JP5274291B2 - 画像表示処理装置及び画像表示処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、画像表示処理技術に関し、特に、高空から撮影した衛星画像等の画像表示処理技術に関する。
高空から撮影した衛星画像等の中には、ＲＧＢ（赤・緑・青）などの各センサに対応して、一定の波長領域（波長帯：バンド）の放射輝度値を記録した複数のバンドで構成されているものがある。その中には、一般的な青波長領域（Ｂ）、緑波長領域（Ｇ）、赤波長領域（Ｒ）を記録したものだけでなく、例えば近赤外などを含めた４バンド以上の波長領域を捉えたものがある。４バンド以上の波長領域を捉えた衛星画像の場合には、それらの画像を表示する際に、各バンドを一般的なディスプレイに表示させるためには、例えば液晶表示パネルでは、光の３原色であるＲ・Ｇ・Ｂの３種類のカラーフィルタを用いて、赤・緑・青のそれぞれのドット（画素）をつくり、その組合せでさまざまな色を表現するため、一度に３バンド分の情報しか表示できない。そこで、４以上の波長領域にわたる画像を表示させるためには、それぞれのバンドを３原色に割り当てる必要がある。下記非特許文献にも記載があるように、３原色に対応する青、緑、赤の波長のバンドをそのまま３原色に割り当てると天然色に近い色が得られる（これを「トゥルーカラー」と呼ぶ）。加えて、人間の目には見えない近赤外波長のバンドを使うことにより植生を強調させた色を得ることもできる（「フォールスカラー」と呼ぶ）。
「図解リモートセンシング」、ｐｐ．１８８〜１９３．日本リモートセンシング研究会編（１９９８年）
上記の非特許文献１に記載されている方法を用いると、画像全体に対して１つの表示方法の割り当てしかできない。そのため、画像に写っている単一の目的物に対応した表示方法しかできないのである。例えば、図３のように、森林領域と水領域とが混在している衛星画像において、森林領域を強調するためにフォールスカラー合成を用いると、水領域は暗く見難いものになってしまう。これは、近赤外波長が水に吸収されやすいからである。このように上記の方法では、複数の目的物を見やすい方法で表示させることができなかった。本発明は、同一画面で複数の目的物を最適表示させることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像表示処理技術では、画像の上に地物の属性情報（分類情報）が記録された領域データを重ね合わせて、その属性情報に応じて画像の表示方法を変化させることを特徴とする。
本発明の一観点によれば、Ｎ色（Ｎは３以上の整数）モニタ上に、Ｍ（ＭはＮ以上の整数）のバンドで撮影された複数（例えばＮからＭまで）の撮影画像に基づいて画像を表示させるための画像表示装置であって、前記画像データ及び前記領域データは記憶装置に記憶されており、位置合わせされた前記複数の撮影画像の重ね合わせに対して、撮影画像上の被覆分類に基づいて領域を画定し、それぞれの領域毎に、前記複数の撮影画像のうちのいずれのバンドで撮影された撮影画像を割り当てるかに関する第１の属性情報と、各バンドに対して画像上の輝度値とモニタ上の表示輝度値との対応関係を示す第２の属性情報と、を定めた領域データに基づいて、前記画像表示を行うための前記画像データの処理を行う画像表示処理部を有することを特徴とする画像表示処理装置が提供される。
入力部の操作により前記第１の属性情報又は前記第２の属性情報の少なくともいずれか一方を再調整する領域データ編集処理部を有することが好ましい。この変更が確定されると、その変更内容が表示に反映されるようにするのが好ましい。
前記入力部の操作により、前記領域データ編集処理部により再調整された前記第１の属性情報又は前記第２の属性情報の少なくともいずれか一方について、前記記憶装置に記憶されている前記領域データが更新されるようにするのが好ましい。
本発明の他の観点によれば、Ｎ色（Ｎは３以上の整数）モニタ上に、Ｍ（ＭはＮ以上の整数）のバンドで撮影された複数の撮影画像に基づいて画像を表示させるための画像表示処理方法であって、前記画像データ及び前記領域データは記憶装置に記憶されており、位置合わせされた前記複数の撮影画像の重ね合わせに対して、撮影画像上の被覆分類に基づいて領域が画定され、それぞれの領域毎に、前記複数の撮影画像のうちのいずれのバンドで撮影された撮影画像を割り当てるかに関する第１の属性情報と、各バンドに対して画像上の輝度値とモニタ上の表示輝度値との対応関係を示す第２の属性情報と、を定めた領域データに基づいて、前記画像表示を行うための前記画像データの処理を行う画像表示処理ステップを有することを特徴とする画像表示処理方法が提供される。また、本発明は、上記画像処理方法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するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。
