JP5807111B2 - Image generation system and image generation method - Google Patents

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    • G06T3/4053Super resolution, i.e. output image resolution higher than sensor resolution
    • G06T3/4061Super resolution, i.e. output image resolution higher than sensor resolution by injecting details from a different spectral band

Description

本発明は、ハイパースペクトル画像を生成する画像生成システムに関し、特に、波長分解能が低いマルチスペクトル画像から、波長分解能が高いハイパースペクトル画像を生成する技術に関する。   The present invention relates to an image generation system for generating a hyperspectral image, and more particularly to a technique for generating a hyperspectral image with a high wavelength resolution from a multispectral image with a low wavelength resolution.

地上に設置された地物(建物、樹木、道路、水域など)は太陽光線を反射する。航空機や人工衛星等に搭載されたセンサは、地物からの反射光を取得し、取得した反射光を周波数帯域毎に分離し、複数の周波数帯域のマルチスペクトル画像を生成する(図7参照)。マルチスペクトル画像のうち、波長分解能が高い(数百個の狭帯域なバンドを含む)スペクトル画像をハイパースペクトル画像という。   Features installed on the ground (buildings, trees, roads, water bodies, etc.) reflect sunlight. A sensor mounted on an aircraft, an artificial satellite, or the like acquires reflected light from a feature, separates the acquired reflected light for each frequency band, and generates a multispectral image of a plurality of frequency bands (see FIG. 7). . Among multispectral images, spectral images with high wavelength resolution (including hundreds of narrow bands) are called hyperspectral images.

ハイパースペクトル画像は、スペクトルの特徴が多く含まれており、地物を識別するための高いポテンシャルを有するために、その重要度が増している。しかし、ハイパースペクトル画像は広くは使われていない。現在のセンサ技術によると、波長分解能が高いハイパースペクトル画像は航空機から得られ、人工衛星は波長分解能が低いマルチスペクトル画像を提供するだけである。すなわち、このスペクトル画像を生成するために航空機に搭載されるセンサは、波長分解能が高いため、数百個の狭帯域なバンドを含むハイパースペクトル画像が得られる。   Hyperspectral images contain many spectral features and have a high potential for identifying features, so that their importance is increasing. However, hyperspectral images are not widely used. According to current sensor technology, hyperspectral images with high wavelength resolution are obtained from aircraft, and satellites only provide multispectral images with low wavelength resolution. That is, a sensor mounted on an aircraft for generating the spectrum image has a high wavelength resolution, and thus a hyperspectral image including several hundred narrow bands can be obtained.

ここで、図8を用いて、一般的なマルチスペクトル画像とハイパースペクトル画像との違いについて説明する。マルチスペクトル画像は、紫色から赤外線の間に複数の周波数帯域の画像を含み、一つの周波数帯域の幅が40〜100nmの波長である。白黒画像は、可視光(約400〜900nm)を数百nm幅の一つの帯域とし、帯域内の光の強度を検出したものである。なお、白黒画像は、前述したマルチスペクトル画像と組み合わせて使用されることがある。ハイパースペクトル画像は、マルチスペクトル画像と同様に紫色から赤外線の間に複数の周波数帯域の画像を含むが、一つの周波数帯域の幅が20〜50nmの波長であり、マルチスペクトル画像より波長分解能が高い。   Here, the difference between a general multispectral image and a hyperspectral image will be described with reference to FIG. The multispectral image includes an image of a plurality of frequency bands between purple and infrared, and the width of one frequency band is a wavelength of 40 to 100 nm. A black-and-white image is obtained by detecting visible light (about 400 to 900 nm) as one band having a width of several hundreds of nm and detecting the intensity of light within the band. A black and white image may be used in combination with the multispectral image described above. The hyperspectral image includes an image of a plurality of frequency bands between purple and infrared as in the case of the multispectral image, but the width of one frequency band is a wavelength of 20 to 50 nm, and the wavelength resolution is higher than that of the multispectral image. .

