JP5137893B2 - Image processing device - Google Patents
Image processing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5137893B2 JP5137893B2 JP2009097895A JP2009097895A JP5137893B2 JP 5137893 B2 JP5137893 B2 JP 5137893B2 JP 2009097895 A JP2009097895 A JP 2009097895A JP 2009097895 A JP2009097895 A JP 2009097895A JP 5137893 B2 JP5137893 B2 JP 5137893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- image data
- luminance value
- correction
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
この発明は、人工衛星や航空機などに搭載された光学センサで地球を撮像した画像を処理する画像処理装置、特にマルチバンド画像に対して生じる撮像波長間で異なる大気散乱・減衰の影響によるホワイトバランスの変化の補正に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus that processes an image obtained by imaging the earth with an optical sensor mounted on an artificial satellite or an aircraft, and in particular, white balance due to the influence of atmospheric scattering / attenuation that differs between imaging wavelengths generated for multiband images. It is related with the correction of the change.
光波が大気中を伝搬するとき、大気中の分子やエアロゾルによって散乱や減衰現象が起こる。人工衛星や航空機などに搭載された光学センサで地球を撮像した場合、地球大気中で散乱や吸収の影響を受けた光波が光学センサで受光される。これらの大気中で起こる光波の散乱や減衰の大きさは、大気中の分子やエアロゾルの種類、季節や気象条件などによって大きく変化する。また、光波の散乱や減衰の大きさは波長間で異なるため、マルチバンド画像では輝度値のホワイトバランスが撮像条件によって変化してしまい画質の劣化を引き起こす原因となる。以上のことから、撮像画像に対して大気中で起こる光波の散乱成分や減衰の影響を除去するような補正処理が必要となる。 When light waves propagate through the atmosphere, scattering and attenuation phenomena occur due to atmospheric molecules and aerosols. When the earth is imaged with an optical sensor mounted on an artificial satellite or an aircraft, a light wave affected by scattering or absorption in the earth atmosphere is received by the optical sensor. The magnitude of the scattering and attenuation of light waves occurring in the atmosphere varies greatly depending on the types of molecules and aerosols in the atmosphere, the season, and weather conditions. In addition, since the magnitudes of light wave scattering and attenuation differ between wavelengths, the white balance of the luminance value varies depending on the imaging conditions in a multiband image, causing deterioration in image quality. From the above, it is necessary to perform correction processing for removing the influence of light wave scattering components and attenuation occurring in the atmosphere on the captured image.
例えば下記特許文献1では、波長が近赤外領域の光波は水分子に殆ど吸収されてしまうという物理特性を用いて、地表に水域がある場所を撮像した画素には地表面からの反射光は含まれず、大気中の散乱・反射成分のみが含まれるため、これらの画素情報を用いて陸域を撮像した画素における大気中の散乱成分を補正している。また、これらの画素情報を用いて他波長帯での大気中の散乱成分を推測することで補正している。
For example, in
上記従来の補正処理方法では、水域を近赤外領域で撮像することによって補正量を算出しているが、近赤外領域または近赤外領域付近に撮像波長帯を持たない光学センサでは補正量の精度が大きく劣化する可能性がある。 In the above-described conventional correction processing method, the correction amount is calculated by imaging the water area in the near infrared region. However, the correction amount is obtained in an optical sensor having no imaging wavelength band in the near infrared region or near the infrared region. There is a possibility that the accuracy of will deteriorate greatly.
また、水域を撮像した画素情報から陸域の画素を補正するため、水域がない地域や水域から遠く離れた地域では大気や気象状況が水域を撮像した画素と異なる場合が考えられ、これによって補正量の精度が大きく劣化する可能性がある。 In addition, in order to correct the land pixels from the pixel information obtained by imaging the water area, the air and weather conditions may be different from the pixels obtained by imaging the water area in areas where there is no water area or far away from the water area. The accuracy of the quantity can be greatly degraded.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、人工衛星や航空機などに搭載される光学センサで地球を撮像した画像、特にマルチバンド画像において、撮像画像の波長帯が分かっていれば、どのような撮像波長帯を持つ光学センサからの撮像画像に対しても大気中の分子やエアロゾルによって起こる光波の散乱や吸収の影響を精度よく補正することが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in an image obtained by imaging the earth using an optical sensor mounted on an artificial satellite or an aircraft, particularly in a multiband image, the wavelength band of the captured image is known. If so, an image processing device capable of accurately correcting the influence of light wave scattering and absorption caused by molecules and aerosols in the atmosphere on an image captured from an optical sensor having any imaging wavelength band. The purpose is to provide.