本発明によれば、一度に同一画面で複数の目的物に最適化した表示させることが可能となるため、表示処理が簡単になるという利点がある。
本明細書において、多バンド（Ｎバンド）とは、例えばモニタが３原色であれば、３バンド以上であり、特に４バンド以上である場合を言う。
以下に、本発明の一実施の形態による画像表示処理技術について図面を参照しながら説明を行う。図１は本発明の一実施の形態による画像表示装置を含むシステムの一構成例を示す図である。本実施の形態による画像表示処理装置は、実際には例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの情報処理装置１００により構成されている情報処理装置１００は、ＲＯＭやＨＤＤなどの記憶装置１０１を有している。この記憶装置１０１には、例えば衛星から撮影した画像データ１０２及び領域データ１０３が格納されている。
情報処理装置１００は、例えばＣＰＵなどにより構成され、ＨＤＤやＲＯＭなどに格納されている画像表示処理プログラムに基づいて画像表示処理が実行される画像表示処理部１０４を有している。画像表示処理部１０４は、画像表示手段を有しており、画像データ１０２と領域データ１０３とに基づいて、画像データ１０２をモニタ（出力部：ＬＣＤ表示装置などの表示手段）１０８に表示させる。モニタ１０８は、例えば、光の３原色であるＲ・Ｇ・Ｂの３種類のカラーフィルタを用いて、赤・緑・青のそれぞれのドット（画素）をつくり、その組合せでさまざまな色を表現することができる。もちろん、原色系ではなく補色系のモニタでも良い。３色以上のカラーフィルタにより構成されていても良い。
画像表示手段１０５により画像データ１０２がどのようにモニタ１０８に表示されるかが自動的に決定される。さらに、情報処理装置１００は、領域データ編集処理部（同様に、プログラムにより実行することができる）１０６を有していても良い。操作者（ユーザ）１０７は、モニタ１０８を見ながら、キーボード１０９、マウス１１０などの入力装置を用いて領域データの属性情報等の編集処理を行うことができる。
図２は、本実施の形態による画像表示に関連する処理の流れを示すフローチャート図であり、図２（ａ）は図１の画像表示手段による画像表示処理、図２（ｂ）は図１の領域データ編集処理部による画像編集処理の流れを示す図である。
図２（ａ）に示すように、画像表示処理が開始されると（Ｓｔａｒｔ）、ステップＳ２００において、画像の各ピクセルに対して、その上に重なる領域データを上記位置情報に基づいて検索する。次いで、ステップＳ２０１において、領域データの属性情報（後述する図４に示すような、バンド割当情報、バンドヒストグラム情報）を参照し、そこに記述されているモニタ（ディスプレイ）の３原色への割り当てバンド情報から、表示すべきバンドを決定する。次いで、ステップＳ２０２において、画像表示処理部１０４は、領域データの属性情報を参照し、そこに記述されているヒストグラム情報を用いて各バンドの輝度調整を行う。次いで、ステップＳ２０３において、上記の処理に基づく表示処理を行い、処理を終了する（ｅｎｄ）。
図２（ｂ）に示すように、編集処理を開始すると（ｓｔａｒｔ）、ステップＳ２１０において、編集処理を行う旨の操作が行われたか否かを検出し、ＹｅｓであればステップＳ２１１において、図２（ａ）のステップＳ２０１、Ｓ２０２の決定処理・輝度調整処理の再調整を行う。次いで、再調整したデータを更新するか否かを決定し、更新する場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１３に進み、領域データ・ヒストグラム調整テーブルの更新処理を行い、処理を終了する（ｅｎｄ）。
図３は、本実施の形態による画像表示手段１０５における画像表示の一例を示す図である。図３に示すように、画像３００は、５つのそれぞれ異なる波長領域帯を撮影した多（Ｎ）バンド（Ｎは３以上の整数である。ここでは、Ｎ＝５の場合を例にしている。）３０１〜３０５に対応し重ねられる画像から構成されている。例えば、３０４から３０２がＲＧＢ、３０１が紫、３０５が近赤外のバンドである。また、画像３００は位置情報を有している。その上に領域データ３１０がフィルタとして重ねられている。