しかし、航空機に搭載されるセンサは高価であり、また、航空機は人工衛星と比べて低い高度を飛行するので、撮影範囲が狭く、広い領域を撮影するためのコストが高くなる。一方、人工衛星に搭載されるセンサは低分解能であるが、人工衛星は高い高度を飛行するので、撮影範囲が広く、低コストで広い領域の画像を得ることができる。そのため、ハイパースペクトル画像を取得するコストが高いとことが一つの問題となっている。   However, a sensor mounted on an aircraft is expensive, and an aircraft flies at a low altitude as compared with an artificial satellite. Therefore, the imaging range is narrow, and the cost for imaging a wide area increases. On the other hand, although the sensor mounted on the artificial satellite has a low resolution, the artificial satellite flies at a high altitude, so that an image of a wide area can be obtained at a low cost with a wide imaging range. Therefore, one problem is that the cost of acquiring a hyperspectral image is high.

N. Keshava and J. Mustard, "Spectral unmixing", IEEE Signal Processing Magazine, vol. 19, pp. 44-57, Jan. 2002N. Keshava and J. Mustard, "Spectral unmixing", IEEE Signal Processing Magazine, vol. 19, pp. 44-57, Jan. 2002

地上に設置された地物は、その種類(建物、樹木、道路、水域など)によって、反射光のスペクトルの特徴が異なる。しかし、可視光の帯域内で数個の測定値しか含まないマルチスペクトル画像では、反射光のスペクトルの特徴から地物の違いを判定することは困難である。一方、可視光の帯域で数十から数百個の測定値を含むハイパースペクトル画像を用いると、地物の種類を特定することができる。さらに、樹木の種類を特定したり、作物の生育状況を確認することができる。   The features installed on the ground have different spectral characteristics of reflected light depending on the type (building, tree, road, water area, etc.). However, in a multispectral image that includes only a few measured values within the visible light band, it is difficult to determine the difference in features from the spectral characteristics of the reflected light. On the other hand, if a hyperspectral image including several tens to several hundreds of measurement values in the visible light band is used, the type of the feature can be specified. Furthermore, the kind of tree can be specified, and the growth status of the crop can be confirmed.

このため、人工衛星によって撮影されたマルチスペクトル画像から波長分解能が高いハイパースペクトル画像を生成することが求められている。   For this reason, it is required to generate a hyperspectral image with a high wavelength resolution from a multispectral image taken by an artificial satellite.

この問題を解決するために、マルチスペクトル画像からハイパースペクトル画像を生成する方法が提案されている。このうち最も単純な方法は補間(例えば、線形補間)である。しかし、線形補間によって求められたスペクトルは粗く、スペクトルの本来の特徴が見出せる可能性が低い。このため、測定されたスペクトルを複数のスペクトル成分に分解するスペクトル・アンミキシング技術が提案されている(非特許文献1参照)。   In order to solve this problem, a method of generating a hyperspectral image from a multispectral image has been proposed. Of these, the simplest method is interpolation (for example, linear interpolation). However, the spectrum obtained by linear interpolation is rough, and it is unlikely that the original characteristics of the spectrum can be found. For this reason, a spectrum unmixing technique for decomposing a measured spectrum into a plurality of spectrum components has been proposed (see Non-Patent Document 1).

しかし、スペクトル・アンミキシングは、地物の種類の数及びタイプを知る必要があるが、多くの場合に必要な情報を現実に得ることは困難である。このため、スペクトル・アンミキシングは、ハイパースペクトル画像を生成するためには不十分で、信頼性に乏しく、実用的でない。   However, spectrum unmixing needs to know the number and type of feature types, but in many cases it is difficult to actually obtain the necessary information. For this reason, spectral unmixing is not sufficient to generate hyperspectral images, is unreliable and impractical.

本発明は、地物からの反射光によるスペクトル曲線を再構成し、スペクトルの特徴を見出すための情報を与えることを目的とする。   An object of the present invention is to reconstruct a spectrum curve by reflected light from a feature and to provide information for finding a spectrum characteristic.