この発明は、入力された複数の異なる波長帯で撮像された画像データのヒストグラム解析を行うヒストグラム解析部と、前記入力された複数の異なる波長帯で撮像された画像データの撮像波長を求める波長帯情報出力部と、各画像データに対して前記ヒストグラム解析及び撮像波長から、輝度値オフセット補正量を算出して輝度値オフセットの補正処理、および輝度値ゲイン補正量を算出して輝度値ゲインの補正処理を行う波長相関オフセット・ゲイン補正手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置にある。 The present invention provides a histogram analysis unit for performing histogram analysis of image data captured in a plurality of input different wavelength bands, and a wavelength band for obtaining an imaging wavelength of the image data captured in the plurality of input different wavelength bands. From the information output unit and the histogram analysis and imaging wavelength for each image data, the luminance value offset correction amount is calculated to correct the luminance value offset, and the luminance value gain correction amount is calculated to correct the luminance value gain. An image processing apparatus comprising: a wavelength correlation offset / gain correction unit that performs processing.
この発明では、撮像画像の波長帯が分かっていれば、どのような撮像波長帯を持つ光学センサからの撮像画像に対しても大気中の分子やエアロゾルによって起こる光波の散乱や吸収の影響を精度よく補正することができる。 In this invention, if the wavelength band of the captured image is known, the effect of light wave scattering and absorption caused by molecules and aerosols in the atmosphere can be accurately applied to the captured image from the optical sensor having any imaging wavelength band. It can be corrected well.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による画像処理装置の概略的構成を示す図であり、画像入力部1、ヒストグラム解析部2、波長帯情報出力部3、波長相関オフセット補正部4、波長相関ゲイン補正部5、および画像出力部6を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image processing apparatus according to
図1において、複数の異なる波長帯で撮像された画像データが画像入力部1から入力される。入力された画像データをヒストグラム解析部2でヒストグラムを解析することで輝度値補正量を算出する。この補正量が後段の波長相関オフセット補正部4及び波長相関ゲイン補正部5に送られる。また、画像データに応じて波長帯情報出力部3から各画像の撮像波長が波長相関オフセット補正部4及び波長相関ゲイン補正部5に送られる。そして、波長相関オフセット補正部4では各画像データに対して前記補正量及び撮像波長から輝度値オフセット補正量を算出して補正処理を行う。また、波長相関ゲイン補正部5では画像データに対して前記補正及び撮像波長から輝度値ゲイン補正量を算出して補正処理を行う。以上のように輝度値補正処理された複数の画像データが画像出力部6から出力される。なお、波長相関オフセット補正部4及び波長相関ゲイン補正部5で波長相関オフセット・ゲイン補正手段を構成する。
In FIG. 1, image data captured in a plurality of different wavelength bands is input from an
この実施の形態において、波長相関オフセット補正処理部4及び波長相関ゲイン補正部5における輝度値補正処理について以下に示す。
In this embodiment, the luminance value correction processing in the wavelength correlation offset
光波が大気中を伝搬するときに起こる散乱や減衰の大きさは大気中の分子やエアロゾルの種類、季節や気象条件によって大きく変化するが、波長間の関係は大きく変化しない。これは、大気中の分子やエアロゾルの屈折率などの物性値は可視領域でほぼ一定であるため、大気中の分子やエアロゾル光波の散乱や減衰の大きさは大気中の分子やエアロゾル粒子の径に対する光線波長の比で表すことが可能である。従って、複数の異なる波長帯で撮像された各画像データに対して輝度値補正処理を行う場合に各撮像波長帯が分かっていれば、ある波長帯の画像データのみが過補正されることなく波長間でバランスのとれた輝度値補正量を算出することが可能である。波長相関オフセット補正部4及び波長相関ゲイン補正部5では前記の波長間でバランスのとれた輝度値補正量を算出する。
The magnitude of scattering and attenuation that occurs when a light wave propagates through the atmosphere varies greatly depending on the type of molecules and aerosols in the atmosphere, the season, and weather conditions, but the relationship between wavelengths does not change significantly. This is because the physical properties such as the refractive index of molecules and aerosols in the atmosphere are almost constant in the visible region, so the magnitude of scattering and attenuation of atmospheric molecules and aerosol light waves is the size of the molecules and aerosol particles in the atmosphere It is possible to express by the ratio of the light wavelength to. Therefore, if brightness value correction processing is performed for each image data captured in a plurality of different wavelength bands, if each imaging wavelength band is known, only the image data in a certain wavelength band is overcorrected. It is possible to calculate a luminance value correction amount that is balanced between the two. The wavelength correlation
