時刻に取得された2枚のレーダ画像として話を進める。ただし、取得時間に限らず観測周波数や観測の角度など画像の取得条件が異なる画像であればその種類は問わない。
上述した実施の形態1では、分割するサブウィンドウ3300の形状は予め解析者が指定した形状に固定されたものである。次に、この発明の実施の形態2では、ウィンドウ3000を分割するサブウィンドウ3300の形状を異なるコヒーレンスを持つ領域が接する境界の方向に応じて設定する方式について述べる。
アジマス方向から反時計回りに135度方向に境界の方向がある。
Case2. K−S検定値の最小値がKS(2)またはKS(7)である場合:
アジマス方向と平行な方向に境界の方向がある。
Case3. K−S検定値の最小値がKS(3)またはKS(6)である場合:
アジマス方向から反時計回りに45度方向に境界の方向がある。
Case4. K−S検定値の最小値がKS(4)またはKS(5)である場合:
レンジ方向と平行な方向に境界の方向がある。
以上の実施の形態では、ウィンドウ3000内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界を判定し、その境界の方向に応じてウィンドウ3000の分割を行う方式である。次に、この発明の実施の形態3では、異なるコヒーレンス有する領域が接する境界が、ウィンドウ3000内においてその形状が変化していることを検出する。
以上の実施の形態において、境界の大きさがウィンドウサイズに対して同程度の大きさが求められている。実施の形態3では、境界方向に対して垂直な形状である境界方向垂直分割サブウィンドウ3420の形状に境界混合型ウィンドウ3400を分割することで、境界の大きさがウィンドウサイズ程度に至らない場合においても推定精度の低下を防止した。次に、この発明の実施の形態4では、境界方向決定部500により決定した境界の方向に応じて初期ウィンドウの形状を縮小する形に再設定することで、初期のウィンドウサイズに対して境界の大きさが十分でない場合に対しても精度の低下を防止する。
Case1. K−S検定値の最小値がKS(1)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウNW3301、サブウィンドウW3
302、サブウィンドウN3304、参照サブウィンドウ3200で再設定
する。
Case2. K−S検定値の最小値がKS(2)である場合:
初期ウィンドウの形状を前記サブウィンドウNW3301、サブウィンドウ W3302、サブウィンドウSW3303、サブウィンドウN3304、サ ブウィンドウS3305、参照サブウィンドウ3200で再設定する。
Case3. K−S検定値の最小値がKS(3)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウW3302、サブウィンドウSW3 303、サブウィンドウS3305、参照サブウィンドウ3200で再設定 する。
Case4. K−S検定値の最小値がKS(4)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウNW3301、サブウィンドウW3 302、サブウィンドウN3304、サブウィンドウNW3306、サブウ ィンドウE3307、参照サブウィンドウ3200で再設定する。
Case5. K−S検定値の最小値がKS(5)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウW3302、サブウィンドウSW3 303、サブウィンドウS3305、サブウィンドウE3307、サブウィ ンドウSE3308、参照サブウィンドウ3200で再設定する。
Case6. K−S検定値の最小値がKS(6)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウN3304、サブウィンドウNE3 306、サブウィンドウE3307、参照サブウィンドウ3200で再設定 する。
Case7. K−S検定値の最小値がKS(7)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウN3304、サブウィンドウS33 05、サブウィンドウNE3306、サブウィンドウE3307、サブウィ ンドウSE3308、参照サブウィンドウ3200で再設定する。
Case8. K−S検定値の最小値がKS(8)である場合:
初期ウィンドウの形状をサブウィンドウS3305、サブウィンドウE33 07、サブウィンドウSE3308、参照サブウィンドウ3200で再設定 する。
以上の実施の形態では、ウィンドウ3000について異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向の推定を行うものである。次に、この発明の実施の形態5では、ウィンドウ3000内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界が含まれることを判定し、境界の有無に応じて境界の方向を決定する処理を行う。
なお、理論的な統計分布の算出には式(6)を用いたが、これに限るものではなく、位相差の統計分布を示すものであれば他の式を用いてもよい。また、この理論統計分布のデータを統計分布データベースとして保有しコヒーレンス推定部400において算出されたコヒーレンスの値に応じたデータを参照する形態をとっても構わない。
Claims (13)
- 複数の画像を格納する画像格納部と、
前記画像格納部から入力された2枚の画像間の複素相関であるコヒーレンスを算出するための制御部と、
前記制御部からのコヒーレンスの算出結果を格納する出力格納部と
を備え、
前記制御部は、
前記画像格納部から入力された2枚の画像間の複素共役積を算出する複素共役算出部と、
前記複素共役算出部からの算出結果に基づいて各画素を中心とする所定の範囲で構成されるウィンドウの形状を設定するウィンドウ形状設定部と、
前記ウィンドウ形状設定部により設定されたウィンドウ内に含まれる2枚の画像間の複素相関であるコヒーレンスを算出するコヒーレンス算出部と
を有する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記ウィンドウ形状設定部は、
各画素を中心とする所定の範囲で構成されるウィンドウをサブウィンドウに分割するウィンドウ分割処理部と、
前記ウィンドウ分割処理部により分割されたサブウィンドウ毎の複素共役積の分布を算出する複素共役積分布算出部と、
注目画素を含むサブウィンドウとその他のサブウィンドウの複素共役積の分布の類似性を算出する類似性算出部と、
前記類似性算出部で算出された類似性から類似性の高いサブウィンドウを判別する判別処理部と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として2枚の画像間の位相差を算出し、
前記複素共役積分布算出部は、複素共役積の分布として、前記ウィンドウ分割処理部により分割されたサブウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差の分布を算出し、
前記類似性算出部は、複素共役積分布の類似性として、注目画素を含むサブウィンドウとその他のサブウィンドウの位相差分布の統計分布を比較しそれらの分布の類似性を算出し、
前記判別処理部は、前記類似性算出部で得られた位相差分布の類似性を表す指標と予め設定した閾値との比較結果に基づいてコヒーレンスを算出する領域として用いるサブウィンドウを判別する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差を算出する位相差算出部でなり、
前記ウィンドウ形状設定部は、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を決定する境界方向決定部と、前記境界方向決定部により決定されたウィンドウ内にある異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向に対応したウィンドウ形状の設定を行う境界方向対応型ウィンドウ形状設定部とでなる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項4に記載の画像処理装置において、
前記境界方向決定部は、
注目画素とその周囲領域にある画素により構成されたウィンドウをサブウィンドウに分割するウィンドウ分割処理部と、
前記ウィンドウ分割処理部により分割されたサブウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差の分布を算出する位相差分布算出部と、
前記位相差分布算出部において算出された注目画素を含むサブウィンドウとその他のサブウィンドウの複素共役積の分布の類似性として、注目画素を含む参照サブウィンドウの位相差の分布と参照ウィンドウ以外のサブウィンドウの位相差の分布を比較しそれらの分布の類似性を算出する類似性算出部と、
前記類似性算出部で算出された類似性に基づいてウィンドウ内における異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を判定する境界方向判定部と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項5に記載の画像処理装置において、
前記境界方向対応型ウィンドウ形状設定部は、
前記境界方向決定部の結果に応じてウィンドウをサブウィンドウに分割する境界方向対応型ウィンドウ分割処理部と、
分割されたサブウィンドウ毎の複素共役積の分布としてサブウィンドウ内に含まれる2枚の画像間の位相差の分布を算出する位相差分布算出部と、
注目画素を含むサブウィンドウの複素共役積分布とその他のサブウィンドウの複素共役積分布の類似性を算出する類似性算出部と、
前記類似性算出部で算出した類似性を基に、類似性の高いサブウィンドウを判別する判別処理部と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差を算出する位相差算出部でなり、
前記ウィンドウ形状設定部は、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を決定する境界方向決定部と、前記境界方向決定部により決定されたウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向がウィンドウ内に複数存在する場合を考慮してウィンドウ形状の設定を行う複数境界方向対応型ウィンドウ形状設定部とでなる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7に記載の画像処理装置において、
前記複数境界方向対応型ウィンドウ形状設定部は、
前記境界方向決定部の結果に応じて異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向に平行な方向にウィンドウをサブウィンドウに分割する境界方向対応型ウィンドウ分割処理部と、
前記境界方向対応型ウィンドウ分割処理部により分割されたサブウィンドウ毎の複素共役積の分布としてサブウィンドウ内に含まれる2枚の画像間の位相差の分布を算出する第1の位相差分布算出部と、
前記第1の位相差分布算出部による算出結果に基づいて注目画素を含むサブウィンドウとその他のサブウィンドウの位相差の分布の類似性を算出する第1の類似性算出部と、
前記第1の類似性算出部で算出した類似性を基づいて類似性の高いサブウィンドウを判別する第1の判別処理部と、
前記境界方向決定部の結果に応じて異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向とは垂直な方向にウィンドウをサブウィンドウに分割する境界方向垂直型ウィンドウ分割処理部と、
前記境界方向垂直型ウィンドウ分割処理部により分割されたサブウィンドウ毎の複素共役積の分布としてサブウィンドウ内に含まれる2枚の画像間の位相差の分布を算出する第2の位相差分布算出部と、
前記第2の位相差分布算出部による算出結果に基づいて注目画素を含むサブウィンドウとその他のサブウィンドウの位相差の分布の類似性を算出する第2の類似性算出部と、
前記第2の類似性算出部で算出した類似性を基づいて類似性の高いサブウィンドウを判別する第2の判別処理部と、
前記第1の判別処理部と前記第2の判別処理部とにより判別されたサブウィンドウの結果を統合し各画素を中心とする所定の範囲においてウィンドウ形状を設定する判別結果統合処理部と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差を算出する位相差算出部でなり、
