JPH07296192A - Image information processor - Google Patents

Image information processor

Info

Publication number
JPH07296192A
JPH07296192A JP8515694A JP8515694A JPH07296192A JP H07296192 A JPH07296192 A JP H07296192A JP 8515694 A JP8515694 A JP 8515694A JP 8515694 A JP8515694 A JP 8515694A JP H07296192 A JPH07296192 A JP H07296192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
ground surface
primary
reflected light
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.)
Pending
Application number
JP8515694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sanae Miyazaki
早苗 宮崎
Tsukasa Maejima
司 前嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Corp
Original Assignee
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Communications Systems Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by N T T DATA TSUSHIN KK, NTT Data Communications Systems Corp filed Critical N T T DATA TSUSHIN KK
Priority to JP8515694A priority Critical patent/JPH07296192A/en
Publication of JPH07296192A publication Critical patent/JPH07296192A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instructional Devices (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an image information processor capable of finding first- order reflected light on a ground level even in every kind of geographic area with high accuracy. CONSTITUTION:This image information processor which reproduces the multiple scattering of light on an atmosphere-ground level when the image of the ground level is photographed from an artificial satellite or plane by computer simulation is constituted by providing at least an altitude read-in part 131 which fetches in the altitude information of the ground level, an information storage part 132 which reads in the photographing condition of an image, a geographic model generating part 133 which generates a geographic model from the altitude information, a first-order incident light generating part 134 which generates first-order incident light considering the multiple scattering of the light in the geography of an ambient area by using the altitude information, the photographing condition and the geographic model, and a first-order reflection judging part 135 which judges whether or not the first-order incident light is reflected on the ground level.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ・シミュ
レーションにより人工衛星または航空機から地表面の画
像を撮影したときの大気−地表面での光の多重散乱ある
いは放射伝達の様子を再現する画像情報処理装置に係
り、特に、地表面での一次反射光、二次反射光を作成す
る技術、及び大気−地表面での光の放射伝達の様子を再
現する放射伝達光再現技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to image information processing for reproducing the state of multiple scattering or radiative transfer of light between the atmosphere and the ground surface when an image of the ground surface is taken from a satellite or an aircraft by computer simulation. The present invention relates to an apparatus, and in particular, to a technique for producing primary reflected light and secondary reflected light on the ground surface, and a radiated transfer light reproduction technique for reproducing the state of radiative transfer of light on the atmosphere-ground surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータ・シミュレーションによ
り、人工衛星または航空機から地表面の画像を撮影した
ときの大気−地表面での光の多重散乱の様子を再現する
場合、地表面での一次反射光を作成しているが、一次反
射光に与える周辺領域の地形での光の多重散乱の影響を
無視できない場合がある。そのため、この多重散乱の影
響を何らかの形で考慮して一次反射光を求める手段が種
々講じられている。この種の従来技術としては、例え
ば、画像が撮影されたときの太陽の位置と一次反射光を
求めようとしている位置(注目位置)との間の直進光の
みを考え、これを遮断する地形の有無を周辺領域の地形
が一次入射光に与える影響として一次反射光を求める方
法や、あるいは、一次入射光を遮断する地形の有無を近
隣領域、例えば隣接画素領域に限って求め、これを周辺
地形が一次入射光に与える影響として一次反射光を求め
る方法がある。
2. Description of the Related Art When reproducing the state of multiple scattering of light on the atmosphere-ground surface when an image of the ground surface is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, first-order reflected light on the ground surface is created. However, there are cases where the effect of multiple scattering of light on the topography of the surrounding area on the primary reflected light cannot be ignored. Therefore, various measures have been taken to obtain the primary reflected light in consideration of the effect of this multiple scattering in some form. As a conventional technique of this type, for example, only straight light between the position of the sun when the image was captured and the position where the primary reflected light is to be obtained (attention position) is considered, and the terrain that blocks this is considered. A method to determine the primary reflected light as the influence of the terrain in the peripheral region on the primary incident light, or the presence or absence of the terrain that blocks the primary incident light is limited to neighboring regions, such as adjacent pixel regions. There is a method of obtaining the primary reflected light as an effect of the on the primary incident light.

【0003】一方、上記のコンピュータ・シミュレーシ
ョンにおいては、さらに地表面での二次反射光の影響を
無視できない場合がある。そこで、二次反射光を求める
手段が種々講じられている。この種の従来技術として
は、例えば、光が大気成分に衝突するまでの距離(光の
自由行程距離)を二次反射光の反射限界距離とし、その
範囲内の領域(反射領域)で生じる二次反射光を算出し
て大気−地表面シミュレーションの二次反射光とする方
法や、あるいは、近隣領域、例えば隣接画素領域、を二
次反射光の反射領域とし、その範囲内で生じる二次反射
光を算出し、大気−地表面シミュレーションの二次反射
光とする方法がある。
On the other hand, in the above computer simulation, there are cases where the influence of secondary reflected light on the ground surface cannot be ignored. Therefore, various measures are taken to obtain the secondary reflected light. As a conventional technique of this type, for example, the distance until the light collides with the atmospheric component (the free path length of the light) is defined as the reflection limit distance of the secondary reflected light, and the two A method of calculating the secondary reflected light and using it as the secondary reflected light of the atmosphere-ground surface simulation, or a neighboring area, for example, an adjacent pixel area, as the secondary reflected light reflection area, and the secondary reflection occurring within that range. There is a method of calculating light and using it as the secondary reflected light of the atmosphere-ground surface simulation.

【0004】さらに、コンピュータシミュレーションに
より人工衛星または航空機から地表面の画像を撮影した
ときの大気−地表面での光の放射伝達の様子を再現する
場合、モンテカルロ法を用いて放射伝達光を再現する方
法が広く知られている。この種の従来技術としては、例
えば、「画像解析ハンドブック(高木、下田著、東京大
学出版)」にあるように、画像撮影時の大気や地表面の
状態をモデル化し、シミュレーションモデルを作成し、
乱数により大気上面から光子をシミュレーションモデル
に入射して、大気での散乱や地表面での反射を算出して
放射伝達光を再現する方法がある。
Further, in reproducing the radiative transfer of light from the atmosphere to the ground surface when an image of the ground surface is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, the radiative transfer light is reproduced by using the Monte Carlo method. The method is widely known. As a conventional technique of this type, for example, as described in "Image Analysis Handbook (Takagi, Shimoda, The University of Tokyo Press)", the state of the atmosphere and the ground surface at the time of image capturing is modeled, and a simulation model is created.
There is a method of reproducing radiatively transmitted light by injecting photons into the simulation model from the upper surface of the atmosphere by random numbers and calculating the scattering in the atmosphere and the reflection on the ground surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の一次反射光作成手法のうち、太陽の位置と太陽−注
目領域間の地形で影響を評価する方法では、大気による
光の散乱を考慮していないため、地表面での微弱な一次
反射光を作成することができず、特に起伏の大きい山岳
地帯のシミュレーションにおいて誤差が生じていた。ま
た、近隣領域だけを影響領域として用いる方法では、周
辺地形の影響を十分再現できず、特に起伏の大きい山岳
地帯のシミュレーションにおいて大きな誤差が生じてい
た。
However, among the above-mentioned conventional methods of creating primary reflected light, the method of evaluating the influence by the position of the sun and the topography between the sun and the region of interest takes into consideration the scattering of light by the atmosphere. Since it is not available, it is not possible to create a weak primary reflected light on the ground surface, and an error has occurred especially in the simulation of a mountainous area with large undulations. Moreover, the method of using only the neighboring area as the affected area could not sufficiently reproduce the effect of the surrounding terrain, and a large error occurred especially in the simulation of a mountainous area with a large undulation.

【0006】一方、上記従来の二次反射光作成手法のう
ち、自由行程距離を用いる方法では、シミュレーション
時間が非常に長くなるという問題があった。また、近隣
領域を用いる方法では、二次反射光が十分再現できず、
特に起伏の大きい山岳地帯のシミュレーションにおいて
大きな誤差が生じていた。
On the other hand, among the above-mentioned conventional secondary reflected light producing methods, the method using the free path distance has a problem that the simulation time becomes very long. Also, with the method of using the neighboring area, the secondary reflected light cannot be sufficiently reproduced,
In particular, a large error occurred in the simulation of a mountainous area with a large undulation.