波長相関オフセット補正部4では画像データに対して輝度値オフセット補正を行う。このときの輝度値オフセット補正処理は、画像データをS(x,y)、撮像波長をλ、補正パラメータをA及びm、として例えば下記式(1)で表される。
The wavelength correlation
S(x,y)−(A/λm) 2<m<4 (1) S (x, y) − (A / λ m ) 2 <m <4 (1)
ここで、大気中の散乱により発生する撮像画像の輝度値オフセット量を波長帯400〜1000nmにおいて4パターンの大気条件でシミュレーション計算を行い、波長λに対して指数関数λ−mを各シミュレーション結果にフィッティングしたときの残差(フィッティングエラー)を図2に示す。図2では、横軸に補正パラメータm、縦軸にフィッティングエラーを相対値で示している。図2に示す結果より、補正パラメータm=3のときに最もフィッティングエラーが最小となっている。これより、大気中の散乱により発生する撮像画像の輝度値オフセット量は波長λに対して補正パラメータmを2<m<4の領域内でとる指数関数λ−mで近似することでフィッティングエラーを低減することが可能である。すなわち、輝度値オフセット補正量の波長分散を指数関数λ−mとすることで、適切な波長間輝度値オフセット補正量を算出することが可能である。 Here, simulation calculation is performed on the brightness value offset amount of the captured image generated by scattering in the atmosphere in the atmospheric condition of four patterns in the wavelength band of 400 to 1000 nm, and an exponential function λ −m is obtained for each simulation result with respect to the wavelength λ. FIG. 2 shows the residual (fitting error) when fitting. In FIG. 2, the horizontal axis represents the correction parameter m, and the vertical axis represents the fitting error as a relative value. From the results shown in FIG. 2, the fitting error is the smallest when the correction parameter m = 3. As a result, the luminance value offset amount of the picked-up image generated by scattering in the atmosphere is approximated by an exponential function λ −m that takes the correction parameter m in the region of 2 <m <4 with respect to the wavelength λ. It is possible to reduce. That is, by setting the chromatic dispersion of the luminance value offset correction amount to the exponential function λ- m , it is possible to calculate an appropriate inter-wavelength luminance value offset correction amount.
次に波長相関ゲイン補正部5では、画像データに対して輝度値ゲイン補正を行う。このときの輝度値ゲイン補正処理は、画像データをS’(x,y)、撮像波長λを、補正パラメータをB及びτ0及びnとして例えば下記式(2)で表される。
Next, the wavelength correlation
S’(x,y)/(τ0−(B/λn)) 1<n<3 (2) S ′ (x, y) / (τ 0 − (B / λ n )) 1 <n <3 (2)
ここで、大気透過率により発生する撮像画像の輝度値減衰を波長帯400〜1000nmにおいて4パターンの大気条件でシミュレーション計算を行い、波長λに対して補正関数τ0−(B/λn)を各シミュレーション結果にフィッティングしたときのフィッティングエラーを図3に示す。図3では、横軸に補正パラメータn、縦軸にフィッティングエラーを相対値で示している。図3に示す結果より、補正パラメータn=2のときに最もフィッティングエラーが最小となっている。これより、大気透過率により発生する撮像画像の輝度値減衰は波長λに対して補正パラメータnを1<n<3の領域内でとる補正関数τ0−(B/λn)で近似することでフィッティングエラーを低減可能である。すなわち、輝度値ゲイン補正の波長分散を補正関数τ0−(B/λn)とすることで、適切な波長間輝度値ゲイン補正量を算出することが可能である。 Here, the brightness value attenuation of the captured image generated by the atmospheric transmittance is simulated and calculated in four patterns of atmospheric conditions in the wavelength band of 400 to 1000 nm, and the correction function τ 0 − (B / λ n ) is calculated for the wavelength λ. FIG. 3 shows a fitting error when fitting to each simulation result. In FIG. 3, the horizontal axis represents the correction parameter n, and the vertical axis represents the fitting error as a relative value. From the results shown in FIG. 3, the fitting error is the smallest when the correction parameter n = 2. Thus, the luminance value attenuation of the captured image caused by the atmospheric transmittance should be approximated by a correction function τ 0 − (B / λ n ) that takes the correction parameter n within the region of 1 <n <3 with respect to the wavelength λ. Can reduce the fitting error. That is, by setting the chromatic dispersion of the luminance value gain correction as the correction function τ 0 − (B / λ n ), an appropriate inter-wavelength luminance value gain correction amount can be calculated.