図３に示す画像３００は、位置情報として、例えば、図３の配置において、長方形の平面の左上端に原点をもち、ヨコ方向（右方向）にｘ軸、タテ方向（下方向）にｙ軸をもち、それぞれの画像データ３００（３０１から３０５）が、同じ原点で位置合わせされて重ねられている。
領域データ３１０は、その中に地上の被覆分類を示すデータ、例えばデータ３１１から３１４までを有している。ここでは、３１１が湖領域、３１２が森領域、３１３が都市領域、３１４が海領域である。これらの領域データは、画像データの一部として直接モニタ画面上に表示されるものではないが、領域データの内容を変更したり、確認したりする場合は、データの編集を支援するために表示させることができるようになっている。
この領域データ３１０も位置情報を有している。すなわち、図３の配置において、長方形の平面の左上端に原点をもち、ヨコ方向（右方向）にｘ軸、タテ方向（下方向）にｙ軸をもち、画像データ３００（３０１から３０５）と、同じ原点をもって位置合わせされて重ねられている。この位置情報を元に画像の位置情報を介して画像３００と位置について対応付け（関連付け）がなされている。
領域内の被覆分類を示すデータ３１１〜３１４の属性情報に従って、画像３００の表示方法が決定される。この領域データの作成方法としては、既存の土地被覆分類情報を領域データにするか、または、画像３００からリモートセンシングソフトウェアを用いて分類し領域を画定する方法が挙げられる。
図４は、図３に示すデータ３１１〜３１４に関連付けされている属性情報の詳細な構成例を示すテーブル４００である。属性情報としては、各領域データ（ＩＤ＝１、２、３、…）毎のＲＧＢの各バンド割当て（図３に示すバンドの割当て）と、バンドヒストグラムの割当て（図５に示す輝度のヒストグラムの割当て）との例が記載されている。図４に示す属性情報のテーブルのカラムは、ＩＤと、湖、都市などの領域の名前４１０と、Ｒバンド割り当てバンド番号４２０と、Ｇバンド割り当てバンド番号４３０と、Ｂバンド割り当てバンド番号４４０と、Ｒバンドヒストグラム番号４５０と、Ｇバンドヒストグラム番号４６０と、Ｂバンドヒストグラム番号４７０と、を有して構成されている。
名前４１０には、地上の被覆分類における名称など領域を示す名称等を記述する。Ｒバンド割り当てバンド番号４２０〜Ｂバンド割り当てバンド番号４４０までは、ディスプレイの３原色（ここではＲＧＢ）にそれぞれ割り当てる画像３００のバンド番号を記述する。Ｒバンドヒストグラム番号４５０〜Ｂバンドヒストグラム番号４７０までには、ディスプレイの３原色に割り当てられたバンドのヒストグラム調整情報を記述する。この例では、ヒストグラム調整テーブル５００に記述されているヒストグラム番号５１０が記述されている。水の領域（湖領域３１１、海領域３１４）は短波長のほうがより反射するので短波長側の３バンド３０１から３０３が選択されており、植生は近赤外波長をよく反射するため、森領域３１２では、近赤外（３０５）をＲバンドに割り当てて強調している。 また、湖領域では、Ｒバンドヒストグラムに“１”、Ｇバンドヒストグラムに“２”、Ｂバンドヒストグラムに“３”が割り当てられ、森領域では、Ｒバンドヒストグラムに“４”、Ｇバンドヒストグラムに“５”、Ｂバンドヒストグラムに“６”が割り当てられている。
図５は、ヒストグラム調整方法の例を示す図であり、図５（ａ）はヒストグラム調整テーブル５００の一構成例を示す図であり、図５（ｂ）は、モニタ上の輝度値の画像上の輝度値依存性を示す図である。
図５（ａ）に示すテーブルのカラムは、ヒストグラム番号５１０と画像のピクセル値に対する輝度値群５２０とから構成されている。ヒストグラム番号５１０は、ヒストグラムを特定する固有番号である。画像のピクセル値に対する輝度値群は画像の各ピクセル値をディスプレイ上ではどの輝度値で表すかを記述している。ここでは、画像３００の各バンドとディスプレイの３原色はそれぞれ２５５階調で表現されるとする。ヒストグラム番号５１０が“１”の場合には、ピクセル値が２５５で輝度値が１２８であるから、暗めの表示をする場合の例である。ヒストグラム番号５１０が“２”の場合には、ピクセル値が３で輝度値が８であり、ピクセル値が２５５で輝度値が２５５であるから、画像上の輝度値の小さい範囲では明るめの表示を行い、途中で輝度値が飽和するケースを示している。図５（ｂ）に示すグラフでは、ヒストグラム番号５１０が“１”のケース、“２”のケース、変更無しのケースの３つの関数のグラフが示されており、このようなＵＩをもたせることで、ユーザが入力装置で関数を描画したり、変更したりする操作に応じて、表示の明暗を調整することができる。
