JPH0636189B2 - Image geometric distortion correction device - Google Patents
Image geometric distortion correction deviceInfo
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- JPH0636189B2 JPH0636189B2 JP59050009A JP5000984A JPH0636189B2 JP H0636189 B2 JPH0636189 B2 JP H0636189B2 JP 59050009 A JP59050009 A JP 59050009A JP 5000984 A JP5000984 A JP 5000984A JP H0636189 B2 JPH0636189 B2 JP H0636189B2
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/80—Geometric correction
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- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Image Processing (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は衛星等の飛翔体に搭載されたスキャナにより求
められた地表の画像データの幾何学的歪を簡易に、且つ
効果的に補正することのできる画像の幾何学的歪補正装
置に関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention is to easily and effectively correct geometric distortion of image data of the ground surface, which is obtained by a scanner mounted on a flying object such as a satellite. The present invention relates to an apparatus for correcting geometric distortion of an image.
近時、人工衛星や飛行機等の飛翔体に搭載されたスキャ
ナにより地表を走査し、これにより得られた地表画像を
利用した資源探査等が試みられている。ところが上記画
像には、飛翔体の姿勢やその飛翔軌道等に起因する幾何
学的歪が多く含まれている。この為、上記画像を資源探
査等に利用するには何等かの手段を用いてその幾何学的
歪を補正することが必要であった。Recently, it has been attempted to perform resource exploration using a surface image obtained by scanning the ground surface with a scanner mounted on a flying body such as an artificial satellite or an airplane. However, the above-mentioned image contains many geometrical distortions due to the attitude of the flying object, its flight trajectory, and the like. Therefore, in order to use the above image for resource exploration and the like, it is necessary to correct the geometrical distortion by using some means.
そこで従来では、専ら統計的処理によって上記画像の幾
何歪の補正が行われているが、近年、例えば特公昭59-1
0109号に紹介されるような解析的な幾何歪補正も試みら
れている。この解析的な幾何歪補正は、地表画像を得る
人工衛星等の姿勢やその飛翔軌道等の所謂アノテーショ
ン・データを用いて、上記画像を供給する側の例えばラ
ンドサット受信局等で系統的に上記幾何歪を補正しよう
とするものである。そこで、上記受信局では人工衛星の
軌道情報を所謂軌道六要素の形で計算し、この軌道情報
に従って前記人工衛星の位置と速度のベクトルを時間の
関数として表わして前記幾何歪の補正処理を行ってい
る。Therefore, conventionally, the geometric distortion of the image is corrected exclusively by statistical processing, but in recent years, for example, Japanese Patent Publication No. 59-1
Analytical geometric distortion correction as introduced in No. 0109 has also been attempted. This analytical geometric distortion correction uses the so-called annotation data such as the attitude of an artificial satellite or the like that obtains a ground surface image and its flight trajectory, and systematically performs the above-mentioned geometric correction at the Landsat receiving station or the like on the side that supplies the image. It is intended to correct the distortion. Therefore, the receiving station calculates the orbital information of the artificial satellite in the form of so-called six orbital elements, and according to this orbital information, the vector of the position and velocity of the artificial satellite is expressed as a function of time to correct the geometric distortion. ing.
然し乍ら、このようにして画像の幾何歪の補正を行うに
は、画像に対する人工衛星の姿勢座標系からその衛星軌
道座標系への変換処理、更には上記衛星座標系から地球
中心座標系への変換処理が必要であり、その処理プロセ
スが複雑で、画像処理を行うには手間がかかりすぎる欠
点があった。However, in order to correct the geometric distortion of the image in this way, conversion processing from the attitude coordinate system of the artificial satellite to the image to its satellite orbit coordinate system, and further conversion from the satellite coordinate system to the earth center coordinate system However, there is a drawback that the processing is required, the processing process is complicated, and it takes too much time to perform the image processing.