また、大気透過率により発生する撮像画像の輝度値減衰を波長帯400〜1000nmにおいて4パターンの大気条件でシミュレーション計算を行い、波長λに対して補正関数τ0−(B/λn)を各シミュレーション結果にフィッティングしたときのフィッティングエラーを図4に示す。図4では、横軸に補正パラメータBを底が10の対数で、縦軸にフィッティングエラーを相対値で示している。図4に示す結果より、大気透過率により発生する撮像画像の輝度値減衰は、波長λに対して補正パラメータBを4<log10B<5の領域内でとる補正関数(τ0−(B/λn))−1で近似することでフィッティングエラーを低減することが可能である。すなわち、輝度値ゲイン補正の波長分散を補正関数(τ0−(B/λn))−1とすることで、適切な波長間輝度値ゲイン補正量を算出することが可能である。 Further, the brightness value attenuation of the picked-up image generated by the atmospheric transmittance is simulated and calculated under four patterns of atmospheric conditions in the wavelength band of 400 to 1000 nm, and the correction function τ 0 − (B / λ n ) is calculated for each wavelength λ. FIG. 4 shows a fitting error when fitting to the simulation result. In FIG. 4, the horizontal axis represents the correction parameter B, the logarithm of the base 10 and the vertical axis represents the fitting error as a relative value. From the results shown in FIG. 4, the brightness value attenuation of the captured image caused by the atmospheric transmittance is a correction function (τ 0 − (B that takes the correction parameter B within the region of 4 <log 10 B <5 with respect to the wavelength λ. It is possible to reduce the fitting error by approximating with / λ n )) −1 . That is, by setting the chromatic dispersion of the luminance value gain correction to the correction function (τ 0 − (B / λ n )) −1 , it is possible to calculate an appropriate inter-wavelength luminance value gain correction amount.
この実施の形態において、前記式(1)の補正パラメータA及び前記式(2)の補正パラメータτ0及びBは、ヒストグラム解析部2で各画像データのヒストグラム解析を行った結果から決定することが可能である。
In this embodiment, the correction parameter A of the equation (1) and the correction parameters τ 0 and B of the equation (2) are determined from the result of the histogram analysis of each image data by the
例えば、画像データのヒストグラム演算により各画素値に対する頻度を求め、頻度の重心演算を行う。そして、頻度の重心となる画素値が画像データ間で一致するように各画像データに対する輝度値オフセット補正量及び輝度値ゲイン補正量を求め、各画像データすなわち各撮像波長に対する補正量に補正関数Aλ−m及び(τ0−(B/λn))−1をフィッティングすることで前記式(1)の補正パラメータA及び前記式(2)の補正パラメータτ0及びBを求めることが可能である。 For example, the frequency for each pixel value is obtained by histogram calculation of image data, and the center of gravity of the frequency is calculated. Then, the luminance value offset correction amount and the luminance value gain correction amount for each image data are obtained so that the pixel value serving as the center of frequency coincides between the image data, and the correction function Aλ is added to each image data, that is, the correction amount for each imaging wavelength. By fitting −m and (τ 0 − (B / λ n )) −1 , it is possible to obtain the correction parameter A of the equation (1) and the correction parameters τ 0 and B of the equation (2). .
また、画像データの最小画素値と最大画素値が各画像データ間でほぼ一致するように各画像データに対する輝度値オフセット補正量及び輝度値ゲイン補正量を求め、各画像データすなわち各撮像波長に対する補正量に補正関数Aλ−m及び(τ0−(B/λn))−1をフィッティングすることで前記式(1)の補正パラメータA及び前記式(2)の補正パラメータτ0及びBを求めることが可能である。 In addition, the luminance value offset correction amount and the luminance value gain correction amount for each image data are obtained so that the minimum pixel value and the maximum pixel value of the image data are substantially the same between the image data, and the correction is performed for each image data, that is, each imaging wavelength. By fitting the correction function Aλ −m and (τ 0 − (B / λ n )) −1 to the quantity, the correction parameter A of the equation (1) and the correction parameter τ 0 and B of the equation (2) are obtained. It is possible.