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、元スペクトル画像から、波長分解能が高いスペクトル画像を生成する画像生成システムであって、スペクトル画像を生成するための演算を行う演算部と、前記演算部によって実行されるプログラムを格納するメモリと、を備え、前記演算部は、前記元スペクトル画像に当てはまる回帰曲線を求め、前記求められた回帰曲線にセンサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成し、前記生成されたスペクトル画像と前記元スペクトル画像との差分を計算し、前記計算された差分と所定の閾値とを比較し、前記比較の結果、前記差分が前記所定の閾値より小さい場合、前記求められた回帰曲線に前記センサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成し、前記比較の結果、前記差分が前記所定の閾値より大きい場合、前記生成されたスペクトル画像を前記元スペクトル画像として再度演算を行うために、前記求められた回帰曲線に前記センサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成する。   A typical example of the invention disclosed in the present application is as follows. That is, an image generation system that generates a spectral image with high wavelength resolution from an original spectral image, a calculation unit that performs a calculation for generating a spectral image, and a memory that stores a program executed by the calculation unit The calculation unit obtains a regression curve that applies to the original spectrum image, generates a spectrum image by multiplying the obtained regression curve by a response characteristic function of a sensor, and generates the spectrum image and the element Calculating a difference with a spectral image, comparing the calculated difference with a predetermined threshold, and if the result of the comparison is that the difference is less than the predetermined threshold, the response of the sensor to the determined regression curve A spectral image is generated by multiplying by a characteristic function, and if the difference is larger than the predetermined threshold as a result of the comparison, the spectral image is generated. To perform operation again spectral image as the original spectral image to generate a spectral image by multiplying the response characteristic function of the sensor to the determined regression curve.

本発明の代表的な態様によれば、簡単な方法で、地物からの反射光を再現したハイパースペクトル画像を得ることができる。   According to a typical aspect of the present invention, a hyperspectral image reproducing light reflected from a feature can be obtained by a simple method.

本発明の実施形態の画像生成システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image generation system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のマルチスペクトル画像を取得する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to acquire the multispectral image of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の画像生成システムによるスペクトル超分解能画像の生成の概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of the production | generation of the spectrum super-resolution image by the image generation system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の画像生成システムによるスペクトル超分解能画像の生成の概念を説明する図である。It is a figure explaining the concept of the production | generation of the spectrum super-resolution image by the image generation system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の画像生成システムの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the image generation system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の画像生成システムの処理によるスペクトルの変化を説明する図である。It is a figure explaining the change of the spectrum by the process of the image generation system of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の画像生成システムによって生成されるスペクトルを説明する図である。It is a figure explaining the spectrum produced | generated by the image generation system of embodiment of this invention. マルチスペクトル画像を取得する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of acquiring a multispectral image. マルチスペクトル画像及びハイパースペクトル画像を説明する図である。It is a figure explaining a multispectral image and a hyperspectral image.

本発明の実施形態の主要な特徴は、センサ応答関数(SRF)を用いることによって、地物からの反射光を再現したスペクトルを作成することである。従来の方法は、主に、画像とその属性に着目しており、センサの影響は無視されていた。本発明は、センサの物理モデルに基づいて、スペクトルを復元するための方法を提供する。これは、センサの影響を排除した理想的な連続スペクトル曲線である。ハイパースペクトル画像は、生成された理想的なスペクトル曲線上で点をサンプリングすることによって生成される。   The main feature of the embodiment of the present invention is to create a spectrum reproducing the reflected light from the feature by using a sensor response function (SRF). Conventional methods mainly focus on images and their attributes, and the influence of sensors has been ignored. The present invention provides a method for restoring a spectrum based on a physical model of a sensor. This is an ideal continuous spectrum curve that eliminates the effects of the sensor. The hyperspectral image is generated by sampling points on the generated ideal spectral curve.

図1は、本発明の実施形態の画像生成システムの構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image generation system according to an embodiment of the present invention.

本実施形態の画像生成システムは、演算部10、記憶装置20、通信インターフェース30及び媒体ドライバ40を有する。   The image generation system according to the present embodiment includes a calculation unit 10, a storage device 20, a communication interface 30, and a medium driver 40.

演算部10は、プログラムを実行するプロセッサ(CPU)101、不揮発性の記憶素子であるROM102及び揮発性の記憶素子であるRAM103を有する。ROM102は、不変のプログラム(例えば、BIOS)などを格納する。RAM103は、記憶装置20に格納されたプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを一時的に格納する。   The arithmetic unit 10 includes a processor (CPU) 101 that executes a program, a ROM 102 that is a nonvolatile storage element, and a RAM 103 that is a volatile storage element. The ROM 102 stores an invariant program (for example, BIOS). The RAM 103 temporarily stores a program stored in the storage device 20 and data used when the program is executed.