【0007】さらに、上記従来の放射伝達光再現手法で
は、大気での光の多重散乱は考慮されているが、地形で
の光の多重散乱を考慮していないため、特に起伏の大き
い山岳地帯のシミュレーションにおいて大きな誤差が生
じていた。
Further, in the above-mentioned conventional radiative transfer light reproduction method, although multiple scattering of light in the atmosphere is taken into consideration, multiple scattering of light in the terrain is not taken into consideration. There was a large error in the simulation.

【0008】本発明は上記背景の下になされたもので、
その第1の目的は、どのような地形の領域でも地表面で
の一次反射光を高精度に求め得る画像情報処理装置を提
供することにある。本発明の第2の目的は、どのような
地形の領域での二次反射光を速やか且つ高精度に求め得
る画像情報処理装置を提供することにある。本発明の第
3の目的は、光の放射伝達の様子をどのような地形の領
域でも高精度に求め得る画像情報処理装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made under the above background,
A first object of the invention is to provide an image information processing apparatus capable of highly accurately obtaining the primary reflected light on the ground surface in any terrain region. A second object of the present invention is to provide an image information processing apparatus capable of quickly and highly accurately obtaining the secondary reflected light in any geographical area. A third object of the present invention is to provide an image information processing apparatus capable of obtaining the state of radiation transfer of light with high accuracy in any terrain region.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1の発明では、撮影さ
れた領域の標高情報と一次入射光の入射方向と地球上の
最大標高値とから、それぞれの一次入射光毎に周辺の地
形の影響領域を算出し、この領域内での多重散乱の有無
を一次入射光に与える影響として一次入射光を求める。
このように、一次入射光から一次反射光を作成すること
によって上記第1の目的の達成を図る。すなわち、コン
ピュータ・シミュレーションにより人工衛星または航空
機から地表面の画像を撮影したときの大気−地表面での
光の多重散乱を再現する画像情報処理装置において、前
記地表面の標高情報を取り込む標高情報取り込み手段
と、前記画像の撮像条件を読み込む撮像条件読み込み手
段と、前記標高情報から地形モデルを作成する地形モデ
ル作成手段と、前記標高情報と前記撮像条件と前記地形
モデルを用いて周辺領域の地形での光の多重散乱を考慮
して一次入射光を作成する一次入射光作成手段と、前記
一次入射光が前記地表面で反射するかどうかを判定する
一次反射判定手段とを具備することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, based on the altitude information of the photographed area, the incident direction of the primary incident light, and the maximum altitude value on the earth, the surrounding topography of each primary incident light is calculated. The affected area is calculated, and the primary incident light is obtained as the effect of the presence or absence of multiple scattering in this area on the primary incident light.
In this way, the first objective is achieved by creating the primary reflected light from the primary incident light. That is, in an image information processing apparatus that reproduces multiple scattering of light on the atmosphere-ground surface when an image of the ground surface is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, the altitude information acquisition that acquires the altitude information of the ground surface. Means, an imaging condition reading means for reading the imaging conditions of the image, a terrain model creating means for creating a terrain model from the altitude information, and a terrain of a peripheral region using the altitude information, the imaging conditions and the terrain model. A primary incident light creating unit that creates a primary incident light in consideration of multiple scattering of light, and a primary reflection determining unit that determines whether or not the primary incident light is reflected by the ground surface. To do.

【0010】第2の発明では、撮影された領域の標高情
報、地球上の最大標高値及び最小標高値、画像の解像度
から二次反射光が反射する距離を算出し、この範囲内の
領域(反射領域)で生じる二次反射光を大気−地表面シ
ミュレーションの二次反射光とし、これによって上記第
2の目的の達成を図る。すなわち、コンピュータ・シミ
ュレーションにより人工衛星または航空機から地表面の
画像を撮影したときの大気−地表面での光の多重散乱を
再現する画像情報処理装置において、前記地表面の標高
情報を取り込む標高情報取り込み手段と、前記画像の撮
像条件を読み込む撮像条件読み込み手段と、前記標高情
報と前記撮像条件とから二次反射光の反射距離を算出す
る反射距離算出手段と、前記標高情報から地形モデルを
作成する地形モデル作成手段と、前記標高情報と前記地
形モデルと前記反射距離と前記撮像条件とを用いて二次
入射光を作成する二次入射光作成手段と、前記二次入射
光が前記地表面で反射するかどうかを判定する二次反射
判定手段とを具備することを特徴とする。
In the second invention, the distance at which the secondary reflected light is reflected is calculated from the altitude information of the photographed area, the maximum and minimum altitude values on the earth, and the resolution of the image, and the area within this range ( The secondary reflected light generated in the reflection area) is used as the secondary reflected light in the atmosphere-ground surface simulation, and thereby the second object is achieved. That is, in an image information processing apparatus that reproduces multiple scattering of light on the atmosphere-ground surface when an image of the ground surface is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, the altitude information acquisition that acquires the altitude information of the ground surface. Means, an imaging condition reading means for reading the imaging condition of the image, a reflection distance calculating means for calculating a reflection distance of secondary reflected light from the altitude information and the imaging condition, and a terrain model is created from the altitude information. Topographic model creating means, secondary incident light creating means for creating secondary incident light using the elevation information, the topographic model, the reflection distance, and the imaging conditions, and the secondary incident light is on the ground surface. Secondary reflection determining means for determining whether or not the light is reflected.

【0011】第3の発明では、放射伝達光再現における
地形での多重散乱として、大気上面から入射し地表面で
反射する光(一次反射光)に関して、撮影された領域の
標高情報、撮像条件から、光子が地表面に入射する際に
地形での多重散乱の影響が及ぶ領域(影響領域)を定
め、この領域内の地形での光の多重散乱を考慮すると共
に、地表面で反射した後の地形での多重散乱を二次反射
光として考慮することにより、上記第2の目的の達成を
図る。すなわち、コンピュータ・シミュレーションによ
り人工衛星または航空機から地表面の画像を撮影したと
きの大気−地表面での光の放射伝達の様子を再現する画
像情報処理装置において、前記地表面の標高情報を取り
込む標高情報取り込み手段と、前記画像の撮像条件を読
み込む撮像条件読み込み手段と、前記撮像条件から光路
輝度を作成する光路輝度作成手段と、前記標高情報と前
記撮像条件から周辺領域の地形での光の多重散乱の影響
を考慮した一次反射光を作成する一次反射光作成手段
と、前記標高情報と前記撮像条件から二次反射光を作成
する二次反射光作成手段と、前記撮像条件から地表面反
射光の大気上面への到達率を算出する到達率算出手段
と、前記光路輝度、前記一次反射光、前記二次反射光、
及び前記到達率から大気−地表面での光の放射伝達の様
子を再現する放射伝達光再現手段とを具備することを特
徴とする。
According to the third aspect of the present invention, as the multiple scattering in the terrain in the reproduction of the radiated transfer light, regarding the light (primary reflected light) that is incident from the upper surface of the atmosphere and reflected on the ground surface, from the elevation information and the imaging condition of the photographed area. , The area (influence area) where the effect of multiple scattering on the terrain is affected when the photons are incident on the ground surface, the multiple scattering of light on the terrain in this area is taken into consideration, and after the reflection on the ground surface By considering multiple scattering in the terrain as the secondary reflected light, the above second object is achieved. That is, in an image information processing device that reproduces the state of radiative transfer of light from the atmosphere to the ground surface when an image of the ground surface is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, an altitude that captures the altitude information of the ground surface. Information capturing means, imaging condition reading means for reading the imaging conditions of the image, optical path brightness creating means for creating an optical path brightness from the imaging conditions, and multiplexing of light on the topography of the surrounding area from the altitude information and the imaging conditions. Primary reflected light creating means for creating primary reflected light considering the influence of scattering, secondary reflected light creating means for creating secondary reflected light from the altitude information and the imaging condition, and ground surface reflected light from the imaging condition Arrival rate calculation means for calculating the arrival rate to the upper surface of the atmosphere, the optical path luminance, the primary reflected light, the secondary reflected light,
And a radiative transfer light reproducing means for reproducing the state of radiative transfer of light from the atmosphere to the ground surface based on the arrival rate.