また、前記式(1)に示す補正パラメータAは、光波が大気中を伝搬する際に生じる大気散乱量を複数の異なる波長で測定し、その大気散乱量測定値から決定することが可能である。このように実測値を用いることによって、より厳密に補正パラメータAを決定することが可能である。 Further, the correction parameter A shown in the equation (1) can be determined from the atmospheric scattering amount measurement values obtained by measuring the atmospheric scattering amount generated when the light wave propagates in the atmosphere at a plurality of different wavelengths. . In this way, the correction parameter A can be determined more strictly by using the actually measured value.
また、前記式(2)に示す補正パラメータτ0及びBは、光波が大気中を伝搬する際に生じる減衰量を複数の異なる波長で測定し、その減衰量測定値から決定することが可能である。このように実測値を用いることによって、より厳密に補正パラメータτ0及びBを決定することが可能である。 Further, the correction parameters τ 0 and B shown in the above equation (2) can be determined from measured attenuation values obtained by measuring the attenuation amount generated when the light wave propagates in the atmosphere at a plurality of different wavelengths. is there. In this way, the correction parameters τ 0 and B can be determined more strictly by using the actually measured values.
この実施の形態において、波長帯情報出力部3から各画像データの撮像波長を出力する手段として、例えば、予め画像データファイルのヘッダに撮像波長を記述しておき、ヘッダ部分から撮像波長を読み取って出力することが可能である。
In this embodiment, as means for outputting the imaging wavelength of each image data from the wavelength band
また、画像データファイルのヘッダに撮像波長が記述されていなくても良い。例えば、波長帯情報出力部3に初期データとして各画像データの識別番号と撮像波長データを格納しておき、画像入力部1で入力された画像データの識別番号を抽出して前記格納データと照合することで各画像データに応じた撮像波長を出力することが可能である。
The imaging wavelength may not be described in the header of the image data file. For example, the identification number of each image data and imaging wavelength data are stored as initial data in the wavelength band
また、画像データファイルがヘッダを持っていなくても良い。例えば、波長帯情報出力部3に初期データとして各画像データの撮像タイムテーブルと撮像波長データを格納しておき、画像入力部1に入力された時間から画像データを識別して撮像波長を出力することが可能である。
The image data file may not have a header. For example, the imaging time table and imaging wavelength data of each image data are stored as initial data in the wavelength band
この実施の形態において、各画像データは単波長ではなく任意の幅を持つ波長帯で撮像されたデータであり、波長相関オフセット補正部4及び波長相関ゲイン補正部5で補正量を求める際に用いる撮像波長は、例えば、撮像波長帯の中心波長を選択する。また、撮像波長帯における光学センサの分光感度特性分布の半値全幅を求め、半値全幅に対応する波長帯の中心波長を選択しても良い。また、任意の幅を持つ波長帯で撮像された画像データでは、例えば、撮像波長帯における光学センサの分光感度特性分布の重心となる波長を選択しても良い。
In this embodiment, each image data is not a single wavelength but data that is captured in a wavelength band having an arbitrary width, and is used when the wavelength correlation offset
この実施の形態において、画像入力部1から入力された各画像データは、波長相関オフセット補正部4及び波長相関ゲイン補正部5で輝度値補正処理された後、各画像データそれぞれが画像出力部6から出力される以外にも、異なる波長帯で撮像された画像データを複数合成することで新たに画像を生成することが可能である。例えば、450nm近傍で撮像された画像データを青、550nm近傍で撮像された画像データを緑、650nm近傍で撮像された画像データを赤、にそれぞれ割り当てることでカラー画像データを生成することが可能である。
In this embodiment, each image data input from the
また、紫外領域や赤外領域の波長帯で撮像した画像データに色を付けて合成することで、普段は人間の目に見えない光を視覚化することが可能である。 In addition, it is possible to visualize light that is normally invisible to the human eye by adding color to image data captured in the wavelength band of the ultraviolet region or infrared region.
また、高分解能のパンクロマティック画像(単色画像)と、低解像度の450nm近傍で撮像された画像データを青、550nm近傍で撮像された画像データを緑、650nm近傍で撮像された画像データを赤、にそれぞれ割り当てたカラー画像データと合成することで、高分解能のカラー画像を生成することが可能である。 Also, high-resolution panchromatic images (monochromatic images), low-resolution image data captured near 450 nm in blue, image data captured in the vicinity of 550 nm in green, and image data captured in the vicinity of 650 nm in red, It is possible to generate a high-resolution color image by synthesizing with the color image data respectively assigned to.