記憶装置20は、例えば、磁気記憶装置、フラッシュメモリ等の大容量かつ不揮発性の記憶装置であり、プロセッサ101によって実行されるプログラム及びプログラムの実行時に使用されるデータを格納する。すなわち、プロセッサ101によって実行されるプログラムは、記憶装置20から読み出されて、RAM103にロードされて、プロセッサ101によって実行される。   The storage device 20 is a large-capacity non-volatile storage device such as a magnetic storage device or a flash memory, and stores a program executed by the processor 101 and data used when the program is executed. That is, the program executed by the processor 101 is read from the storage device 20, loaded into the RAM 103, and executed by the processor 101.

通信インターフェース30は、所定のプロトコルに従って、他の装置との通信を制御するネットワークインターフェース装置である。媒体ドライバ40は、画像生成システムに導入されるプログラムやデータが格納された記録媒体50を読むためのインターフェース(例えば、光ディスクドライブ、USBポート)である。   The communication interface 30 is a network interface device that controls communication with other devices in accordance with a predetermined protocol. The medium driver 40 is an interface (for example, an optical disk drive, a USB port) for reading a recording medium 50 in which a program and data introduced into the image generation system are stored.

次に、本願で開示されるスペクトル超分解能画像の生成の概念について説明する。   Next, the concept of generating a spectral super-resolution image disclosed in the present application will be described.

図2は、本発明の実施形態のスペクトル画像Sを取得する方法を説明する図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining a method of acquiring the spectrum image S according to the embodiment of the present invention.

前述したように、地物(建物、樹木、道路、水域など)は太陽光線を反射する。人工衛星等に搭載されたセンサは、地物からの反射光Rを取得し、取得した反射光を周波数帯域毎に分離し、複数の周波数帯域を含むスペクトル画像Sを生成する。   As described above, features (buildings, trees, roads, water areas, etc.) reflect sunlight. A sensor mounted on an artificial satellite or the like acquires reflected light R from a feature, separates the acquired reflected light for each frequency band, and generates a spectrum image S including a plurality of frequency bands.

スペクトル画像を生成するセンサは周波数によって感度が異なり、この感度の変化はセンサ応答特性関数(SRF:Sensor Response Function)として表される。このSRFを用いると、スペクトル画像Sは式(1)によって表される。
S=R×SRF+N …(1)
式(1)において、Nはノイズである。
The sensitivity of a sensor that generates a spectral image varies depending on the frequency, and the change in sensitivity is expressed as a sensor response characteristic function (SRF). When this SRF is used, the spectrum image S is expressed by the equation (1).
S = R × SRF + N (1)
In Expression (1), N is noise.

なお、複数のセンサ素子を搭載する場合、通常、センサ素子毎に応答特性関数が異なる。この場合、後述する処理において、センサ素子毎に異なる応答特性関数を用いて、異なるスペクトル画像を生成する。   When a plurality of sensor elements are mounted, the response characteristic function is usually different for each sensor element. In this case, in a process described later, different spectral images are generated by using different response characteristic functions for each sensor element.

図3A及び図3Bは、本発明の実施形態の画像生成システムによるハイパースペクトル画像の生成の概念を説明する図である。   3A and 3B are diagrams illustrating the concept of hyperspectral image generation by the image generation system according to the embodiment of the present invention.

地上に設置された地物(建物、樹木、道路、水域など)を所定の空間分解能(m/pixel)で、所定の波長分解能(nm/band)で撮影し、複数の周波数帯域を含むマルチスペクトル画像を取得する。その後、各ピクセルの波長分解能がより高い周波数特性を持つハイパースペクトル画像に変換する。   Multispectral including multiple frequency bands by photographing ground features (buildings, trees, roads, water areas, etc.) with a predetermined spatial resolution (m / pixel) and a predetermined wavelength resolution (nm / band) Get an image. Thereafter, each pixel is converted into a hyperspectral image having a frequency characteristic with a higher wavelength resolution.

図3Bに、低い波長分解能の撮影画像(マルチスペクトル画像)の周波数特性と、波長分解能が高いハイパースペクトル画像の周波数特性とを示す。図示するように、ハイパースペクトル画像は波長分解能が高く、ハイパースペクトル画像に含まれる各周波数帯域幅(波長幅)が狭い。   FIG. 3B shows frequency characteristics of a captured image (multispectral image) having a low wavelength resolution and frequency characteristics of a hyperspectral image having a high wavelength resolution. As shown in the figure, the hyperspectral image has high wavelength resolution, and each frequency bandwidth (wavelength width) included in the hyperspectral image is narrow.