【0012】[0012]

【作用】第1の発明において、一次反射光は、一次入射
光のうち地表面で反射した光である。そのため、一次反
射光が生じるか生じないかは一次入射光の入射量に大き
く左右される。一方、一次入射光が生じるか生じないか
は、太陽光が注目領域に到達する前に周辺領域の地形で
遮られるかどうかに大きく左右される。本発明は、一次
反射光のこのような性質に着目したもので、まず、地表
面の標高情報と画像の撮像条件から一次入射光の地表面
での入射方向を求める。標高情報から作成した地形モデ
ルとこの入射方向と撮影時の地球上の最大標高値とか
ら、この入射光に影響を及ぼす周辺領域(影響領域)を
算出し、この領域内の地形で入射光が遮られるかどうか
により、一次入射光が地表面に到達するかどうかを判断
する。このようにして作成した一次入射光が地表面で反
射するかどうかを判断する。これにより、一次反射光が
作成される。
In the first aspect of the invention, the primary reflected light is the light of the primary incident light which is reflected on the ground surface. Therefore, whether the primary reflected light is generated or not depends largely on the incident amount of the primary incident light. On the other hand, whether or not the primary incident light is generated depends largely on whether or not the sunlight is blocked by the terrain in the peripheral region before reaching the region of interest. The present invention focuses on such a property of the primary reflected light. First, the incident direction of the primary incident light on the ground surface is obtained from the altitude information of the ground surface and the image capturing conditions. From the terrain model created from elevation information, this incident direction, and the maximum elevation value on the earth at the time of shooting, the peripheral area (influence area) that affects this incident light is calculated, and the incident light in the terrain in this area is calculated. Whether or not the primary incident light reaches the ground surface is determined by whether or not it is blocked. It is determined whether the primary incident light thus created is reflected on the ground surface. As a result, primary reflected light is created.

【0013】第2の発明において、二次反射光は、一次
反射光のうち大気上空に出ていく前に周辺の地形によっ
て散乱した光である。そのため、二次反射光が生じるか
生じないかは周辺領域の地形に大きく左右される。本発
明は、二次反射光のこのような性質に着目したもので、
まず、地表面の標高情報と画像の撮像条件(画像撮影時
の地球上の最大標高値及び最小標高値、画像の解像度)
から二次反射光が生じる可能性がある距離を二次反射光
の反射距離として算出する。また、前記標高情報から地
形モデルを作成する。この地形モデルと標高情報と反射
距離と撮像条件とから、反射距離内の領域の一次反射光
が注目領域(二次反射位置)の地表面に到達するかどう
かを判断し、二次入射光を作成する。この二次入射光が
地表面で反射するかどうかを判断する。これにより、二
次反射光が作成される。
In the second aspect of the invention, the secondary reflected light is light of the primary reflected light which is scattered by the surrounding terrain before going out into the atmosphere. Therefore, whether or not the secondary reflected light is generated depends largely on the topography of the surrounding area. The present invention focuses on such a property of the secondary reflected light,
First, the altitude information of the ground surface and the image capturing conditions (maximum and minimum altitude values on the earth at the time of image capturing, image resolution)
Is calculated as a reflection distance of the secondary reflected light. In addition, a terrain model is created from the altitude information. From this terrain model, elevation information, reflection distance, and imaging conditions, it is determined whether the primary reflected light in the area within the reflection distance reaches the ground surface of the area of interest (secondary reflection position), and the secondary incident light is determined. create. It is determined whether this secondary incident light is reflected on the ground surface. As a result, secondary reflected light is created.

【0014】第3の発明において、大気−地表面間の放
射伝達光のうち、一次反射光は、一次入射光のうち地表
面で反射した光である。そのため、一次反射光が生じる
か生じないかは一次入射光の入射量に大きく左右され
る。一方、一次入射光が生じるか生じないかは、太陽光
が注目領域に到達する前に周辺領域の地形で遮られるか
どうかに大きく左右される。また、二次反射光は、一次
反射光のうち大気上空に出ていく前に周辺の地形によっ
て散乱した光である。そのため、二次反射光が生じるか
生じないかは周辺領域の地形に大きく左右される。本発
明は、一次反射光、及び二次反射光のこのような性質に
着目したもので、まず、地表面の標高情報と画像の撮像
条件から、周辺領域の地形での光の多重散乱の影響を考
慮した一次反射光を算出する。また、地表面の標高情報
と画像の撮像条件から二次反射光を算出する。撮像条件
から光路輝度、及び地表面反射光の大気上空への到達率
を算出する。この光路輝度、一次反射光、二次反射光、
及び反射光の到達率を用いて、光の放射伝達の様子を再
現する。
In the third invention, the primary reflected light of the radiative transfer light between the atmosphere and the ground surface is the light reflected by the ground surface of the primary incident light. Therefore, whether the primary reflected light is generated or not depends largely on the incident amount of the primary incident light. On the other hand, whether or not the primary incident light is generated depends largely on whether or not the sunlight is blocked by the terrain in the peripheral region before reaching the region of interest. The secondary reflected light is light of the primary reflected light that is scattered by the surrounding terrain before going out into the atmosphere. Therefore, whether or not the secondary reflected light is generated depends largely on the topography of the surrounding area. The present invention focuses on such properties of the primary reflected light and the secondary reflected light. First, from the altitude information of the ground surface and the imaging conditions of the image, the influence of multiple scattering of light on the terrain of the surrounding area. The primary reflected light is calculated in consideration of. In addition, the secondary reflected light is calculated from the altitude information of the ground surface and the image capturing conditions. The optical path brightness and the arrival rate of the reflected light on the ground surface to the atmosphere are calculated from the imaging conditions. This optical path brightness, primary reflected light, secondary reflected light,
And the arrival rate of reflected light is used to reproduce the state of radiative transfer of light.

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照して第1乃至第3の発明の
実施例を詳細に説明する。図1は第1の発明の一実施例
に係る画像情報処理装置のブロック図であり、地表面で
の一次反射光を作成する装置の例を示す。図1におい
て、11は外部装置、12は外部入力装置、13は一次
反射光作成装置、14は出力装置である。一次反射光作
成装置13は、標高読込部131、情報記憶部132、
地形モデル作成部133、一次入射光作成部134、及
び一次反射判定部135から構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the first to third inventions will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an image information processing apparatus according to an embodiment of the first invention, showing an example of an apparatus for creating primary reflected light on the ground surface. In FIG. 1, 11 is an external device, 12 is an external input device, 13 is a primary reflected light producing device, and 14 is an output device. The primary reflected light creation device 13 includes an altitude reading unit 131, an information storage unit 132,
The terrain model creation unit 133, the primary incident light creation unit 134, and the primary reflection determination unit 135 are included.

【0016】外部装置11は、例えば予め標高情報を蓄
積しているMTや外部記憶装置等であり、画像に対応す
る領域の標高情報を一次反射光作成装置13に入力する
ものである。外部入力装置12は、例えばキーボード等
であり、画像の撮像条件を一次反射光作成装置13に入
力するものである。なお、キーボードに代え、予め撮像
条件を蓄積しているMTや外部記憶装置等を用いること
もできる。一次反射光作成装置13は、外部装置11か
ら入力された標高情報、及び外部入力装置12から入力
された撮像条件を用いて一次反射光を作成するものであ
る。これについては後述する。出力装置14としては、
CRT表示装置、プリンタ、コンピュータ記憶装置等を
用いる。
The external device 11 is, for example, an MT or an external storage device that stores altitude information in advance, and inputs altitude information of an area corresponding to an image to the primary reflected light producing device 13. The external input device 12 is, for example, a keyboard or the like, and inputs the image capturing conditions to the primary reflected light creating device 13. Instead of the keyboard, it is also possible to use an MT that stores imaging conditions in advance, an external storage device, or the like. The primary reflected light creation device 13 creates primary reflected light using the altitude information input from the external device 11 and the imaging conditions input from the external input device 12. This will be described later. As the output device 14,
A CRT display device, printer, computer storage device or the like is used.