以上のことからこの発明では、大気中で起こる光波の散乱や吸収による撮像画像の輝度値変化量を波長をパラメータとした補正関数で表しているため、撮像画像の波長帯が分かっていれば、どのような撮像波長帯を持つ光学センサからの撮像画像に対しても大気中で起こる光波の散乱や吸収の影響を補正することが可能である。 As described above, in the present invention, since the brightness value change amount of the captured image due to scattering and absorption of light waves occurring in the atmosphere is represented by a correction function using the wavelength as a parameter, if the wavelength band of the captured image is known, It is possible to correct the influence of light wave scattering and absorption that occur in the atmosphere on an image captured from an optical sensor having any imaging wavelength band.
また、複数の異なる波長帯で撮像した画像データを合成する場合、ある波長帯の撮像画像のみが過補正されることを防ぐことが可能である。例えば、画像全体が森林(緑色)の場合や海面(青色)を、450nm近傍で撮像された画像データを青、550nm近傍で撮像された画像データを緑、650nm近傍で撮像された画像データを赤、にそれぞれ割り当てたカラー画像データであっても、ある波長帯が過補正されることによる輝度値(色)の偏りを生じさせることなくカラー画像を生成することが可能である。 Further, when combining image data captured in a plurality of different wavelength bands, it is possible to prevent only a captured image in a certain wavelength band from being overcorrected. For example, if the entire image is forest (green) or the sea surface (blue), the image data captured near 450 nm is blue, the image data captured near 550 nm is green, and the image data captured near 650 nm is red Even when the color image data is assigned to each of the color images, it is possible to generate a color image without causing a bias in luminance value (color) due to overcorrection of a certain wavelength band.
実施の形態2.
上記実施の形態1では、複数の異なる波長帯で撮像した画像を撮像波長帯に応じて輝度値補正をした後、各画像データを合成することでマルチスペクトル画像を生成している。ここで、画像入力部1から入力される各画像は、撮像波長帯によって異なる光学センサの感度の影響を受けており、撮像波長帯間で輝度値にばらつきが生じる。この輝度値ばらつきが生成されるマルチスペクトル画像の画質劣化の原因となる。
In
次に、光学センサの感度特性がマルチスペクトル(マルチバンド)画像の画質劣化に与える影響を除去するための実施の形態を示す。 Next, an embodiment for removing the influence of the sensitivity characteristics of the optical sensor on the image quality degradation of the multispectral (multiband) image will be described.
図5はこの発明の実施の形態2による画像処理装置の概略的構成を示す図である。図5の装置は実施の形態1の装置において、さらに光学センサの感度がマルチバンド画像の画質劣化に与える影響を除去するようにした装置である。図5において、図1の装置と同一もしくは相当部分は同一符号で示す。図5の7は感度レベル補正部である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an image processing apparatus according to
実施の形態2は、画像入力部1の後段に感度レベル補正部7を配置している。画像入力部1に入力された画像データに応じて波長帯情報出力部3から画像の撮像波長帯データが感度レベル補正部7に入力される。感度レベル補正部7では、波長帯情報出力部3から入力画像データの撮像波長を用いて、光学センサの感度特性が一様になるように入力画像データの輝度値補正処理を行う。
In the second embodiment, a sensitivity level correction unit 7 is arranged at the subsequent stage of the
この実施の形態において、感度レベル補正部7では、各画像データの撮像波長と画像データに対する補正量を初期データとして格納しておき、波長帯情報出力部3から入力される撮像波長と前記格納データと照合することで補正量を抽出し、各画像データに対する輝度値補正処理を行う。
In this embodiment, the sensitivity level correction unit 7 stores the imaging wavelength of each image data and the correction amount for the image data as initial data, and the imaging wavelength input from the wavelength band
感度レベル補正部7で行う輝度値補正処理について、例えば、以下のような手段が考えられる。光学センサの分光感度分布をR(λ)、ある画像データの撮像波長帯を[λ1,λ2]として、光学センサの感度が一定値Rconstとなるように、ある撮像波長帯mに対する補正量Cmを下記式(3)のように定義する。 For example, the following means can be considered for the brightness value correction processing performed by the sensitivity level correction unit 7. Assuming that the spectral sensitivity distribution of the optical sensor is R (λ) and the imaging wavelength band of certain image data is [λ 1 , λ 2 ], the correction for the imaging wavelength band m is performed so that the sensitivity of the optical sensor becomes a constant value R const. The quantity C m is defined as in the following formula (3).