図4は、本発明の実施形態の画像生成システムの処理を示すフローチャートである。また、図5及び図6は、図4に示す処理によるスペクトルの変化を説明する図である。   FIG. 4 is a flowchart showing processing of the image generation system according to the embodiment of the present invention. 5 and 6 are diagrams for explaining changes in the spectrum due to the processing shown in FIG.

まず、人工衛星等によって撮影された画像スペクトルをS(0)と定める(S1)。S(0)は離散関数であり、図5において実線及び●で示す。   First, an image spectrum taken by an artificial satellite or the like is defined as S (0) (S1). S (0) is a discrete function, and is indicated by a solid line and ● in FIG.

その後、S(0)の測定値に曲線を当てはめ、回帰曲線R(0)を求める(S2)。R(0)は連続関数で与えられ、図5において破線で示す。このとき、パラメータiは0である。この曲線の当てはめには、最小二乗法による多項式曲線の当てはめを用いることができる。なお、S(i)は画像スペクトルの離散値(離散関数)であり、R(i)は反射光線のスペクトルの値(連続関数)である。   Thereafter, a curve is fitted to the measured value of S (0) to obtain a regression curve R (0) (S2). R (0) is given by a continuous function and is indicated by a broken line in FIG. At this time, the parameter i is 0. For the curve fitting, a polynomial curve fitting by the least square method can be used. S (i) is a discrete value (discrete function) of the image spectrum, and R (i) is a spectrum value (continuous function) of the reflected light.

その後、パラメータiに1を加えた後(S3)、式(2)を用いて、画像スペクトルS(1)を計算する(S4)。
S(i)=R(i−1)×SRF … (2)
式(2)において、SRFは、センサの応答特性関数であり、画像スペクトルS(i)の帯域内におけるセンサの感度の周波数特性を示す。
Thereafter, after adding 1 to the parameter i (S3), the image spectrum S (1) is calculated using the equation (2) (S4).
S (i) = R (i−1) × SRF (2)
In Expression (2), SRF is a response characteristic function of the sensor, and indicates a frequency characteristic of the sensitivity of the sensor within the band of the image spectrum S (i).

次に、式(3)を用いて、前回の計算値からの差分E(i)を計算する(S5)。
E(i)=S(i)−S(i−1) … (3)
なお、図5において、E(0)を●と▲との間隔によって示す。
Next, a difference E (i) from the previous calculated value is calculated using Equation (3) (S5).
E (i) = S (i) -S (i-1) (3)
In FIG. 5, E (0) is indicated by an interval between ● and ▲.

その後、計算された差分E(i)と所定の閾値(Error)と比較する(S6)。その結果、差分E(i)が所定の閾値(Error)より小さければ、画像スペクトルS(i)が十分に収束していると判定し、回帰曲線R(i)を最終的に求められる曲線Cと定める(S9)。図6において、曲線Cは破線で示される連続関数であり、画像スペクトルS(0)より高い波長分解能を持つ。すなわち、曲線Cは連続関数なので、いずれの波長においても、スペクトルの値(信号強度)を得ることができる。   Thereafter, the calculated difference E (i) is compared with a predetermined threshold (Error) (S6). As a result, if the difference E (i) is smaller than a predetermined threshold (Error), it is determined that the image spectrum S (i) has sufficiently converged, and the regression curve R (i) is finally obtained as a curve C. (S9). In FIG. 6, a curve C is a continuous function indicated by a broken line and has a wavelength resolution higher than that of the image spectrum S (0). That is, since the curve C is a continuous function, a spectrum value (signal intensity) can be obtained at any wavelength.

その後、定められた曲線Cに、SRFを乗じることによって、ハイパースペクトル画像(Image)を求めることができる(S10)。   Then, a hyperspectral image (Image) can be obtained by multiplying the determined curve C by SRF (S10).

一方、差分E(i)が所定の閾値(Error)以上であれば、画像スペクトルS(i)が、まだ収束していないと判定し、式(4)を用いて、差分E(i)に所定の係数Kを乗じた値を画像スペクトルS(i−1)に加算し、画像スペクトルS(i)を求める(S7)。
S(i)=S(i−1)+K×E(i) … (4)
なお、係数Kは、0より大きく、1以下の値であればよい。係数Kに大きな値を選択することによって、収束計算を早くすることができ、計算量を削減することができる。一方、係数Kに小さな値を選択することによって、求められるハイパースペクトル画像(Image)の精度を向上させることができる。
On the other hand, if the difference E (i) is greater than or equal to a predetermined threshold (Error), it is determined that the image spectrum S (i) has not yet converged, and the difference E (i) is calculated using Equation (4). A value multiplied by a predetermined coefficient K is added to the image spectrum S (i−1) to obtain the image spectrum S (i) (S7).
S (i) = S (i−1) + K × E (i) (4)
The coefficient K may be a value greater than 0 and less than or equal to 1. By selecting a large value for the coefficient K, the convergence calculation can be accelerated and the amount of calculation can be reduced. On the other hand, by selecting a small value for the coefficient K, the accuracy of the obtained hyperspectral image (Image) can be improved.

図5において、KE(0)を●と◆との間隔によって示す。なお、図示を省略するが、画像スペクトルS(1)は、◆を結んだ離散関数である。   In FIG. 5, KE (0) is indicated by the interval between ● and ◆. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, image spectrum S (1) is a discrete function which connected *.

その後、ステップS2と同様の方法によって、S(i)(離散関数S(1))に含まれる各値に曲線を当てはめ、回帰曲線R(i)を求める(S8)。図5において、R(1)は一点鎖線で示される連続関数である。その後、ステップS3に戻り、次のループを実行する。   Thereafter, a regression curve R (i) is obtained by fitting a curve to each value included in S (i) (discrete function S (1)) by the same method as in step S2 (S8). In FIG. 5, R (1) is a continuous function indicated by a one-dot chain line. Thereafter, the process returns to step S3, and the next loop is executed.

本実施形態によって生成されるハイパースペクトル画像は、地物からの反射光によるスペクトルの十分な特徴を復元することができる。通常、提供者からマルチスペクトル画像と共に提供されるSRFを除き、事前の準備は不要である。そのため、本実施形態は、実用的であり、かつ、信頼性が高いハイパースペクトル画像が得られる。また、今までは、ハイパースペクトル画像だけが、スペクトルの特徴を見出すために使用可能であったが、本実施形態は、マルチスペクトル画像からハイパースペクトル画像を生成するので、マルチスペクトル画像からスペクトルの特徴を見出すための新しい方法を提供する。   The hyperspectral image generated by the present embodiment can restore a sufficient characteristic of the spectrum due to the reflected light from the feature. Usually, no prior preparation is required except for SRF provided with multi-spectral images from the provider. Therefore, this embodiment is practical and provides a highly reliable hyperspectral image. Until now, only hyperspectral images could be used to find spectral features, but this embodiment generates hyperspectral images from multispectral images, so spectral features from multispectral images. Provides a new way to find out.

また、本発明の実施形態の方法は、スタンドアロンなシステム(望ましくは、サーバ計算機)で実行されるプログラムで行うことができる。例えば、リモートセンシングによって得られたデータを提供する事業者が、ハイパースペクトル画像を生成し、これを分析するサービスを提供することが可能になる。   In addition, the method of the embodiment of the present invention can be performed by a program executed on a stand-alone system (preferably a server computer). For example, an operator that provides data obtained by remote sensing can provide a service for generating and analyzing a hyperspectral image.

以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。   Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such specific configurations, and various modifications and equivalents within the spirit of the appended claims Includes configuration.

Claims (6)