【0017】次に、図2及び図3を参照して、上記構成
の一次反射光作成装置13の動作を説明する。図2は一
次反射光作成装置13の処理手順を示すフローチャー
ト、図3は一次入射光作成部134の処理手順を示すフ
ローチャートであり、Sは各処理のステップを表してい
る。
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the operation of the primary reflected light producing apparatus 13 having the above-mentioned configuration will be described. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the primary reflected light producing device 13, FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the primary incident light producing unit 134, and S represents the step of each processing.

【0018】外部装置11から入力された上記標高情報
は、標高読込部131に読み込まれ、その後段処理に適
した情報、例えば画像の画素毎の標高値に変換される
(S11:標高情報入力手段)。また、予め外部入力装
置12から情報記憶部132に記憶された撮像条件が読
み出される(S12:撮像条件入力手段)。この撮像条
件としては、画像の解像度、画像センサの検出波長、大
気の状態、太陽の位置、撮影時の地球上の最大標高値な
ど、画像の撮影状態に関する全てのデータが含まれる。
地形モデル作成部133では、S11で読み込まれた標
高情報から後段処理に必要な地形モデル、例えば画素毎
の地表面の傾きなどのモデル化を行う(S13:地形モ
デル作成手段)。一次入射光作成部134では、S11
で読み込まれた標高情報、S12で読み込まれた撮像条
件、及びS13で作成された地形モデルを用いてモンテ
カルロ・シミュレーションにより周辺地形での光の多重
散乱の影響を十分考慮した一次入射光を作成する(S1
4:一次入射光シミュレーション)。
The altitude information input from the external device 11 is read by the altitude reading unit 131 and converted into information suitable for subsequent processing, for example, an altitude value for each pixel of the image (S11: altitude information input means). ). In addition, the imaging conditions stored in the information storage unit 132 in advance are read from the external input device 12 (S12: imaging condition input means). This imaging condition includes all data relating to the imaging condition of the image, such as the resolution of the image, the wavelength detected by the image sensor, the condition of the atmosphere, the position of the sun, and the maximum altitude value on the earth at the time of photographing.
The terrain model creation unit 133 models the terrain model necessary for the post-stage processing, for example, the inclination of the ground surface for each pixel based on the altitude information read in S11 (S13: terrain model creation means). In the primary incident light creation unit 134, S11
Using the elevation information read in step S12, the imaging conditions read in step S12, and the terrain model created in step S13, a primary incident light that sufficiently considers the effect of multiple scattering of light on the surrounding terrain is created by Monte Carlo simulation. (S1
4: Simulation of primary incident light).

【0019】ここで、モンテカルロ・シミュレーション
を用いて周辺地形での光の多重散乱の影響を十分考慮し
た一次入射光を作成する手順を図3に従って説明する。
まず、標高情報の入力(S101)、撮像条件の読込
(S102)、地形モデルの入力(S103)を行い、
一次反射位置を決定する(S104)。次に大気上面よ
り撮像条件である太陽光入射角に従って、乱数により所
定数の光子を発生(入射)させる(S105)。次に発
生した光子数が予め定めた設定数N(自然数)を超える
か否かを判定し(S106)、設定数N以下のときは自
由行程距離、即ち光子の移動距離を算出し(S10
7)、当該光子の終点座標を決定する(S108)。決
定した終点座標の位置を判定し(S109)、その位置
が地表面であれば入射光に影響を及ぼす領域を算出し
(S110)、その領域の地形で入射光が遮られるかど
うかの入射判定を行う(S111)。入射する場合は光
子数をカウントし(S112)、S105の処理に戻
る。また、S109において終点座標位置が大気上面で
あれば、S105の処理に戻り、終点座標位置が大気中
であれば、吸収か散乱かを判定し(S113)、吸収の
場合はS105の処理に戻り、散乱の場合は散乱角を算
出した後(S114)、S107の処理に戻る。S10
6において光子数が設定値Nを超えたときは、発生光子
数とカウントされた光子数との割合から一次入射光発生
率を算出する(S115)。
Here, a procedure for creating the primary incident light, which fully considers the influence of multiple scattering of light on the surrounding terrain by using Monte Carlo simulation, will be described with reference to FIG.
First, the altitude information is input (S101), the imaging conditions are read (S102), and the terrain model is input (S103).
The primary reflection position is determined (S104). Next, a predetermined number of photons are generated (incident) by random numbers from the upper surface of the atmosphere according to the sunlight incident angle which is an imaging condition (S105). Next, it is determined whether or not the number of photons generated exceeds a preset number N (natural number) (S106). When the number is equal to or less than the set number N, a free travel distance, that is, a movement distance of photons is calculated (S10).
7) Then, the end point coordinates of the photon are determined (S108). The position of the determined end point coordinates is determined (S109), and if the position is the ground surface, the area that affects the incident light is calculated (S110), and the incident judgment is made on whether the incident light is blocked by the topography of the area. Is performed (S111). If incident, the number of photons is counted (S112), and the process returns to S105. In S109, if the end point coordinate position is the upper surface of the atmosphere, the process returns to S105. If the end point coordinate position is in the atmosphere, it is determined whether it is absorption or scattering (S113), and if it is absorption, the process returns to S105. In the case of scattering, the scattering angle is calculated (S114), and the process returns to S107. S10
When the number of photons exceeds the set value N in 6, the primary incident light generation rate is calculated from the ratio between the number of photons generated and the number of photons counted (S115).

【0020】ここで、入射光に影響を及ぼす領域の算出
方法(S110)と、地表面に光子が入射するかどうか
の判定方法(S111)について説明する。一次反射位
置の標高をy、地球上の標高の最大値をYmax 、一次入
射光の天頂角をθ(rad)、方位角をφ(rad)と
する。但し、方位角は、真北から右回りに測った角度と
する。任意の地表面の標高をv、その地表面と一次反射
位置との水平距離をuとした場合、下記の式(1)を満
たすφの方向の地表面を本実施例では影響領域とする。
また、式(1)で示されるuについて式(2)が成り立
つ場合に、光子は入射するものとする。
Here, a method of calculating a region affecting incident light (S110) and a method of determining whether or not photons are incident on the ground surface (S111) will be described. The altitude of the primary reflection position is y, the maximum value of the altitude on the earth is Ymax, the zenith angle of the primary incident light is θ (rad), and the azimuth angle is φ (rad). However, the azimuth shall be the angle measured clockwise from true north. If the elevation of an arbitrary ground surface is v and the horizontal distance between the ground surface and the primary reflection position is u, the ground surface in the direction of φ that satisfies the following expression (1) is the affected area in this embodiment.
Further, it is assumed that the photon is incident when the equation (2) holds for u shown in the equation (1).

【0021】[0021]

【数1】 u<(Ymax −y)× tanθ …(1)## EQU1 ## u <(Ymax-y) × tan θ (1)

【数2】 v< tanθ/u …(2)## EQU00002 ## v <tan.theta./u (2)

【0022】一次反射判定部135では、S14で算出
された一次入射光が反射するかどうかを地表面の反射率
を用いて判断する(S15:一次反射判断手段)。以上
の処理により、地表面での一次反射光を高精度に求める
ことができる。
The primary reflection determining section 135 determines whether or not the primary incident light calculated in S14 is reflected by using the reflectance of the ground surface (S15: primary reflection determining means). By the above processing, the primary reflected light on the ground surface can be obtained with high accuracy.

【0023】図4は、第2の発明の一実施例に係る画像
情報処理装置のブロック図であり、大気−地表面での光
の二次反射光作成の様子を再現する装置の例を示す。図
4において、21は外部装置、22は外部入力装置、2
3は二次反射光作成装置、24は出力装置である。二次
反射光作成装置23は、標高読み込み部231、情報記
憶部232、反射距離算出部233、地形モデル作成部
234、二次入射光作成部235、及び二次反射判定部
236から構成される。
FIG. 4 is a block diagram of an image information processing apparatus according to an embodiment of the second invention, showing an example of an apparatus for reproducing the state of creating secondary reflected light of light on the atmosphere-ground surface. . In FIG. 4, 21 is an external device, 22 is an external input device, 2
3 is a secondary reflected light producing device, and 24 is an output device. The secondary reflected light creation device 23 includes an altitude reading unit 231, an information storage unit 232, a reflection distance calculation unit 233, a terrain model creation unit 234, a secondary incident light creation unit 235, and a secondary reflection determination unit 236. .