Cm=Rconst/(∫λ1 λ2 R(λ)dλ) (3) C m = R const / (∫ λ1 λ2 R (λ) dλ) (3)
また、前記補正値Cmは、光学センサの平均分光特性をR0、画像データの撮像波長帯をΔλとして式(4)のように簡単に表すことも可能である。 Further, the correction value C m can be simply expressed as in equation (4) where R 0 is the average spectral characteristic of the optical sensor and Δλ is the imaging wavelength band of the image data.
Cm=Rconst/(τ0Δλ) (4) C m = R const / (τ 0 Δλ) (4)
そして、入力された画像データを補正量Cmで除算することで、画像データの輝度値補正を行う。 Then, by dividing the correction amount C m input image data, performs the brightness value correction of the image data.
以上のように、波長帯情報出力部3からの撮像波長帯データと感度レベル補正部7に格納されている光学センサの分光感度特性から、例えば上記式(3)や式(4)などを用いて感度特性補正値を求めることが可能である。
As described above, from the imaging wavelength band data from the wavelength band
そして、各画像に応じた感度特性補正を用いて輝度値を補正することで、撮像波長帯で光学センサの感度特性が異なることによる輝度値ばらつきを除去することが可能である。 Then, by correcting the luminance value using sensitivity characteristic correction corresponding to each image, it is possible to remove luminance value variation due to the sensitivity characteristic of the optical sensor being different in the imaging wavelength band.
以上のことから、この実施の形態の画像処理装置は、画像入力部1の後段に感度レベル補正部7を配置することによって、撮像波長帯で異なる光学センサの感度特性がマルチスペクトル画像の画質劣化に与える影響を除去することが可能である。ある撮像波長帯の輝度値(色)に偏ることのないマルチスペクトル画像を生成することが可能である。
As described above, in the image processing apparatus according to this embodiment, the sensitivity level correction unit 7 is arranged at the subsequent stage of the
なお、上記各実施の形態では、波長相関オフセット補正部4による輝度値オフセット補正処理を行った後に波長相関ゲイン補正部5による輝度値ゲイン補正処理を行っている。これら輝度値オフセット補正と輝度値ゲイン補正の順番はどちらが先でもよいが、先に輝度値ゲイン補正を行うと、ヒストグラム解析部2で算出した輝度値オフセット補正量が変化してしまうため、再度輝度値オフセット補正量を算出する必要があり、計算処理負荷が大きくなる。そのため、波長相関オフセット補正部4による輝度値オフセット補正処理を行った後に波長相関ゲイン補正部5による輝度値ゲイン補正処理を行った方が計算処理負荷を小さくすることが可能である。
In each of the above embodiments, the luminance value gain correction processing by the wavelength correlation
1 画像入力部、2 ヒストグラム解析部、3 波長帯情報出力部、4 波長相関オフセット補正処理部、5 波長相関ゲイン補正部、6 画像出力部、7 感度レベル補正部。 1 image input unit, 2 histogram analysis unit, 3 wavelength band information output unit, 4 wavelength correlation offset correction processing unit, 5 wavelength correlation gain correction unit, 6 image output unit, and 7 sensitivity level correction unit.
Claims (5)
前記入力された複数の異なる波長帯で撮像された画像データの撮像波長を求める波長帯情報出力部と、
各画像データに対して前記ヒストグラム解析及び撮像波長から、輝度値オフセット補正量を算出して輝度値オフセットの補正処理、および輝度値ゲイン補正量を算出して輝度値ゲインの補正処理を行う波長相関オフセット・ゲイン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 A histogram analysis unit that performs histogram analysis of image data captured in a plurality of different input wavelength bands;
A wavelength band information output unit for obtaining an imaging wavelength of image data captured in the plurality of different input wavelength bands;
Wavelength correlation for calculating a luminance value offset correction amount by calculating the luminance value offset correction amount from the histogram analysis and imaging wavelength for each image data, and calculating a luminance value gain correction amount and correcting the luminance value gain. Offset / gain correction means;
An image processing apparatus comprising:
S(x,y)−(A/λm) 2<m<4
で表される輝度値オフセット補正処理を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 A wavelength correlation offset correction unit that performs luminance value offset correction processing of the wavelength correlation offset / gain correction unit uses the imaging wavelength λ, parameters A and m for the image data S (x, y),
S (x, y)-(A / λ m ) 2 <m <4
The image processing apparatus according to claim 1, wherein a luminance value offset correction process represented by:
S’(x,y)/(τ0−(B/λn)) 1<n<3
で表される輝度値ゲイン補正処理を行うことを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。 The wavelength correlation gain correction unit that performs the luminance value gain correction processing of the wavelength correlation offset / gain correction unit uses the imaging wavelength λ, the correction parameter B, and τ 0 and n for the image data S ′ (x, y). S ′ (x, y) / (τ 0 − (B / λ n )) 1 <n <3
The image processing apparatus according to claim 1, wherein a luminance value gain correction process represented by:
S’(x,y)/(τ0−(B/λn)) 4<log10B<5
で表される輝度値ゲイン補正処理を行うことを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。 The wavelength correlation gain correction unit that performs the luminance value gain correction processing of the wavelength correlation offset / gain correction unit uses the imaging wavelength λ, the correction parameter B, and τ 0 and n for the image data S ′ (x, y). S ′ (x, y) / (τ 0 − (B / λ n )) 4 <log 10 B <5