図６は、領域データ編集処理部における編集の一例を示した図であり、図２（ｂ）に示す処理に基づく表示例を示す図である。ユーザはモニタ画面６０１上で領域データの編集が可能である。図６に示すように、モニタ画面６０１上に領域データ６１１から６１４を表示させ、その中の１つの領域データを選択すると、対応する属性データ６０２を表示させることができる。
ユーザは、属性データ６０２を、図１に示す入力装置、例えばキーボード１０９、マウス１１０を利用して編集することができる。編集した結果をメモリに保存し、領域データ６０１を非表示にすると、画像表示処理部１０４が、自動的に編集結果を画像３００の表示方法に適用するように構成されていても良い。その後、編集結果として得られた画像がモニタに表示される。
以上に説明したように、本実施の形態によれば、単一の目的物に対応した表示方法をその都度選択するのではなく、一度に同一画面で複数の目的物に最適化した表示させることが可能となるため、表示処理が簡単になるという利点がある。
尚、上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。例えば、画像として衛星画像を例にして説明したが、特に衛星画像に限定されるものではない。
また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。
本発明は、多バンドの衛星画像をモニタに表示させる表示装置に利用可能である。
１００…情報処理装置、１０１…記憶装置、１０２…画像データ、１０３…領域データ、１０４…画像表示処理部、１０５…画像表示手段、１０６…領域データ編集処理部、１０７…ユーザ、１０８…モニタ、１０９…キーボード、１１０…マウス、３００…画像、３０１…画像のバンド１、３０２…画像のバンド２、３０３…画像のバンド３、３０４…画像のバンド４、３０５…画像のバンド５、３１０…領域データ、３１１…領域内のデータ１、３１２…領域内のデータ２、３１３…領域内のデータ３、３１４…領域内のデータ４、４００…領域の属性テーブル、４１０…領域属性カラム１(名前)、４２０…領域属性カラム２(Ｒバンド割り当てバンド番号)、４３０…領域属性カラム３(Ｇバンド割り当てバンド番号)、４４０…領域属性カラム４(Ｂバンド割り当てバンド番号)、４５０…領域属性カラム５(Ｒバンドヒストグラム番号)、４６０…領域属性カラム６(Ｇバンドヒストグラム番号)、４７０…領域属性カラム７(Ｂバンドヒストグラム番号)、５００…ヒストグラムテーブル、５１０…ヒストグラム属性カラム１(ヒストグラム番号)、５２０…ヒストグラム属性カラム２(画像のピクセル値に対する輝度値群)、６００…モニタ画面、６０１…領域データ、６０２…データの属性データ。
Claims (4)
- Ｎ色（Ｎは３以上の整数）モニタ上に、Ｍ（ＭはＮ以上の整数）のバンドで撮影された複数の撮影画像に基づいて画像を表示させるための画像表示装置であって、
位置合わせされた前記複数の撮影画像の重ね合わせに対して、撮影画像上の被覆分類に基づいて領域を画定し、それぞれの領域毎に、前記複数の撮影画像のうちのいずれのバンドで撮影された撮影画像を割り当てるかに関する第１の属性情報と、各バンドに対して画像上の輝度値とモニタ上の表示輝度値との対応関係を示す第２の属性情報と、を定めた領域データに基づいて、前記画像表示を行うための画像データの処理を行う画像表示処理部を有することを特徴とする画像表示処理装置。 - 入力部の操作により前記第１の属性情報又は前記第２の属性情報の少なくともいずれか一方を再調整する領域データ編集処理部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示処理装置。
- 前記入力部の操作により、前記領域データ編集処理部により再調整された前記第１の属性情報又は前記第２の属性情報の少なくともいずれか一方について、前記領域データが更新されることを特徴とする請求項２に記載の画像表示処理装置。
- Ｎ色（Ｎは３以上の整数）モニタ上に、Ｍ（ＭはＮ以上の整数）のバンドで撮影された複数の撮影画像に基づいて画像を表示させるための画像表示処理方法であって、
位置合わせされた前記複数の撮影画像の重ね合わせに対して、撮影画像上の被覆分類に基づいて領域が画定され、それぞれの領域毎に、前記複数の撮影画像のうちのいずれのバンドで撮影された撮影画像を割り当てるかに関する第１の属性情報と、各バンドに対して画像上の輝度値とモニタ上の表示輝度値との対応関係を示す第２の属性情報と、を定めた領域データに基づいて、前記画像表示を行うための画像データの処理を行う画像表示処理ステップを有することを特徴とする画像表示処理方法。
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