【0024】外部装置21は、例えば予め標高情報を蓄
積しているMTや外部記憶装置等で、画像に対応する領
域の標高情報を二次反射光作成装置23に入力する。外
部入力装置22は、例えばキーボード等で、画像の撮像
条件を二次反射光作成装置23に入力する。なお、キー
ボードに代え、予め撮像条件を蓄積しているMTや外部
記憶装置等を用いることもできる。二次反射光作成装置
23は、外部装置21から入力された標高情報を用いて
二次反射光を作成するものである。これについては後述
する。出力装置24としては、CRT表示装置、プリン
タ、コンピュータ記憶装置等を用いる。
The external device 21 is, for example, an MT that stores altitude information in advance, an external storage device, or the like, and inputs the altitude information of the area corresponding to the image to the secondary reflected light creating device 23. The external input device 22 is, for example, a keyboard or the like, and inputs image capturing conditions to the secondary reflected light creation device 23. Instead of the keyboard, it is also possible to use an MT that stores imaging conditions in advance, an external storage device, or the like. The secondary reflected light creation device 23 creates secondary reflected light using the altitude information input from the external device 21. This will be described later. As the output device 24, a CRT display device, a printer, a computer storage device or the like is used.

【0025】次に、図5及び図6を参照して、上記構成
の二次反射光作成装置23の動作を説明する。図5は二
次反射光作成装置23の処理手順を示すフローチャー
ト、図6は二次入射光作成部235の処理手順を示すフ
ローチャートであり、Sは各処理ステップを表してい
る。
Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the operation of the secondary reflected light producing apparatus 23 having the above-mentioned configuration will be described. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the secondary reflected light creating device 23, FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the secondary incident light creating unit 235, and S represents each processing step.

【0026】外部装置21から入力された上記標高情報
は、標高読込部231に読み込まれ、その後段処理に適
した情報、例えば画像の画素毎の標高に変換される(S
21:標高情報入力手段)。また、予め外部入力装置2
2から情報記憶部232に記憶された撮像条件が読み出
される(S22:撮像条件入力手段)。この撮像条件と
しては、画像の解像度、画像センサの検出波長、大気の
状態、太陽の位置、撮影時の地球上の最大標高値及び最
小標高値など、画像の撮影状態に関する全てのデータが
含まれる。反射距離算出部233では、S21及びS2
2で読み込まれた標高情報と撮像条件(画像撮影時の地
球上の最大標高値及び最小標高値、画像の解像度)とか
ら二次反射光が反射する距離を算出し、後段処理に適し
た情報、例えば画素数、に変換される(S23:反射距
離算出手段)。
The altitude information input from the external device 21 is read by the altitude reading unit 231 and converted into information suitable for subsequent processing, for example, the altitude of each pixel of the image (S).
21: elevation information input means). In addition, the external input device 2 is previously
The image pickup condition stored in the information storage unit 232 is read from No. 2 (S22: image pickup condition input means). The image capturing conditions include all data relating to the image capturing state such as image resolution, image sensor detection wavelength, atmospheric condition, sun position, maximum altitude value and minimum altitude value on the earth at the time of image capturing. . In the reflection distance calculation unit 233, S21 and S2
Information suitable for post-processing is calculated by calculating the distance at which the secondary reflected light is reflected from the altitude information read in 2 and the imaging conditions (maximum altitude value and minimum altitude value on the earth at the time of image capturing, image resolution) , For example, the number of pixels (S23: reflection distance calculation means).

【0027】ここで、上記反射距離の算出方法について
説明する。画像撮影時の地球上の標高の最大値をYmax
、最小値をYmin 、画像の解像度(一画素の距離)を
x、二次反射光の反射距離(水平距離)をu、二次反射
位置の標高をv、撮影領域の一画素での標高差を少なく
ともyとすると、下記の式(3)、式(4)が共に成立
するときのuの最小値を反射距離とする。
Here, a method of calculating the reflection distance will be described. Ymax is the maximum value of the altitude on the earth at the time of image capturing
, The minimum value is Ymin, the image resolution (distance of one pixel) is x, the reflection distance (horizontal distance) of the secondary reflected light is u, the elevation of the secondary reflection position is v, the elevation difference at one pixel of the shooting area Is at least y, the minimum value of u when the following expressions (3) and (4) are both satisfied is defined as the reflection distance.

【数3】 (Ymax −v)<u・y/x …(3)(3) (Ymax-v) <u · y / x (3)

【数4】 (v−Ymin )<u・y/x …(4) 式(3)及び式(4)は、変形すると各々式(5)
(6)のようになる。
## EQU00004 ## (v-Ymin) <u.y / x (4) When the equations (3) and (4) are modified, the equations (5) and (5) are obtained, respectively.
It becomes like (6).

【数5】 u>(Ymax −v)・x/y …(5)## EQU00005 ## u> (Ymax-v) .x / y (5)

【数6】 u>(v−Ymin )・x/y …(6)## EQU00006 ## u> (v-Ymin) .x / y (6)

【0028】地形モデル作成部234では、S21で読
み込まれた標高情報から後段処理に必要な地形モデル、
例えば画素毎の地表面の傾きなどのモデル化を行う(S
24:地形モデル作成手段)。二次入射光作成部235
では、S21で読み込まれた標高情報、S22で読み込
まれた撮像条件、S23で算出された反射距離、及びS
24で作成された地形モデルを用いてモンテカルロ・シ
ミュレーションにより二次入射光を作成する(S25:
二次入射光シミュレーション)。
In the terrain model creation section 234, the terrain model necessary for the post-stage processing based on the altitude information read in S21,
For example, modeling of the inclination of the ground surface for each pixel is performed (S
24: topographic model creating means). Secondary incident light creation unit 235
Then, the altitude information read in S21, the imaging condition read in S22, the reflection distance calculated in S23, and S
Secondary incident light is created by Monte Carlo simulation using the terrain model created in 24 (S25:
Secondary incident light simulation).

【0029】ここで、モンテカルロ・シミュレーション
を用いて二次入射光を作成する手順について図6に従っ
て説明する。まず、標高情報の入力(S201)、撮像
条件の読込(S202)、反射距離の入力(S20
3)、地形モデルの入力(S204)を行い、二次反射
位置、一次反射位置をそれぞれ決定する(S205、S
206)。次に一次反射位置と二次反射位置間に乱数に
より所定数の光子を発生(入射)させる(S207)。
発生した光子数が予め定めた設定数N(自然数)以下の
ときは(S208)、一次反射位置から二次反射位置に
到達するか否かを判定し(S209)、到達する光子数
をカウントして(S210)S207の処理に戻る。な
お、二次反射位置に光子が到達するかどうか(S20
9)は、一次反射位置と二次反射位置を結ぶ直線を遮る
地形の有無によって判断する。光子数が設定値Nを超え
たとき(S208)は、発生光子数とカウントされた光
子数の割合から二次入射光発生率を算出する(S21
1)。これを一次反射位置と二次反射位置間の距離が反
射距離以上になるまで繰り返す(S212)。
Here, the procedure for creating the secondary incident light using the Monte Carlo simulation will be described with reference to FIG. First, the altitude information is input (S201), the imaging condition is read (S202), and the reflection distance is input (S20).
3) Input the terrain model (S204) and determine the secondary reflection position and the primary reflection position (S205, S).
206). Next, a predetermined number of photons are generated (incident) by random numbers between the primary reflection position and the secondary reflection position (S207).
When the number of photons generated is equal to or less than the preset number N (natural number) (S208), it is determined whether the secondary reflection position is reached from the primary reflection position (S209), and the number of photons that arrive is counted. (S210) The process returns to S207. Whether the photon reaches the secondary reflection position (S20
In 9), the judgment is made based on the presence or absence of the terrain that intercepts the straight line connecting the primary reflection position and the secondary reflection position. When the number of photons exceeds the set value N (S208), the secondary incident light generation rate is calculated from the ratio of the number of photons generated and the number of photons counted (S21).
1). This is repeated until the distance between the primary reflection position and the secondary reflection position becomes the reflection distance or more (S212).

【0030】二次反射判定部236では、S25で算出
された二次入射光が反射するかどうか地表面の反射率を
用いて判断する(S26:二次反射判断手段)。以上の
処理により、地表面での二次反射光を速やか且つ高精度
に求めることができる。
The secondary reflection determining section 236 determines whether or not the secondary incident light calculated in S25 is reflected by using the reflectance of the ground surface (S26: secondary reflection determining means). By the above processing, the secondary reflected light on the ground surface can be quickly and accurately obtained.

【0031】図7は第3の発明の一実施例に係る画像情
報処理装置のブロック図であり、大気−地表面での光の
放射伝達の様子を再現する装置の例を示す。図7におい
て、31は外部装置、32は外部入力装置、33は放射
伝達光再現装置、34は出力装置である。放射伝達光再
現装置33は、光路輝度作成部331、一次反射光作成
部332、二次反射光作成部333、到達率算出部33
4、及び放射伝達光算出部335から構成される。
FIG. 7 is a block diagram of an image information processing apparatus according to an embodiment of the third invention, showing an example of an apparatus for reproducing the state of radiative transfer of light between the atmosphere and the ground surface. In FIG. 7, 31 is an external device, 32 is an external input device, 33 is a radiation transfer light reproducing device, and 34 is an output device. The radiated transfer light reproduction device 33 includes an optical path luminance creation unit 331, a primary reflected light creation unit 332, a secondary reflected light creation unit 333, and an arrival rate calculation unit 33.
4 and the radiated transfer light calculator 335.

【0032】外部装置31は、例えば予め標高情報を蓄
積しているMTや外部記憶装置等で、画像に対応する領
域の標高情報を放射伝達光再現装置に入力する。外部入
力装置32は、例えばキーボード等で、画像の撮像条件
を放射伝達光再現装置33に入力する。なお、キーボー
ドに代え、予め撮像条件を蓄積しているMTや外部記憶
装置等を用いることもできる。放射伝達光再現装置33
は、外部装置31から入力された標高情報、及び外部入
力装置32から入力された撮像条件を用いて放射伝達光
を再現するものである。これについては後述する。出力
装置34としては、CRT表示装置、プリンタ、コンピ
ュータ記憶装置等を用いる。
The external device 31 is, for example, an MT that stores altitude information in advance, an external storage device, or the like, and inputs the altitude information of the area corresponding to the image to the radiation transfer light reproducing device. The external input device 32 is, for example, a keyboard or the like, and inputs image capturing conditions to the radiated transfer light reproduction device 33. Instead of the keyboard, it is also possible to use an MT that stores imaging conditions in advance, an external storage device, or the like. Radiation transfer light reproduction device 33
Is to reproduce the radiated transmitted light by using the altitude information input from the external device 31 and the imaging condition input from the external input device 32. This will be described later. As the output device 34, a CRT display device, a printer, a computer storage device or the like is used.

【0033】次に、図8及び図9を参照して、上記構成
の放射伝達光再現装置33の動作を説明する。図8は放
射伝達光再現装置33の処理手順を示すフローチャー
ト、また図9は光路輝度の作成、あるいは反射光の到達
率の算出を行うためのシミュレーションのフローチャー
トであり、Sは各処理のステップを表している。
Next, with reference to FIGS. 8 and 9, the operation of the radiated transfer light reproducing device 33 having the above-described configuration will be described. FIG. 8 is a flow chart showing the processing procedure of the radiated transfer light reproduction device 33, and FIG. 9 is a flow chart of a simulation for creating the optical path brightness or calculating the arrival rate of the reflected light, and S is the step of each processing. It represents.

【0034】外部装置31から入力された上記標高情報
は、一次反射光作成部332、及び二次反射光作成部3
33に読み込まれる(S31:標高情報読込・変換手
段)。また、外部入力装置32から入力された上記撮像
条件は、光路輝度作成部331、一次反射光作成部33
2、二次反射光作成部333、及び到達率算出部334
に読み込まれる(S32:撮像条件読込手段)。この撮
像条件としては、画像の解像度、画像センサの検出波
長、大気の状態、太陽の位置、撮影時の地球上の最大標
高値及び最小標高値など、画像の撮影状態に関する全て
のデータが含まれる。光路輝度作成部331では、S3
2で読み込まれた撮像条件を用いてモンテカルロ・シミ
ュレーションにより光路輝度を作成する(S33:光路
輝度シミュレーション)。
The altitude information input from the external device 31 is obtained by the primary reflected light producing section 332 and the secondary reflected light producing section 3
It is read by 33 (S31: elevation information reading / converting means). The imaging conditions input from the external input device 32 are the optical path luminance creating unit 331 and the primary reflected light creating unit 33.
2, secondary reflected light creation unit 333, and arrival rate calculation unit 334
(S32: imaging condition reading means). The image capturing conditions include all data relating to the image capturing state such as image resolution, image sensor detection wavelength, atmospheric condition, sun position, maximum altitude value and minimum altitude value on the earth at the time of image capturing. . In the optical path luminance creating unit 331, S3
Optical path brightness is created by Monte Carlo simulation using the imaging conditions read in 2 (S33: optical path brightness simulation).

【0035】ここで、モンテカルロ・シミュレーション
を用いて光路輝度を作成する手順について図9に従って
説明する。なお、前述の図3の処理と同様の部分乃至当
該処理について一般的な部分については簡略化して説明
する。まず、撮像条件を読み込み(S301)、一次反
射位置を決定する(S302)。次に、図3の場合と同
様、大気上面より撮像条件である太陽光入射角に従っ
て、乱数により所定数の光子を発生させ、自由行程距離
を求め、光子の終点座標を決定する(S303〜S30
6)。終点座標の位置が大気上面であれば、光子数をカ
ウントし(S307〜S308)、S303の処理に戻
る。また、終点座標位置が地表面であれば直接S303
に戻り、大気中の場合は、吸収/散乱かを判定し(S3
09)、吸収であればS303の処理に戻る。散乱であ
れば散乱角を算出した後(S310)、S305の処理
に戻る。最後に、発生光子数とカウントされた光子数か
ら光路輝度発生率を算出する(S312)。
Here, the procedure for creating the optical path luminance using the Monte Carlo simulation will be described with reference to FIG. It should be noted that portions similar to the processing in FIG. 3 described above and general portions regarding the processing will be briefly described. First, the imaging conditions are read (S301) and the primary reflection position is determined (S302). Next, as in the case of FIG. 3, a predetermined number of photons are generated by random numbers according to the sunlight incident angle, which is an imaging condition, from the upper surface of the atmosphere, the free path distance is obtained, and the end coordinates of the photons are determined (S303 to S30).
6). If the position of the end point coordinate is the upper surface of the atmosphere, the number of photons is counted (S307 to S308), and the process returns to S303. If the end point coordinate position is the ground surface, S303 is directly executed.
If it is in the atmosphere, it is determined whether it is absorption / scattering (S3
09), if it is absorbed, the process returns to S303. If it is scattering, the scattering angle is calculated (S310), and the process returns to S305. Finally, the optical path luminance generation rate is calculated from the number of photons generated and the number of photons counted (S312).

【0036】一次反射光作成部332では、S31及び
S32で読み込まれた標高情報と撮像条件とから、光子
が地表面に入射する際に地形での多重散乱の影響が及ぶ
領域(影響領域)を定め、この領域内の地形での光の多
重散乱を考慮した一次反射光を作成する(S34:一次
反射光作成手段)。二次反射光作成部333では、S3
1及びS32で読み込まれた標高情報と撮像条件とから
二次反射光を作成する(S35:二次反射光作成手
段)。到達率算出部334では、S32で読み込まれた
撮像条件を用いてモンテカルロ・シミュレーションによ
り地表綿反射光の大気上面への到達率を算出する(S3
6:到達率シミュレーション)。
In the primary reflected light producing section 332, the area (influence area) affected by multiple scattering in the terrain when photons are incident on the ground surface is determined from the altitude information read in S31 and S32 and the imaging conditions. Then, primary reflected light is created in consideration of multiple scattering of light on the terrain in this area (S34: primary reflected light creating means). In the secondary reflected light creation unit 333, S3
The secondary reflected light is created from the altitude information read in 1 and S32 and the imaging conditions (S35: secondary reflected light creating means). The arrival rate calculation unit 334 calculates the arrival rate of the surface cotton reflected light to the upper surface of the atmosphere by Monte Carlo simulation using the imaging conditions read in S32 (S3).
6: Arrival rate simulation).