The image processing apparatus according to claim 1, wherein a luminance value gain correction process represented by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009097895A JP5137893B2 (en) | 2009-04-14 | 2009-04-14 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009097895A JP5137893B2 (en) | 2009-04-14 | 2009-04-14 | Image processing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010251958A JP2010251958A (en) | 2010-11-04 |
JP5137893B2 true JP5137893B2 (en) | 2013-02-06 |
Family
ID=43313816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009097895A Expired - Fee Related JP5137893B2 (en) | 2009-04-14 | 2009-04-14 | Image processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5137893B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5921311B2 (en) * | 2012-04-23 | 2016-05-24 | 三菱電機株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
JP6747436B2 (en) * | 2015-05-28 | 2020-08-26 | 日本電気株式会社 | Image processing apparatus, image processing system, image processing method, and computer program |
JP6884043B2 (en) * | 2017-06-09 | 2021-06-09 | 国立大学法人宇都宮大学 | Information processing device |
US10650498B2 (en) | 2018-08-02 | 2020-05-12 | Nec Corporation | System, method, and non-transitory, computer-readable medium containing instructions for image processing |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3348834B2 (en) * | 1998-10-26 | 2002-11-20 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ | Method and apparatus for estimating concentration of substance in water, recording medium |
US20060126959A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-15 | Digitalglobe, Inc. | Method and apparatus for enhancing a digital image |
-
2009
- 2009-04-14 JP JP2009097895A patent/JP5137893B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010251958A (en) | 2010-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11193830B2 (en) | Spectrocolorimeter imaging system | |
KR101000623B1 (en) | Method for detecting and correcting chromatic aberration, and image processing apparatus and method using the same | |
CN104390703B (en) | For the method determining the calibration parameter of spectrometer | |
JP2669600B2 (en) | Automatic cross color removal | |
JP4323991B2 (en) | Spectral reflectance measuring device, film thickness measuring device, and spectral reflectance measuring method | |
JP4216209B2 (en) | Film thickness measuring method and apparatus | |
CN109979382B (en) | Screen transmission spectrum-based color correction method and system for under-screen imaging system | |
JP2008154008A5 (en) | ||
JP5137893B2 (en) | Image processing device | |
CN108154479A (en) | A kind of method that remote sensing images are carried out with image rectification | |
CN108259865A (en) | A kind of color imaging method and system based on single pixel detector | |
JP2007172512A (en) | Method for quantitative evaluation of image quality, system thereof and program for calculating quantitative evaluation of image quality | |
JP5921311B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
JP4174707B2 (en) | Spectroscopic measurement system, color reproduction system | |
JP2008206163A (en) | Color image processor | |
JP2018205037A (en) | Evaluation device, evaluation program, and method for evaluation | |
EP3993382A1 (en) | Colour calibration of an imaging device | |
KR101946581B1 (en) | Panel Inspection Method | |
WO2022070774A1 (en) | Image analysis method, image analysis device, program, and recording medium | |
Simi et al. | Night vision imaging spectrometer (NVIS) performance parameters and their impact on various detection algorithms | |
JP7308443B2 (en) | Evaluation device, authenticity evaluation method and program | |
WO2020003673A1 (en) | Spectral sensitivity measurement method for image sensors, inspection method for spectral sensitivity measurement devices, and spectral sensitivity measurement device | |
JPWO2016208142A1 (en) | Image processing system, image processing method, and computer-readable recording medium | |
JP4915517B2 (en) | Spectral radiance spectrum processing method and color monitor calibration method using the same | |
US20240068870A1 (en) | Optical characteristic measuring apparatus, wavelength shift correcting apparatus, wavelength shift correction method, and program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121009 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121016 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121113 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |