JPS60204083A - Unequal interval interpolation system - Google Patents

Unequal interval interpolation system

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JPS60204083A
JPS60204083A JP59058249A JP5824984A JPS60204083A JP S60204083 A JPS60204083 A JP S60204083A JP 59058249 A JP59058249 A JP 59058249A JP 5824984 A JP5824984 A JP 5824984A JP S60204083 A JPS60204083 A JP S60204083A
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image
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intervals
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章 前田
Koichi Honma
弘一 本間
Fuminobu Furumura
文伸 古村
Hideo Oota
太田 秀夫
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    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/17Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
    • G06F17/175Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method of multidimensional data

Abstract

PURPOSE:To improve the speed and the accuracy by calculating and storing preliminarily weight coefficients, which are used for unequal interval interpolation, in a form of a two-dimensional table and changing the number of degree of a spline function in accordance with the width of unequal intervals. CONSTITUTION:A coefficient of distortion correction in the longitudinal direction is used to obtain a width (d) of unequal intervals, and six weight coefficients WSPi (x, d) (i=1-6) corresponding to a position (x, d) of the two-dimensional weight coefficient table in accordance with an interpolation position (x) and this width (d), and an interpolation value I(x, d) is obtained in accordance with picture intensity values I1(i=1-6) of six nearby points and these weigt coefficients by an equation. In this case, (x) and (d) are the most approximate representative points, and the value of (x) is increased by every 1/16, and that of (d) is increased by every 1/8. This processing is performed for all points of a correction picture to complete the distortion correction processing in the longitudinal direction.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は不等間隔に並ぶデータの内挿方式に係り、特に
高速・高精度に内挿を行なうに好適な不等間隔内挿方式
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an interpolation method for data arranged at irregular intervals, and particularly to an irregular interval interpolation method suitable for performing interpolation at high speed and with high precision.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来技術について説明する前に、本発明の背景となる衛
星画像の幾何学的歪補正処理について説明する。
Before explaining the prior art, the geometric distortion correction processing of satellite images, which is the background of the present invention, will be explained.

人工衛星により撮像された地表の画像は、衛星の軌道や
姿勢の変動・地球の自転−撮像機器(センサと呼ぶ、)
の内部的要因などにより、幾何学的および強度的歪を含
む。衛星画像を利用する際には、これらの歪をディジタ
ル画像処理により補正する必要がある。以下では幾何学
的歪補正処理について述べ、単に歪といえば幾何学的歪
の事を指すものとする。
Images of the earth's surface taken by artificial satellites are made up of changes in the satellite's orbit and attitude, the Earth's rotation, and imaging equipment (called sensors).
Contains geometric and strength distortions due to internal factors. When using satellite images, it is necessary to correct these distortions by digital image processing. In the following, geometric distortion correction processing will be described, and distortion simply refers to geometric distortion.

これまで、ランドサット地上局を始めとする衛星地上局
で行なわれている、リサンプルと呼ばれる歪補正処理の
原理は第1図に示す様なものである。
The principle of distortion correction processing called resampling, which has been carried out in satellite ground stations such as Landsat ground stations, is as shown in FIG. 1.

まず補正画像2上の任意の画素位置(X、Y)に対応す
る未補正画像1上の点(u、v)をめる。この写像ψは
、衛星の軌道・姿勢データなどから決められる。点(u
、v)は未補正画像デ−タの間にあるため、周囲のいく
つかのデータから2次元内挿処理によシ真の画像強度値
を推定し、補正画像上の点(X、y)における画像強度
値とする。
First, a point (u, v) on the uncorrected image 1 corresponding to an arbitrary pixel position (X, Y) on the corrected image 2 is found. This map ψ is determined from the satellite's orbit and attitude data. Point (u
, v) is between the uncorrected image data, the true image intensity value is estimated by two-dimensional interpolation from some surrounding data, and the point (X, y) on the corrected image is Let the image intensity value be .

この2次元内挿処理は一般にたてよと2回の1次元内挿
におきかえて高速に処理することができるので、以下で
は1次元内挿に話を限る。
Since this two-dimensional interpolation process can generally be performed at high speed by replacing two one-dimensional interpolations vertically, the discussion below will be limited to one-dimensional interpolation.

歪が十分ゆるやかに変化する場合、未補正画像上の各画
素は局所的に等間隔に並んでいると見なしてよく、内挿
は等間隔内挿となる。
When the distortion changes slowly enough, each pixel on the uncorrected image can be considered to be locally arranged at equal intervals, and the interpolation is equal interval interpolation.

等間隔内挿に関しては、キュービック・コンボリューシ
ョン法が広く知られている。(例えば、「Digita
i ■mage l(、econstruction 
andl(、esampling for QeOme
triCManipulation。
Regarding equally spaced interpolation, the cubic convolution method is widely known. (For example, “Digita
i ■mage l(, construction
andl(, esampling for QeOme
triCManipulation.

K、W、Simon、presented at th
e SymposjumOn Machine pro
cessing of Ren10telySense
d 1)ata、 June 3−5.1975 Jを
参照のこと。)キュービック串コンボリューション法で
は第2図に示すように、内挿位置Xに対する重み係数W
!” (X)、 i =1 、4をあらかじめテーブル
化しておき、内挿された画像強度値I (X)を近傍4
点の強度値I+ i=1.4を用いて としてめることによシ高速に内挿処理ができる。
K.W.Simon, presented at th
e SymposjumOn Machine pro
cessing of Ren10telySense
d1) ata, June 3-5.1975 J. ) In the cubic skewer convolution method, as shown in Figure 2, the weighting coefficient W for the interpolation position
! ” (X), i = 1, 4 is made into a table in advance, and the interpolated image intensity value I (X) is
By using the intensity value I+i=1.4 of the point, high-speed interpolation processing is possible.

ここでxijxに最も近い代表点で通常1/8″!たは
1/16刻みの1直をとる。
Here, one shift is usually taken in 1/8'' or 1/16 increments at the representative point closest to xijx.

しかし、キュービック・コンボリューション法は、画素
が等間隔に並んでいる場合しか適用できないという欠点
があった。
However, the cubic convolution method has the drawback that it can only be applied when pixels are arranged at equal intervals.

ところで、ランドサット衛星に搭載されている代表的な
センサに、マルチスペクトラル会スキャナ(IVlul
ti 8pQCtral 5Canner、Mf3sと
略す)とセマテイツクsマツパ−(Thematic 
Mapper。
By the way, one of the typical sensors installed on Landsat satellites is the multispectral scanner (IVlul).
ti 8pQCtral 5Canner, abbreviated as Mf3s) and Thematic
Mapper.

TMと略す)があるが、いずれも走査型と呼ばれるセン
サである。走査型センサの撮像方式を第3図に従って睨
明する。衛星本体3o1には振動走査腕302.光学系
303および検出器304が搭載される。衛星は進行し
ながら直下の地表゛を撮像するが、定歪型センサでは振
動走査鏡302によシ軌道方向305とは垂直方向に走
査を繰シ返すことにより、地表面を走査範囲306にわ
たシ撮像していく。1回の走査では、IjIii素30
7素早07検出器304の数だけのラインのデータが得
られる。検出器の数はMSSで6個、TMで16個であ
る。
(abbreviated as TM), all of which are scanning type sensors. The imaging method of the scanning sensor will be explained according to FIG. The satellite main body 3o1 has a vibration scanning arm 302. An optical system 303 and a detector 304 are mounted. As the satellite moves forward, it images the ground surface immediately below it, but with a constant strain sensor, the vibration scanning mirror 302 repeatedly scans the ground surface in a direction perpendicular to the orbital direction 305, thereby covering the ground surface over a scanning range 306. I will continue to take images. In one scan, IjIiii element 30
Data for as many lines as there are 7 quick 07 detectors 304 can be obtained. The number of detectors is 6 for MSS and 16 for TM.

したがって、走査型センサで地表面を撮像した場合、走
査方向と1走査内での走査垂直方向に並ぶ画素は等間隔
と見なせるが、走査の継ぎ目で一般に不等間隔となる。
Therefore, when the ground surface is imaged with a scanning sensor, pixels aligned in the scanning direction and in the scanning perpendicular direction within one scan can be considered to be equally spaced, but they generally become unevenly spaced at the joints of the scans.

MSSの場合、走査が1方向であること、走査垂直方向
の画像間隔が約79mと広いこと、などから、この不等
間隔部分は考慮する必要がなかった。ところがTMの場
合、往復走査であること、画素間隔が約30mであるこ
と、などから、不等間隔部分を無視できない。
In the case of MSS, there was no need to consider these unevenly spaced portions because the scanning was done in one direction and the image interval in the scanning vertical direction was as wide as about 79 m. However, in the case of TM, unevenly spaced portions cannot be ignored because of the round-trip scanning and the pixel spacing of about 30 m.

(実際TMセンサ仕様によると、最大で±2画素程度の
不等間隔が生じることになっている。)よってTMua
1#!の歪補正に関しては、従来のキュービック・コン
ボリューション法などの等間隔内挿方式だけでは補正で
きない。
(According to the actual TM sensor specifications, unequal intervals of about ±2 pixels at most will occur.) Therefore, TMua
1#! Regarding distortion correction, it is not possible to correct the distortion by using only equal interval interpolation methods such as the conventional cubic convolution method.

TM111li像など、不等間隔部分を含む画像の歪補
正方式に関しては、従来よシ、疑似キューピックコンボ
リューション法と、GE ((3eneralE1ec
triC)社方式が知られている。疑似キュービック・
コンボリューションに関しては、特願昭57−1683
62号「走査エラーを生じた画像データの処理方式J、
Gffff式に関しては、[LANDSAT −D ’
l’hematic Mapper Imageles
aml)ling for 5oan Geometr
y (::orrection。
Conventional distortion correction methods for images containing unevenly spaced parts, such as the TM111li image, are the pseudo-cubic convolution method and the GE ((3eneralE1ec
The triC) company system is known. Pseudo cubic
Regarding convolution, patent application 1683-1983
No. 62 “Processing method for image data with scanning errors J”
Regarding the Gffff formula, [LANDSAT -D'
l'hematic Mapper Images
aml)ling for 5oan Geometer
y (::orrection.

B、p、 Beyer、 etal 、 MacJne
 processingof l(、emotel)’
 5ensed 、[)ata sympos7um。
B, p, Beyer, etal, MacJne
processingof l(, emotel)'
5ensed, [)ata sympos7um.

1981Jおよび前記特願昭57−168362号を参
照されたい。
1981J and the aforementioned Japanese Patent Application No. 57-168362.

疑似キュービック・コンボリューション法では不等間隔
部分を等間隔とみなし、前述のキュービック・コンボリ
ューション法によシ内挿を行なう。
In the pseudo-cubic convolution method, unevenly spaced portions are regarded as equally spaced, and interpolation is performed using the cubic convolution method described above.

すなわち、第4図に示すように、走査の継ぎ目における
不等間隔の広さをd、内挿位置をXとすると内挿された
画像強度値I (X)は I (x)= j: W’s’ (x/d )= I 
+ −−(2)1=1 となる。ここで重みWVは式(1)に現われるものと同
一のものでめる。またx/dはx / dに最も近い代
表点である。
That is, as shown in FIG. 4, if the width of the irregular intervals at the scanning joint is d, and the interpolation position is X, the interpolated image intensity value I (X) is I (x) = j: W 's' (x/d)=I
+ --(2)1=1. Here, the weight WV is the same as that appearing in equation (1). Also, x/d is the representative point closest to x/d.

しかし、この皺似キュービック・コンボリューションで
は不等間隔をあたかも等間隔であるかのように扱って内
挿計算を行なうため、内挿精度が低下するといった欠点
があった。
However, this wrinkle-like cubic convolution performs interpolation calculations by treating unequal intervals as if they were equal intervals, which has the drawback of lower interpolation accuracy.

次に第5図に従ってGEによる方式を説明する。Next, the GE method will be explained with reference to FIG.

Dはライン間隔、GPはめるべき補正画像の1累位置を
表わす。
D represents the line interval and the first position of the corrected image to be inserted into the GP.

GEによる方式では、走査Nに対する拡張ライン(17
M、18B)上のデータ53をスプライン内挿によ請求
め、見かけ上、不等間隔部分をなくしておいて等間隔内
挿(キュービック・コンボリューション法など)を行な
うものでおる。スプライン内3tliについては実施例
で詳述するが、GE方式の特徴は重み係数テーブルを1
次元化するため、ライン15,16.17B、181:
を等間隔にしている点にある。(すなわち、不等間隔の
広嘔d、円伸位置Xという2変数のうち、内挿位置Xを
固定呟とすることに対応する。) しかしGE方式では、2段階の内挿処理(まず拡張ライ
ンをめ、次に等間隔内挿を行なう)となるため処理時間
がかかる、またスプライン関数の次数が固定となるだめ
、不等間隔の広さに応じたスプライン関数を用いること
ができず内挿精度が低下する、といった欠点があった。
In the method by GE, extended lines (17
The data 53 above (M, 18B) are processed by spline interpolation, and the seemingly unevenly spaced portions are eliminated and equally spaced interpolation (such as the cubic convolution method) is performed. The 3tli in the spline will be explained in detail in the example, but the feature of the GE method is that the weighting coefficient table is
For dimensioning, lines 15, 16.17B, 181:
The point is that they are spaced at equal intervals. (In other words, this corresponds to fixing the interpolation position line, and then performs evenly spaced interpolation), which takes processing time. Also, since the order of the spline function is fixed, it is not possible to use a spline function that corresponds to the width of the uneven intervals, and There was a drawback that insertion accuracy decreased.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記の如き従来技術の欠点を改善し、
不等間隔に並ぶデータを高速かつ高精度に内挿する不等
間隔内挿方式を提供することにある。
The purpose of the present invention is to improve the drawbacks of the prior art as described above,
An object of the present invention is to provide an irregular interval interpolation method that interpolates data arranged at irregular intervals at high speed and with high accuracy.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的をA成するため、本発明は、内挿に使用する凰
み係数を不等1a]廃の広さと内挿位置の2つを変数と
した2次元テーブルの形で2次元重み係数テーブルとし
て用意することに第1の特徴がある。また、上記重み係
数をスプライン内挿法に従って生成する場合不等間隔の
広さに応じて次数の変化するスプライン関数を用いるこ
とに第2の特徴がある。さらに、アドレス計算を簡単化
し不等間隔内挿を高速に行なうために、上記2次元重み
係数テーブルを分割編集することによシ長方形のテーブ
ルに直すことに第3の特徴がある。
In order to achieve the above object A, the present invention provides a two-dimensional weighting coefficient table in the form of a two-dimensional table with two variables: the width of the waste and the interpolation position. The first feature is that it is prepared as A second feature is that when the weighting coefficients are generated according to the spline interpolation method, a spline function whose order changes depending on the width of the unequal intervals is used. Furthermore, a third feature is that the two-dimensional weighting coefficient table is divided and edited into a rectangular table in order to simplify address calculation and perform non-uniformly spaced interpolation at high speed.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を、ランドプツト4号衛星搭載
のセマテイツクマツノ<−(TM)画像歪補正システム
を例にとって説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described by taking as an example the Sematetsukumatsuno<-(TM) image distortion correction system on board the Landput 4 satellite.

第6図は本発明の処理方式を実現するだめのノ・−ドウ
エア構成を示したものである。
FIG. 6 shows the hardware configuration for implementing the processing method of the present invention.

CPU 101は、歪補正処理(リサンプリング)に必
要な歪補正係数を算出する。歪補正処理は、画像修正処
理装置105(高速アレイプロセッサーAP120B)
にて行なう。画像データは高密度磁気テープ装置(HD
DT )102よシ入力され、一時磁気ディスク104
に格納される。補正された画像データは磁気テープ装置
103に出力される。
The CPU 101 calculates distortion correction coefficients necessary for distortion correction processing (resampling). Distortion correction processing is performed by the image correction processing device 105 (high-speed array processor AP120B)
I'll do it at The image data is recorded on a high-density magnetic tape device (HD
DT ) 102 , temporary magnetic disk 104
is stored in The corrected image data is output to the magnetic tape device 103.

第7図は、何屋l[!Il像の幾何学的歪を補正する処
理フローの概要図である。
Figure 7 shows what shop [! FIG. 3 is a schematic diagram of a processing flow for correcting geometric distortion of an Il image.