特に上記変換処理においては非線形な軌道方程式を解く
ことが必要であり、解の収束に長時間を要する場合、発
散する場合、解が複数ある場合のような実用上の不具合
を生ずる可能性があった。Especially in the above conversion process, it is necessary to solve a non-linear orbital equation, which may cause a practical problem such as a case where it takes a long time for the solution to converge, a case where it diverges, and a case where there are multiple solutions. It was
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、飛翔体から得られた画像の幾何
学的歪を、上記飛翔体に関するアノテーション・データ
を有効に利用して、上記画像の利用者側において簡易
に、且つ高精度に補正することのできる実用性の高い画
像の幾何学的歪補正装置を提供することにある。The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to effectively use the geometric distortion of an image obtained from a flying object by effectively using the annotation data about the flying object. An object of the present invention is to provide a highly practical geometric distortion correction device for an image, which can be easily and highly accurately corrected by the user of the image.
本発明は基本的には画像データを得る飛翔体に関するア
ノテーション・データを利用して幾何歪の補正を行うも
のであり、特にこのアノテーション・データに含まれる
前記飛翔体の位置データを用いて、前記飛翔体の軌道座
標系から地球中心座標系へ変換する変換関数をデータ解
析により近似的に求めるとともに、飛翔体の地表に対す
る直下点の解析から上記飛翔体の姿勢に関する補正を行
い、この補正された姿勢情報を用いて前記画像に対する
座標系を前記飛翔体の物体座標系から軌道座標系へ変換
し、更に上記変換関数を用いて上記画像の座標系を地球
中心座標系に変換することによって、その画像の幾何学
的歪を簡易に、かつ高精度に補正するようにしたもので
ある。The present invention basically corrects geometric distortion by using annotation data relating to a flying object for obtaining image data, and in particular, using the position data of the flying object included in this annotation data, The conversion function for converting the orbital coordinate system of the flying object to the earth center coordinate system is approximately obtained by data analysis, and the attitude of the flying object is corrected from the analysis of the point directly below the surface of the flying object. By converting the coordinate system for the image using the attitude information from the object coordinate system of the flying object to the trajectory coordinate system, and further converting the coordinate system of the image to the earth center coordinate system using the conversion function, The geometric distortion of an image is simply corrected with high accuracy.
かくして本発明によれば、前記軌道座標系から地球中心
座標系へ変換する変換関数を、精度を確保しつつデータ
解析により近似的に求めるので、従来のように変換関数
を非線形な方程式を解くことによって求めるものと違っ
て、解の収束に長時間を要する場合、発散する場合、解
が複数ある場合のような実用上使い難い点を生ずる可能
性が全くない。また、飛翔体の地表に対する直下点の解
析によりそのアノテーション・データを修正し、この修
正されたアノテーション・データを用いて前記飛翔体に
より得られた画像の座標系を地球中心座標系に変換する
ので、その幾何学的歪を極めて簡易に、且つ効果的に補
正することができる。即ち、本発明によれば統計的な幾
何歪補正に比較して、地上標準点の(GCP)の必要個
数が大幅に少なくなり、例えば従来のランドサットMS
S画像処理の場合、数十点の標準点が必要であったのに
対して高々2〜3点で十分となる。また従来の解析的な
幾何歪補正に比べて、画像自身に付属したデータを直接
利用するので、求めるべきパラメータが少なくて良い。
これ故、その画像処理を上記画像の利用者側において簡
易に行うことができるので、その実用的利点が絶大であ
る等の効果が奏せられる。Thus, according to the present invention, the conversion function for converting from the orbital coordinate system to the earth center coordinate system is approximately obtained by data analysis while ensuring accuracy. Therefore, the conversion function can be solved by a non-linear equation. Unlike the one obtained by, there is no possibility that the solution will take a long time to converge, the solution will diverge, and there will be practically inconvenient points such as the case where there are multiple solutions. Also, the annotation data is corrected by analyzing the points directly below the surface of the flying object, and the corrected annotation data is used to convert the coordinate system of the image obtained by the flying object to the earth center coordinate system. The geometric distortion can be corrected very easily and effectively. That is, according to the present invention, compared with the statistical geometric distortion correction, the required number of ground standard points (GCP) is significantly reduced. For example, the conventional Landsat MS
In the case of S image processing, several tens of standard points were required, but at most 2-3 points are sufficient. Further, as compared with the conventional analytical geometric distortion correction, since the data attached to the image itself is directly used, less parameters need to be obtained.