前記ウィンドウ形状設定部は、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を決定する境界方向決定部と、前記境界方向設定部により決定された異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向に応じて注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウの形状を再設定する初期ウィンドウ形状再設定処理部と、前記初期ウィンドウ形状再設定処理部により再設定された初期ウィンドウの形状を前記境界方向決定部の結果に応じて設定する境界方向対応型ウィンドウ形状設定部とでなる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差を算出する位相差算出部でなり、
前記ウィンドウ形状設定部は、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内において異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の有無を判定する混合領域判定部と、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウの形状を設定するウィンドウ形状設定部と、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を決定する境界方向決定部と、前記境界方向設定部により決定された異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向に応じて注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウの形状を設定する境界方向対応ウィンドウ形状設定部とでなり、
前記コヒーレンス算出部は、前記ウィンドウ形状設定部と前記境界方向対応ウィンドウ形状設定部の出力に基づいて2枚の画像間の複素相関であるコヒーレンスを算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差を算出する位相差算出部でなり、
前記ウィンドウ形状設定部は、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内において異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の有無を判定する混合領域判定部と、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウの形状を設定するウィンドウ形状設定部と、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を決定する境界方向決定部と、前記境界方向決定部により決定されたウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向がウィンドウ内に複数存在する場合を考慮してウィンドウ形状の設定を行う複数境界方向対応型ウィンドウ形状設定部とでなり、
前記コヒーレンス算出部は、前記ウィンドウ形状設定部と前記複数境界方向対応型ウィンドウ形状設定部の出力に基づいて2枚の画像間の複素相関であるコヒーレンスを算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記複素共役積算出部は、2枚の画像間の複素共役積の情報として注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に含まれる画素の2枚の画像間の位相差を算出する位相差算出部でなり、
前記ウィンドウ形状設定部は、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内において異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の有無を判定する混合領域判定部と、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウの形状を設定するウィンドウ形状設定部と、注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向を決定する境界方向決定部と、前記境界方向設定部により決定された異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界の方向に応じて注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウの形状を再設定する初期ウィンドウ形状再設定処理部と、前記初期ウィンドウ形状再設定処理部により再設定された初期ウィンドウの形状を前記境界方向決定部の結果に応じて設定する境界方向対応型ウィンドウ形状設定部とでなり、
前記コヒーレンス算出部は、前記ウィンドウ形状設定部と前記境界方向対応ウィンドウ形状設定部の出力に基づいて2枚の画像間の複素相関であるコヒーレンスを算出する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項10から12までのいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記混合領域判定部は、
注目画素とその周囲の画素により構成されるウィンドウ内において2枚の画像間の位相差分布を算出する位相差分布算出部と、
ウィンドウ内に含まれる2枚の画像間のコヒーレンスを算出するコヒーレンス算出部と、
前記コヒーレンス算出部により算出されたコヒーレンスを有する2枚の画像間の統計的な理論的な位相差分布を算出する理論統計分布算出部と、
前記位相差分布算出部と前記理論統計分布算出部により算出された位相差分布の類似性を算出する類似性算出部と、
前記類似性算出部により算出された類似性に基づいてウィンドウ内に異なるコヒーレンスを有する領域が接する境界が含まれていることを判別する判別処理部と
を有することを特徴とする画像処理装置。
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