波長分解能が高いスペクトル画像を元スペクトル画像から生成する画像生成システムであって、
スペクトル画像を生成するための演算を行う演算部と、
前記演算部によって実行されるプログラムを格納するメモリと、を備え、
前記演算部は、
前記元スペクトル画像に当てはまる回帰曲線を求め、
前記求められた回帰曲線にセンサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成し、
前記生成されたスペクトル画像と前記元スペクトル画像との差分を計算し、
前記計算された差分と所定の閾値とを比較し、
前記比較の結果、前記差分が前記所定の閾値より小さい場合、前記求められた回帰曲線に前記センサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成し、
前記比較の結果、前記差分が前記所定の閾値より大きい場合、前記生成されたスペクトル画像を前記元スペクトル画像として再度演算を行うために、前記求められた回帰曲線に前記センサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成することを特徴とする画像生成システム。
An image generation system for generating a spectral image with high wavelength resolution from an original spectral image,
A calculation unit for performing calculation for generating a spectrum image;
A memory for storing a program executed by the arithmetic unit,
The computing unit is
Find a regression curve that applies to the original spectral image;
A spectral image is generated by multiplying the obtained regression curve by the response characteristic function of the sensor,
Calculating the difference between the generated spectral image and the original spectral image;
Comparing the calculated difference with a predetermined threshold;
As a result of the comparison, when the difference is smaller than the predetermined threshold, a spectral image is generated by multiplying the obtained regression curve by a response characteristic function of the sensor,
If the difference is greater than the predetermined threshold as a result of the comparison, the calculated regression curve is multiplied by the response characteristic function of the sensor in order to perform the calculation again using the generated spectrum image as the original spectrum image. And generating a spectral image.
請求項1に記載の画像生成システムであって、
前記演算部は、前記元スペクトル画像に前記計算された誤差に所定の計数を乗じた値を加えることによって、前記再度演算を行うための元スペクトル画像を生成することを特徴とする画像生成システム。
The image generation system according to claim 1,
The said calculating part produces | generates the original spectrum image for performing the said calculation again by adding the value which multiplied the predetermined error to the said calculated error to the said original spectrum image, The image generation system characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の画像生成システムであって、
前記センサは、応答特性関数が異なる複数のセンサ素子を有し、
前記演算部は、前記センサ素子毎に異なる応答特性関数を用いて、異なるスペクトル画像を生成することを特徴とする画像生成システム。
The image generation system according to claim 1,
The sensor has a plurality of sensor elements having different response characteristic functions,
The image generation system characterized in that the calculation unit generates different spectral images using different response characteristic functions for the sensor elements.
スペクトル画像を生成するための演算を行う演算部と、前記演算部によって実行されるプログラムを格納するメモリとを有する画像生成システムを用いて、波長分解能が高いスペクトル画像を元スペクトル画像から生成する画像生成方法であって、
前記元スペクトル画像に当てはまる回帰曲線を求める第1ステップと、
前記求められた回帰曲線にセンサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成する第2ステップと、
前記生成されたスペクトル画像と前記元スペクトル画像との差分を計算する第3ステップと、
前記計算された差分と所定の閾値とを比較する第4ステップと、
前記比較の結果、前記差分が前記所定の閾値より小さい場合、前記求められた回帰曲線に前記センサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成する第5ステップと、
前記比較の結果、前記差分が前記所定の閾値より大きい場合、前記生成されたスペクトル画像を前記元スペクトル画像として再度演算を行うために、前記求められた回帰曲線に前記センサの応答特性関数を乗じてスペクトル画像を生成する第6ステップと、を含むことを特徴とする画像生成方法。
An image for generating a spectral image with high wavelength resolution from an original spectral image using an image generation system having a calculation unit for performing calculation for generating a spectral image and a memory for storing a program executed by the calculation unit A generation method,
A first step of determining a regression curve that applies to the original spectral image;
A second step of generating a spectral image by multiplying the obtained regression curve by a response characteristic function of a sensor;
A third step of calculating a difference between the generated spectral image and the original spectral image;
A fourth step of comparing the calculated difference with a predetermined threshold;
As a result of the comparison, when the difference is smaller than the predetermined threshold, a fifth step of generating a spectrum image by multiplying the obtained regression curve by a response characteristic function of the sensor;
If the difference is greater than the predetermined threshold as a result of the comparison, the calculated regression curve is multiplied by the response characteristic function of the sensor in order to perform the calculation again using the generated spectrum image as the original spectrum image. And a sixth step of generating a spectrum image.
請求項4に記載の画像生成方法であって、
前記第6ステップは、前記元スペクトル画像に前記計算された誤差に所定の計数を乗じた値を加えることによって、前記再度演算を行うための元スペクトル画像を生成することを特徴とする画像生成方法。
The image generation method according to claim 4,
The sixth step includes generating an original spectrum image for performing the calculation again by adding a value obtained by multiplying the calculated error to a predetermined count to the original spectrum image. .
請求項4に記載の画像生成方法であって、
前記センサは、応答特性関数が異なる複数のセンサ素子を有し、
前記第2ステップ及び前記第6ステップにおいて、前記センサ素子毎に異なる応答特性関数を用いることを特徴とする画像生成方法。
The image generation method according to claim 4,
The sensor has a plurality of sensor elements having different response characteristic functions,
In the second step and the sixth step, a different response characteristic function is used for each sensor element.
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