【0037】ここで、再び図9を参照してモンテカルロ
・シミュレーションを用いて到達光を算出する手順につ
いて説明する。まず、撮像条件を入力し(S301)、
一次反射位置を決定する(S302)。次に一次反射位
置から天頂角0度方向に、乱数により光子を発生させ、
自由行程距離を求め、光子の終点座標を決定する(S3
03〜S306)。終点座標の位置が大気上面であれ
ば、光子数をカウントする(S307〜S308)。終
点位置が地表面、あるいは大気中の場合は、それぞれの
処理を行う(S307,S309〜S311)。最後
に、発生光子数とカウントされた光子数から到達率を算
出する(S312)。
Now, referring to FIG. 9 again, the procedure for calculating the reaching light using the Monte Carlo simulation will be described. First, input the imaging conditions (S301),
The primary reflection position is determined (S302). Next, a photon is generated by a random number from the primary reflection position in the direction of the zenith angle of 0 degree,
The free travel distance is calculated and the end coordinates of the photon are determined (S3
03-S306). If the position of the end point coordinate is the upper surface of the atmosphere, the number of photons is counted (S307 to S308). When the end point position is on the ground surface or in the atmosphere, each processing is performed (S307, S309 to S311). Finally, the arrival rate is calculated from the number of photons generated and the number of photons counted (S312).

【0038】放射伝達光算出部335では、S33、S
34、S35、及びS36で作成・算出された光路輝
度、一次反射光、二次反射光、及び到達率を用いて放射
伝達光を算出する(S37:放射伝達光算出手段)。例
えば、画像センサで検出される大気上面の放射伝達光
は、下記の式(7)で求めることができる。
In the radiated transmitted light calculation unit 335, S33, S
Radiation transfer light is calculated using the optical path luminance, the primary reflection light, the secondary reflection light, and the arrival rate created / calculated in S34, S35, and S36 (S37: Radiation transfer light calculation means). For example, the radiation transfer light on the upper surface of the atmosphere detected by the image sensor can be obtained by the following equation (7).

【0039】[0039]

【数7】 J=(Np+N1×T/π+N1×N2×T/π2)×I …(7) 但し、I :太陽光の放射輝度、 J :センサで検出される放射輝度 Np :光路輝度発生率 N1 :一次反射光発生率、 N2 :二次反射光発生率、 T :大気上面への到達率 以上の処理により、光の放射伝達の様子を高精度に再現
することができる。
Equation 7] J = (Np + N1 × T / π + N1 × N2 × T / π 2) × I ... (7) where, I: solar radiance, J: radiation is detected by the sensor luminance Np: the optical path luminance generation Rate N1: primary reflected light generation rate, N2: secondary reflected light generation rate, T: arrival rate to the upper surface of the atmosphere Through the above processing, the state of radiative transfer of light can be reproduced with high accuracy.

【0040】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be similarly implemented even if various modifications are made without departing from the gist of the present invention.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように、第1の発明に係る
画像情報処理装置は、撮影された領域の標高情報と一次
入射光の入射方向と地球上の最大標高値とから、それぞ
れの一次入射光ごとに周辺の地形の影響を算出し、この
領域内での多重散乱の有無を一次入射光に与える影響と
し、一次入射光を求め、この一次入射光により、一次反
射光を作成する構成なので、高精度の一次反射光を求め
ることができる。
As described above in detail, the image information processing apparatus according to the first aspect of the present invention uses the altitude information of the photographed area, the incident direction of the primary incident light, and the maximum altitude value on the earth for each of them. The effect of the surrounding topography is calculated for each primary incident light, the presence or absence of multiple scattering in this area is used as the effect on the primary incident light, the primary incident light is obtained, and the primary reflected light is created from this primary incident light. Because of the configuration, highly accurate primary reflected light can be obtained.

【0042】また、第2の発明に係る画像情報処理装置
は、撮影された領域の標高情報、地球上の最大標高値及
び最小標高値、画像の解像度から二次反射光が反射する
距離を算出し、この範囲内の領域(反射領域)で生じる
二次反射光を大気−地表面シミュレーションの二次反射
光とする構成ので、自由行程距離を用いる方法に比べて
速やかに、また近隣領域を用いる方法に比べて高精度に
二次反射光を求めることができる。
Further, the image information processing apparatus according to the second invention calculates the distance at which the secondary reflected light is reflected from the altitude information of the photographed area, the maximum and minimum altitude values on the earth, and the resolution of the image. However, since the secondary reflected light generated in the area (reflection area) within this range is used as the secondary reflected light in the atmosphere-ground surface simulation, the neighboring area is used more quickly than the method using the free path distance. The secondary reflected light can be obtained with higher accuracy than the method.

【0043】更に、第3の発明に係る画像情報処理装置
は、放射伝達光再現における地形での多重散乱として、
大気上面から入射し地表面で反射する光(一次反射光)
に関して、撮影された領域の標高情報、撮像条件から、
光子が地表面に入射する際に地形での多重散乱の影響が
及ぶ領域(影響領域)を定め、この領域内の地形での光
の多重散乱を二次反射光として考慮する構成なので、従
来手法に比べて高精度に放射伝達光を求めることができ
る。
Furthermore, the image information processing apparatus according to the third aspect of the present invention is characterized by multiple scattering in the terrain in radiative transfer light reproduction.
Light that enters from the upper surface of the atmosphere and is reflected by the ground surface (primary reflected light)
Regarding, regarding the altitude information of the captured area and the imaging conditions,
When the photon is incident on the ground surface, the area (affected area) that is affected by the multiple scattering in the terrain is defined, and the multiple scattering of the light in the terrain in this area is considered as the secondary reflected light. It is possible to obtain the radiated transmitted light with higher accuracy compared to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1の発明に係る画像情報処理装置の一実施
例の構成を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a configuration of an embodiment of an image information processing apparatus according to a first invention.

【図2】 同実施例の一次反射光作成装置の一次反射光
の作成方法を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flow chart showing a method for producing primary reflected light in the apparatus for producing primary reflected light in the embodiment.

【図3】 同実施例による一次入射光を作成するための
シミュレーションのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a simulation for creating primary incident light according to the same example.

【図4】 第2の発明に係る画像情報処理装置の一実施
例の構成を示すブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the image information processing apparatus according to the second invention.

【図5】 同実施例の二次反射光作成装置の二次反射光
の作成方法を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a method of creating secondary reflected light in the device for creating secondary reflected light of the same embodiment.

【図6】 同実施例による二次入射光を作成するための
シミュレーションのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart of a simulation for producing secondary incident light according to the same example.

【図7】 第3の発明に係る画像情報処理装置の一実施
例の構成を示すブロック構成図である。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image information processing apparatus according to the third invention.

【図8】 同実施例の放射伝達光再現装置の放射伝達光
の再現方法を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing a method of reproducing radiated transfer light by the radiated transfer light reproducing apparatus according to the embodiment.

【図9】 同実施例による光路輝度の作成、あるいは反
射光の到達率の算出を行うためのシミュレーションのフ
ローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart of a simulation for creating an optical path brightness or calculating a reflection light arrival rate according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31 外部装置 12,22,32 外部入力装置 13 一次反射光作成装置 23 二次反射光作成装置 131,231 標高読込部 132,232 情報記憶部 133,234 地形モデル作成部 134,332 一次入射光作成部 135 一次反射判定部 14,24,34 出力装置 233 反射距離算出部 235,333 二次入射光作成部 236 二次反射判定部 33 放射伝達光再現装置 331 光路輝度作成部 334 到達率算出部 335 放射伝達光算出部 11, 21, 31 External device 12, 22, 32 External input device 13 Primary reflected light creating device 23 Secondary reflected light creating device 131, 231 Elevation reading unit 132, 232 Information storage unit 133, 234 Topographic model creating unit 134, 332 Primary incident light generation unit 135 Primary reflection determination unit 14, 24, 34 Output device 233 Reflection distance calculation unit 235, 333 Secondary incident light generation unit 236 Secondary reflection determination unit 33 Radiation transfer light reproduction device 331 Optical path luminance generation unit 334 Arrival Rate calculator 335 Radiation transfer light calculator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09B 29/00 29/12 9365−5L G06F 15/72 465 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G09B 29/00 29/12 9365-5L G06F 15/72 465

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンピュータ・シミュレーションにより
人工衛星または航空機から地表面の画像を撮影したとき
の大気−地表面での光の多重散乱を再現する画像情報処
理装置において、 前記地表面の標高情報を取り込む標高情報取り込み手段
と、 前記画像の撮像条件を読み込む撮像条件読み込み手段
と、 前記標高情報から地形モデルを作成する地形モデル作成
手段と、 前記標高情報と前記撮像条件と前記地形モデルを用いて
周辺領域の地形での光の多重散乱を考慮して前記地表面
での一次入射光を作成する一次入射光作成手段と、 前記一次入射光が前記地表面で反射するかどうかを判定
する一次反射判定手段と、を具備することを特徴とする
画像情報処理装置。
1. An image information processing apparatus that reproduces multiple scattering of light between the atmosphere and the ground surface when an image of the ground surface is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, and captures the altitude information of the ground surface. Altitude information capturing means, imaging condition reading means for reading the imaging conditions of the image, terrain model creating means for creating a terrain model from the altitude information, peripheral area using the altitude information, the imaging conditions and the terrain model Primary incident light creating means for creating primary incident light on the ground surface in consideration of multiple scattering of light in the terrain, and primary reflection determining means for judging whether or not the primary incident light is reflected on the ground surface. An image information processing apparatus comprising:
【請求項2】 コンピュータ・シミュレーションにより
人工衛星または航空機から地表面の画像を撮影したとき
の大気−地表面での光の多重散乱を再現する画像情報処
理装置において、 前記地表面の標高情報を取り込む標高情報取り込み手段
と、 前記画像の撮像条件を読み込む撮像条件読み込み手段
と、 前記標高情報と前記撮像条件とから二次反射光の反射距
離を算出する反射距離算出手段と、 前記標高情報から地形モデルを作成する地形モデル作成
手段と、 前記標高情報と前記地形モデルと前記反射距離と前記撮
像条件とを用いて前記地表面での二次入射光を作成する
二次入射光作成手段と、 前記二次入射光が前記地表面で反射するかどうかを判定
する二次反射判定手段と、を具備することを特徴とする
画像情報処理装置。
2. An image information processing apparatus for reproducing multiple scattering of light between the atmosphere and the surface of the earth when an image of the surface of the earth is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation, and the elevation information of the surface of the earth is captured. Elevation information capturing means, imaging condition reading means for reading the image capturing conditions of the image, reflection distance calculating means for calculating a reflection distance of secondary reflected light from the altitude information and the imaging conditions, and a terrain model from the altitude information Topographic model creating means for creating a secondary incident light creating means for creating secondary incident light on the ground surface using the elevation information, the topographic model, the reflection distance, and the imaging conditions, An image information processing apparatus comprising: a secondary reflection determining unit that determines whether or not the next incident light is reflected by the ground surface.
【請求項3】 コンピュータ・シミュレーションにより
人工衛星または航空機から地表面の画像を撮影したとき
の大気−地表面での光の放射伝達の様子を再現する画像
情報処理装置において、 前記地表面の標高情報を取り込む標高情報取り込み手段
と、 前記画像の撮像条件を読み込む撮像条件読み込み手段
と、 前記撮像条件から光路輝度を作成する光路輝度作成手段
と、 前記標高情報と前記撮像条件から周辺領域の地形での光
の多重散乱の影響を考慮した前記地表面での一次反射光
を作成する一次反射光作成手段と、 前記標高情報と前記撮像条件から前記地表面での二次反
射光を作成する二次反射光作成手段と、 前記撮像条件から地表面反射光の大気上面への到達率を
算出する到達率算出手段と、 前記光路輝度、前記一次反射光、前記二次反射光、及び
前記到達率から大気−地表面での光の放射伝達の様子を
再現する放射伝達光再現手段と、を具備することを特徴
とする画像情報処理装置。
3. An image information processing apparatus for reproducing the state of radiative transfer of light between the atmosphere and the surface of the earth when an image of the surface of the earth is taken from an artificial satellite or an aircraft by computer simulation. Altitude information capturing means for capturing the image capturing conditions, image capturing condition reading means for capturing the image capturing conditions of the image, optical path luminance creating means for generating optical path luminance from the image capturing conditions, and altitude information and the image capturing conditions in the surrounding area topography. Primary reflected light creating means for creating primary reflected light on the ground surface in consideration of the influence of multiple scattering of light, and secondary reflection for creating secondary reflected light on the ground surface from the altitude information and the imaging conditions. Light generation means; arrival rate calculation means for calculating the arrival rate of the ground surface reflected light to the upper surface of the atmosphere from the imaging conditions; the optical path brightness, the primary reflected light, and the second Reflected light, and the air from the delivery ratio - image information processing apparatus characterized by comprising a, a radiation transmitting light reproduction unit which reproduces the state of the radiation transmission of light at the ground surface.
JP8515694A 1994-04-22 1994-04-22 Image information processor Pending JPH07296192A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8515694A JPH07296192A (en) 1994-04-22 1994-04-22 Image information processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8515694A JPH07296192A (en) 1994-04-22 1994-04-22 Image information processor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07296192A true JPH07296192A (en) 1995-11-10

Family

ID=13850813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8515694A Pending JPH07296192A (en) 1994-04-22 1994-04-22 Image information processor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07296192A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172590A (en) * 2005-11-16 2007-07-05 Hirosaki Univ Pixel value correction program, and recording medium
US7609265B2 (en) 2002-03-21 2009-10-27 Microsoft Corporation Graphics image rendering with radiance self-transfer for low-frequency lighting environments

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7609265B2 (en) 2002-03-21 2009-10-27 Microsoft Corporation Graphics image rendering with radiance self-transfer for low-frequency lighting environments
JP2007172590A (en) * 2005-11-16 2007-07-05 Hirosaki Univ Pixel value correction program, and recording medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11328446B2 (en) Combining light-field data with active depth data for depth map generation
US9762883B2 (en) Balancing colors in a scanned three-dimensional image
US8019117B2 (en) Method and apparatus for evaluating solar radiation amount
CN102577349B (en) Based on the surface tracking of image
US7075661B2 (en) Apparatus and method for obtaining three-dimensional positional data from a two-dimensional captured image
US20030128207A1 (en) 3-Dimensional image processing method, 3-dimensional image processing device, and 3-dimensional image processing system
US7495767B2 (en) Digital optical method (DOM™) and system for determining opacity
CN110120077A (en) A kind of in-orbit relative radiometric calibration method of area array cameras based on attitude of satellite adjustment
KR20200004680A (en) Aerosol distribution measuring system by using sky image
Cao et al. Comparison of five slope correction methods for leaf area index estimation from hemispherical photography
Arqueros et al. A novel procedure for the optical characterization of solar concentrators
Nitsche et al. Range imaging: a new method for high‐resolution topographic measurements in small‐and medium‐scale field sites
Udomprasert et al. An Unbiased Measurement of H0 through Cosmic Background Imager Observations of the Sunyaev-Zel’dovich Effect in Nearby Galaxy Clusters
JP6928217B1 (en) Measurement processing equipment, methods and programs
US7312797B2 (en) Representing quasi-homogenous materials
King et al. Airborne digital frame camera imaging for elevation determination
JP2004510137A (en) Apparatus and method for generating information about environmental characteristics
JPH07296192A (en) Image information processor
CN105894466A (en) Image data processing method and apparatus and terminal device
Molenar et al. Visual air quality simulation techniques
JP3024666B2 (en) Method and system for generating three-dimensional display image of high-altitude image
JPWO2018056129A1 (en) INFORMATION PROCESSING APPARATUS, INFORMATION PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM
Grasso et al. A model and simulation to predict 3D imaging LADAR sensor systems performance in real-world type environments
Mason et al. Estimating thermal radiation fields from 3D flame reconstruction
JPH06300845A (en) Image information processor