Therefore, the image processing can be easily performed on the side of the user of the image, and the effect that the practical advantage thereof is great is exhibited.
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の概略構成図である。飛翔体
に搭載されたスキャナにより走査されて入力された地表
の画像データは、画像データ入力部1より入力される。
一方、付属情報入力部2からは上記画像データを得た飛
翔体の姿勢や高度等のアノテーション・データ、また上
記画像の中心位置に対する地表における直下点の位置情
報等が入力され、制御部3に与えられている。制御部3
は後述するように、これらの情報に従って前記画像デー
タに対する幾何学的歪量を計算し、その計算結果を歪補
正計算回路4に与えるものである。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention. The image data of the ground surface scanned and input by the scanner mounted on the flying object is input from the image data input unit 1.
On the other hand, from the attached information input unit 2, the annotation data such as the attitude and altitude of the flying object for which the image data is obtained, the position information of the point directly below the ground surface with respect to the center position of the image, and the like are input, and the control unit 3 is input. Has been given. Control unit 3
As will be described later, the geometrical distortion amount for the image data is calculated according to these information, and the calculation result is given to the distortion correction calculation circuit 4.
歪補正計算回路4は、このようにして求められた幾何学
的歪量に応じて前記画像データ入力部1を介して入力さ
れた画像データの幾何学的歪を補正して出力するもので
あり、例えば第2図に示すように構成されている。この
歪補正計算回路4にて歪補正された画像データが画像出
力部5を介して出力される。しかして前記歪補正計算回
路2は、第2図に示すように、例えばX座標計算回路4
a、座標計算回路4bそして画像レジスタ4c等により構成
される。そして、前記飛翔体のスキャナにより求められ
た画像データの位置座標(i,j)を前記各座標計算回路4a,
4bに入力し、前記画像歪量に従って上記画像の幾何歪補
正された座標(X,Y)を計算している。画像レジスタ
4cは、この座標計算が終了するまでの間、上記位置座標
(i,j)の画像データを一旦蓄積し、その画像データを上
記変換座標データ(X,Y)と共に出力している。The distortion correction calculation circuit 4 corrects and outputs the geometric distortion of the image data input through the image data input unit 1 according to the geometric distortion amount thus obtained. , For example, as shown in FIG. The image data whose distortion has been corrected by the distortion correction calculation circuit 4 is output via the image output unit 5. Therefore, the distortion correction calculation circuit 2 is, for example, as shown in FIG.
a, a coordinate calculation circuit 4b, an image register 4c and the like. Then, the position coordinates (i, j) of the image data obtained by the scanner of the flying object are set to the respective coordinate calculation circuits 4a,
4b, and the geometrical distortion corrected coordinates (X, Y) of the image are calculated according to the image distortion amount. Image register
4c is the above position coordinates until this coordinate calculation is completed.
The image data of (i, j) is once stored, and the image data is output together with the converted coordinate data (X, Y).
第3図は本装置における画像の幾何学的歪の補正処理の
概念を示すものである。この幾何歪の補正処理は、基本
的には先ずデータ入力部から入力された画像データ、ア
ノテーション・データ、画像中心の地表上での位置デー
タ等に従って、その画像に対応した地球中心座標(測地
座標)を計算する(測地座標計算部)。しかる後、その
計算結果に応じて前記入力画像に対する地球中心座標系
への投影座標変換を行い(投影座標計算部)、これによ
って得られた地球中心座標系で示される画像データを、
その幾何歪補正された画像として得る如く構成される。
第4図はその具体的な処理回路の構成例を示すものであ
る。この第4図を参照しながら、本装置における画像の
幾何学的歪補正につき詳細に説明する。FIG. 3 shows the concept of correction processing of geometric distortion of an image in this apparatus. This geometric distortion correction process is basically based on the image data, annotation data, position data of the image center on the ground surface, etc., which are input from the data input unit, and the earth center coordinates (geodetic coordinates) corresponding to the image. ) Is calculated (geodetic coordinate calculation unit). Then, according to the calculation result, projected coordinate conversion to the earth center coordinate system for the input image is performed (projection coordinate calculation unit), and the image data obtained by the earth center coordinate system is obtained.
It is configured so as to obtain the image whose geometric distortion has been corrected.
FIG. 4 shows a specific example of the configuration of the processing circuit. The geometrical distortion correction of an image in this apparatus will be described in detail with reference to FIG.
スキャナの動作を記述するために、スキャナ座標を定義
する。第5図に示すように飛翔体の進行方向をxs軸、
走査方向をys軸とし、xs軸及びys軸を用いて右手
直交座標系としてzs軸を決める。zs軸は通常、飛翔
体から地表へ下ろした垂線方向である。Define scanner coordinates to describe the behavior of the scanner. As shown in FIG. 5, the flight direction of the flying object is set to the xs axis,
The scanning direction and y s axis, determine the z s axis as right-handed orthogonal coordinate system with the x s-axis and y s axis. The z s axis is usually the normal direction down from the projectile to the surface of the earth.
今、飛翔体に搭載されたスキャナにより得られた地表の
画像30の画素座標が(i,j)で示されるものとする。こ
の場合、上記画像を得る前記スキャナが地表(地球)を
見込む方向ds(i,j)は、上記画像上における目標物の
画素(ij)に対する見込み角度をθi,ψjとして、 で与えられる。第4図における見込み角計算回路11はカ
ウンタ12が示す画像の座標データ(i,j)に従って前記角
度θi、ψjを計算しており、方向余弦計算回路13は上
記角見込み角θi、ψjから上記ベクトル▲▼を求
めている。しかして、このベクトル▲▼(i,j)は前
記飛翔体の3軸回転角(α、β、γ)を用いることによ
ってその軌道座標系で表すことができる。ここに、飛翔
体の軌道座標系及び飛翔体の3軸回転角(α、β、γ)
は第6図に示すごとくである。すなわち、上記軌道座標
系は、飛翔体の位置を中心とし、飛翔体の軌道方向をx
0軸、軌道面に垂直な方向をy0軸、地球中心方向をz
0軸として右手直交座標系として定義される。また、x
0軸の回りの回転角をα、y0軸の回りの回転角をβ、
z0軸の回りの回転角をγとする。Now, it is assumed that the pixel coordinates of the image 30 of the ground surface obtained by the scanner mounted on the flying object are represented by (i, j). In this case, the direction ds (i, j) in which the scanner that obtains the image looks into the earth's surface (earth), the estimated angle with respect to the pixel (ij) of the target on the image is θi, ψj, Given in. The view angle calculation circuit 11 in FIG. 4 calculates the angles θi, ψj according to the coordinate data (i, j) of the image indicated by the counter 12, and the direction cosine calculation circuit 13 calculates the angle view angles θi, ψj from the angle view angles θi, ψj. Seeking vector ▲ ▼. Then, this vector ▲ ▼ (i, j) can be expressed in its trajectory coordinate system by using the three-axis rotation angles (α, β, γ) of the flying object. Here, the trajectory coordinate system of the flying object and the three-axis rotation angles (α, β, γ) of the flying object.
Is as shown in FIG. That is, the orbit coordinate system has the position of the flying object as the center and the trajectory direction of the flying object is x.
The 0 axis, the direction perpendicular to the orbital plane is the y 0 axis, and the earth center direction is z
It is defined as a right-handed orthogonal coordinate system with 0 axis. Also, x
The rotation angle around the 0 axis is α, the rotation angle around the y 0 axis is β,
Let γ be the rotation angle around the z 0 axis.
一方、画像に対する前記飛翔体の姿勢角の補正量は、上
記画像中心の直下点と地上標準点とのずれから(Δα、
Δβ、Δγ)として与えらえる。そこで、前記飛翔体が
画像を得た時刻を t=t(i,j) とし、その時刻tに関する前記飛翔体の姿勢角の補正量
を3次の多項式で近似し、これに前記姿勢角の補正項を
加えたものを飛翔体の姿勢に関する補正量を α(t)、β(t)、γ(t) とすると、その補正量は α(t)=α0+α1t+α2t2+α3t3+Δα β(t)=β0+β1t+β2t2+β3t3+Δβ γ(t)=γ0+γ1t+γ2t2+γ3t3+Δγ で示される。このような補正量を用いることによって前
記飛翔体の軌道座標系と前記画像を得たスキャナの座標
系との関係を、変換関数Ts 0 として求めることができる。ここで上記変換関数▲s 0▼
は ▲T0 s▼=(▲Ts 0▼)t である。この▲T0 s▼を用ることによって、前記スキャ
ナの座標系のベクトル▲▼が として軌道座標系に変換される。第4図に示されるテー
ブル14,15は時刻計算回路16が得た時刻情報t(i,j)に基
づいて上述した姿勢補正量(α、β、γ、Δα、Δβ、
Δγ)をそれぞれ求めるものであり、計算回路17は、こ
れらの情報に従って前記座標系間の関係(変換関数)▲
T0 s▼を求めている。この変換関数▲T0 s▼に従って計
算回路18は上述した座標系変換を行っている。On the other hand, the correction amount of the attitude angle of the flying object with respect to the image is calculated from the difference between the point directly below the image center and the ground standard point (Δα,
Δβ, Δγ). Therefore, the time at which the flying object obtains an image is set to t = t (i, j), and the correction amount of the attitude angle of the flying object at the time t is approximated by a third-order polynomial. Letting the correction amount related to the attitude of the flying object be α (t), β (t), γ (t), the correction amount is α (t) = α 0 + α 1 t + α 2 t 2 + α 3 t 3 + Δα β (t) = β 0 + β 1 t + β 2 t 2 + β 3 t 3 + Δβ γ (t) = γ 0 + γ 1 t + γ 2 t 2 + γ 3 t 3 + Δγ. By using such a correction amount, the relationship between the trajectory coordinate system of the flying object and the coordinate system of the scanner that obtained the image is converted into a conversion function T s 0 Can be asked as Where the above conversion function ▲ s 0 ▼
Is ▲ T 0 s ▼ = (▲ T s 0 ▼) t . By using this ▲ T 0 s ▼, the vector ▲ ▼ in the coordinate system of the scanner is Is converted to the orbit coordinate system. The tables 14 and 15 shown in FIG. 4 are based on the time information t (i, j) obtained by the time calculation circuit 16 and the above-described posture correction amounts (α, β, γ, Δα, Δβ,
Δγ), and the calculation circuit 17 calculates the relationship (conversion function) between the coordinate systems according to these information.
Seeking T 0 s ▼. The calculation circuit 18 performs the above-mentioned coordinate system conversion in accordance with this conversion function {circumflex over (T 0 s) }.
一方、上記の如く軌道情報を1次近似した軌道座標系と
地球の中心座標系との関係▲T0 g▼は次の関数で与えら
れる。即ち、画像中心の直下点の地球上の経緯度が λn=λn(t)=λ0+λ1×t ψn=ψn(t)=ψ0+ψ1×t で示され、またその高度が同様にして hn=hn(t)=h0+h1×t で与えられるものとすると、その変換関数▲T0 g▼は、
飛翔体が方位角として経度λ回転し、且つ緯度ψ回転し
たときの、画像中心における上記経緯度と飛翔体とのな
す角度iと、地球の自転角度との合成角度i′の画像回
転として捕えられる。この回転角度はi′は i′=tan-1{(∂ψn/∂t)÷(∂λn/∂t)} として、データ解析により近似的に求められる。On the other hand, the relationship ∇T 0 g ▼ between the orbit coordinate system in which the orbit information is first-order approximated and the central coordinate system of the earth is given by the following function. That is, the latitude on the earth at the point directly below the center of the image is represented by λn = λn (t) = λ0 + λ1 × t ψn = ψn (t) = ψ0 + ψ1 × t, and its altitude is similarly hn = hn (t ) = H0 + h1 × t, the conversion function ▲ T 0 g ▼ is
Captured as an image rotation of a composite angle i'of the angle i formed by the above-mentioned latitude and longitude at the image center and the rotation angle of the earth when the flying object rotates by longitude λ and latitude ψ as the azimuth angle. To be This rotation angle is approximately obtained by data analysis, where i ′ is i ′ = tan −1 {(∂ψn / ∂t) ÷ (∂λn / ∂t)}.
従って、上記変換関数▲T0 g▼は、 で表わされる。但し、上記変換関数▲T0 g▼は、 ▲g 0▼=(▲T0 g▼)t である。この変換関数▲g 0▼を用いることによって、前
記軌道座標系のベクトルを地球中心座標系に変換するこ
とが可能となる。ここに、地球中心座標系は第7図に示
すごとくである。すなわち、地球の中心Oを原点とし、
北極軸をzi軸、春分点方向xi軸として右手直交座標
系として定義される。また、このときの飛翔体の位置Q
を中心とした前記軌道座標系におけるx0軸、y0軸
z、及び0軸も同時に示してある。第4図に示される計
算回路19,20は上記画像の真下点の経度緯度θn,ψ
n、および前記回転角i′をそれぞれ求めており、計算
回路21はこれらの計算結果から前記変換関数▲Tg 0▼を
計算している。しかして、軌道ベクトル は、地球の半径を r=r(ψn(t)) として として求められる。この に対して前記変換関数▲Tg 0▼を作用させることによ
り、計算回路22等は を計算している。この結果、方向ベクトル計算回路23に
て なる地球中心座標ベクトルが求められる。そしてこの
方向ベクトルから、前記画像の幾何歪補正された地球
中心座標で示される位置座標、即ち前記画像の中心位置
の経緯度座標が ψ=sin-1a3 λ=ATAN2(a2/cosψ,a1/cosψ) として測地座標計算回路24にて求められることになる。
ここで、上記2つの式のうち後者のλを求めるものは、
JIS FORTRANにて定義された2変数の関数で
ある。Therefore, the conversion function ▲ T 0 g ▼ is It is represented by. However, the conversion function ▲ T 0 g ▼ is ▲ g 0 ▼ = (▲ T 0 g ▼) t . By using this conversion function ▲ g 0 ▼, it becomes possible to convert the vector of the orbit coordinate system to the earth center coordinate system. Here, the earth center coordinate system is as shown in FIG. That is, with the center O of the earth as the origin,
It is defined as a right-handed orthogonal coordinate system with the north polar axis as the z i axis and the vernal equinox direction as the x i axis. Also, the position Q of the flying object at this time
The x 0 axis, the y 0 axis z, and the 0 axis in the orbital coordinate system centered at are also shown at the same time. The calculation circuits 19 and 20 shown in FIG. 4 are the latitude and longitude θn, ψ of the point directly below the image.
n and the rotation angle i ′ are respectively obtained, and the calculation circuit 21 calculates the conversion function ∑T g 0 ▼ from these calculation results. Then, the trajectory vector Is the radius of the earth r = r (ψn (t)) Is required as. this By applying the conversion function ▲ T g 0 ▼ to the calculation circuit 22 or the like, Is calculated. As a result, the direction vector calculation circuit 23 The earth center coordinate vector is calculated. Then, from this direction vector, the position coordinate indicated by the geometric distortion-corrected earth center coordinate of the image, that is, the latitude / longitude coordinate of the center position of the image is ψ = sin −1 a 3 λ = ATAN2 (a 2 / cos ψ, It is obtained by the geodetic coordinate calculation circuit 24 as a 1 / cos ψ).
Here, the latter one of the above two equations for obtaining λ is
It is a function of two variables defined in JIS FORTRAN.
しかして、ここで対象とする画像の幾何学的歪の補正
は、上記画像の形態的な歪を修正することであり、換言
すれば前記飛翔体から得られた画像を地形と相似形にす
ることを意味する。従って、前述した座標系間の対応関
係fと、その画像に対応する地図投影関数gとを用いて g×f;(i,j)→(u,v) なる画像変換処理を行えば、ここに幾何歪のない投影画
像を効果的に得ることが可能となる。Then, the correction of the geometric distortion of the image of interest here is to correct the morphological distortion of the image, in other words, the image obtained from the projectile is made similar to the terrain. Means that. Therefore, if an image conversion process of g × f; (i, j) → (u, v) is performed using the above-mentioned correspondence f between coordinate systems and the map projection function g corresponding to the image, It is possible to effectively obtain a projected image without geometric distortion.
このように本発明によれば、飛翔体に搭載されたスキャ
ナから得た画像の座標系をアノテーション・データを用
いて上記飛翔体の軌道座標系に変換した後、前記画像の
真下点の地表上の経緯度情報λn,ψnからその回転角
i′を求め、この回転角i′に従って前記軌道座標系を
地球中心座標系に変換して前記画像の幾何歪を補正する
ので、その幾何歪補正処理が非常に簡単である。つま
り、座標系の変換関数▲T0 s▼、▲Tg 0▼を用いて方向
ベクトル▲▼と、軌道ベクトル を地球中心座標系へ変換して、地球中心から目標点を見
る方向ベクトルagを ▲▼=▲▼(r,▲▼,▲▼)=(a
1、a2、a3) として求め、この方向ベクトル▲▼に従って前記目
標点の経緯度(λ、ψ)を ψ=sin-1a3 λ=tan-1 2(a2/cosψ,a1/cosψ) として簡易に、且つ精度良く求めることができる。この
ようにして前記飛翔体により得られた画像の幾何学的歪
を効果的に補正することができ、例えば地表の資源探査
等に上記画像を幅広く活用することが可能となる。As described above, according to the present invention, after the coordinate system of the image obtained from the scanner mounted on the flying object is converted into the trajectory coordinate system of the flying object by using the annotation data, the point directly below the image is on the ground surface. The rotation angle i ′ is obtained from the latitude and longitude information λn, ψn of the image and the geometrical distortion of the image is corrected by converting the orbital coordinate system to the earth center coordinate system according to the rotational angle i ′. Is very easy. That is, using the coordinate system conversion functions ▲ T 0 s ▼ and ▲ T g 0 ▼, the direction vector ▲ ▼ and the trajectory vector Is converted to the earth center coordinate system, and the direction vector ag that looks at the target point from the earth center is ▲ ▼ = ▲ ▼ (r, ▲ ▼, ▲ ▼) = (a
1 , a 2 , a 3 ), and according to this direction vector ▲ ▼, the latitude and longitude (λ, ψ) of the target point are ψ = sin −1 a 3 λ = tan −1 2 (a 2 / cos ψ, a 1 / Cosψ) can be obtained easily and accurately. In this way, the geometrical distortion of the image obtained by the flying object can be effectively corrected, and the image can be widely used for exploration of resources on the ground surface, for example.
尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば実施例ではλn(t),ψn(t)をtの1
次関数で近似したが、2次、あるいは3次以上の関数を
用いて近似しても良い。このようにすれば、更に高精度
な画像処理が可能となる。この場合、局所的に考えれば
各局所の直下点では1次近似となるから、上記近似を各
局所でそれぞれ行うようにすれば十分である。以上要す
るに、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, λn (t) and ψn (t) are set to 1 of t.
Although the approximation is performed using a quadratic function, the approximation may be performed using a quadratic function, a cubic function, or a cubic function or higher. By doing so, it is possible to perform image processing with higher accuracy. In this case, if considered locally, the first-order approximation is made at the point directly below each local, so it is sufficient to perform the above-mentioned approximation at each local. In short, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the scope of the invention.
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例装置の概略構成図、第2図は
歪補正計算回路の構成例を示す図、第3図は本発明に係
る幾何歪補正処理の概略的な流れを示す図、第4図は幾
何歪処理の具体例を示す図、第5図乃至第7図は本実施
例における処理を説明するための図である。 1……画像データ入力部、2……付属情報入力部、3…
…制御部、4……歪補正計算回路、5……画像出力部、
11……見込み角計算回路、13……方向余弦計算回路、14
……姿勢テーブル、15……補正量テーブル、17……▲T
0 s▼計算回路、19……真下点経緯度計算回路、20……回
転角計算回路、21……▲Tg 0▼計算回路、23……方向ベ
トル計算回路、14……測地座標計算回路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a distortion correction calculation circuit, and FIG. 3 is a geometric distortion correction processing according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a schematic flow of FIG. 4, FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the geometric distortion process, and FIGS. 5 to 7 are diagrams for explaining the process in the present embodiment. 1 ... Image data input section, 2 ... Attached information input section, 3 ...
... control section, 4 ... distortion correction calculation circuit, 5 ... image output section,
11 …… Estimation angle calculation circuit, 13 …… Direction cosine calculation circuit, 14
…… Posture table, 15 …… Correction amount table, 17 …… ▲ T
0 s ▼ Calculation circuit, 19 …… Direction point longitude / latitude calculation circuit, 20 …… Rotation angle calculation circuit, 21 …… ▲ T g 0 ▼ Calculation circuit, 23 …… Direction vegetation calculation circuit, 14 …… Geodesic coordinate calculation circuit .
Claims (1)
ータを入力する手段と、上記画像データの収集時におけ
る前記飛翔体の姿勢および直下の地表上の位置に関する
情報を含むアノテーション・データを入力する手段と、
該飛翔体の位置に関する情報を用いて前記飛翔体の軌道
座標系を地球中心座標系へ変換する変換関数を近似的に
求める手段と、前記入力画像データ中の特定の画素に対
応する前記地表での位置座標データを前記アノテーショ
ン・データを用いて求める手段と、この手段により求め
られた位置座標データと上記特定の画素に関して予め得
られた前記地表での基準位置座標データとの差に応じて
前記アノテーション・データの飛翔体の姿勢に関する情
報を補正する手段と、この補正された飛翔体の姿勢に関
する情報を含む該アノテーション・データ及び前記変換
関数を用いて前記入力画像データの各画素の地表におけ
る位置座標データをそれぞれ求める手段とを具備したこ
とを特徴とする画素の幾何学的歪補正装置。1. A means for inputting image data obtained by scanning a ground surface from a flying object, and annotation data including information on a posture of the flying object and a position on the ground surface immediately below when the image data is collected. Means to enter
A means for approximately obtaining a conversion function for converting the trajectory coordinate system of the flying object to the earth center coordinate system using the information on the position of the flying object, and the ground surface corresponding to a specific pixel in the input image data. Means for obtaining the position coordinate data of the position data using the annotation data, the position coordinate data obtained by this means, and the reference position coordinate data on the ground surface obtained in advance for the specific pixel Means for correcting the information on the attitude of the flying object in the annotation data, and the position of each pixel of the input image data on the ground surface using the annotation data including the corrected information on the attitude of the flying object and the conversion function A geometric distortion correction device for pixels, comprising: means for obtaining coordinate data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59050009A JPH0636189B2 (en) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Image geometric distortion correction device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59050009A JPH0636189B2 (en) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Image geometric distortion correction device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60193078A JPS60193078A (en) | 1985-10-01 |
JPH0636189B2 true JPH0636189B2 (en) | 1994-05-11 |
Family
ID=12846990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59050009A Expired - Lifetime JPH0636189B2 (en) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Image geometric distortion correction device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0636189B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8713819D0 (en) * | 1987-06-12 | 1987-12-16 | Smiths Industries Plc | Information processing systems |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5466168A (en) * | 1977-11-07 | 1979-05-28 | Toshiba Corp | Geometric distortion corrector of picture |
JPS5847059B2 (en) * | 1978-10-27 | 1983-10-20 | 工業技術院長 | Image file creation device |
JPS5910109A (en) * | 1982-07-05 | 1984-01-19 | 株式会社東芝 | Gas insulated switching device |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59050009A patent/JPH0636189B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60193078A (en) | 1985-10-01 |
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