低周波姿勢データ701、高周波姿勢データ702、軌
道データ703、TMミラー走査中央時刻データ704
及び未補正画像705が入力されると、それらのデータ
に基づいて妥勢角計算706、軌道計算707、走査ミ
ラー補正708が行なわれ、走査が制御される。さらに
偏差量709、幾何学的森補正係数710が算出され、
この結果に基づいて、本発明に係る歪補正処理711が
行なわれ、補正通画像データ712が出力される。
Low frequency attitude data 701, high frequency attitude data 702, orbit data 703, TM mirror scan center time data 704
When the uncorrected image 705 is input, a reasonable angle calculation 706, a trajectory calculation 707, and a scanning mirror correction 708 are performed based on these data, and scanning is controlled. Furthermore, a deviation amount 709 and a geometric forest correction coefficient 710 are calculated,
Based on this result, distortion correction processing 711 according to the present invention is performed, and corrected image data 712 is output.

歪補正処理は、まず走査方向(よこ方向)、次に走査垂
直方向(たて方向)の2段階で行なわれる。走査方向の
歪補正が行なわれた後の画1家をハイブリッド画像と呼
ぶ。
The distortion correction process is performed in two stages, first in the scanning direction (horizontal direction) and then in the scanning direction (vertical direction). The image after distortion correction in the scanning direction is performed is called a hybrid image.

走査方向の画素1illJ隔は局所的に等間隔とみなせ
るので、従来abキューピック・コンボリューション法
などの等間隔内挿法を使用する。以下では走査の継ぎ目
で起こる不等間隔部分が問題となる、ハイブリッド画像
から補正画像へ変換する。たて方向1次元内挿処理につ
いて詳しく述べる。
Since the pixel intervals in the scanning direction can be regarded as locally equal intervals, an equal interval interpolation method such as the conventional ab cupic convolution method is used. In the following, we will convert a hybrid image into a corrected image, in which irregularly spaced portions that occur at scan seams become a problem. The one-dimensional interpolation process in the vertical direction will be described in detail.

まず第8図に示す様に、補正画像82上の点821のハ
イブリッド画像81上への対応点811をたて方向歪補
正係数によ請求める。点811の如く対応点が第8図に
示す領域A、すなわち1走食内で両端II#素間線間隔
いた部分におる場合は通常の4点キュービック・コンボ
リューション法を用いて内挿処理を行なう。
First, as shown in FIG. 8, a corresponding point 811 on the hybrid image 81 of a point 821 on the corrected image 82 is calculated using a vertical distortion correction coefficient. If the corresponding point, such as point 811, is in the area A shown in Fig. 8, that is, in the part where the distance between the two ends is II# in one eclipse, interpolation processing is performed using the usual four-point cubic convolution method. Let's do it.

点812の如く対応点が領域Bにある場合は不等間隔内
挿を行なう。第9図に、第8図のA−A’に対応する断
面図を示す。
If the corresponding point is in region B, such as point 812, non-uniform interpolation is performed. FIG. 9 shows a sectional view corresponding to AA' in FIG. 8.

まず、たて方向歪補正係数を用い、不等間隔の広さdを
め、内挿位置Xとdから2次元重み係数テーブルの位[
(X、d)に対応する6個の重み係数WI (X、d 
)1 +=l、5を読み出し、近傍6点の画像強匿11
iI s r i=1 、6とから内挿1直I (X、
d)を によってめる。ただしx、dは各々x、dに最M]:い
代弐点でJ)9、Xは1/16.dは1/8刻みの直を
とる。
First, using the vertical direction distortion correction coefficient, find the width d of the uneven intervals, and from the interpolation positions X and d, the position of the two-dimensional weighting coefficient table [
Six weighting coefficients WI (X, d) corresponding to (X, d)
)1 +=l, read 5, image enhancement of 6 nearby points 11
iI s r i=1 , 6 and interpolation 1 straight I (X,
d). However, x and d are the maximum M for x and d, respectively]: J) 9 at the second point, and X is 1/16. d is taken in 1/8 increments.

本処理を補正画像のすべての点について行なうことによ
シ、たて方向の歪補正処理が完了する。
By performing this process on all points of the corrected image, the vertical distortion correction process is completed.

以下では、2次元重みテーブルの構成法を示す。Below, a method of constructing a two-dimensional weight table will be described.

内挿はスプライン関数を用いて行なう。スプライン関数
についての詳細は、例えば「スプライン関数とその応用
、吉田浩三他、教旨出版」を参照されたい。スプライン
関数とは多項式を何らかの連続染件を満たすように接続
した区分的多項式のことでおる。
Interpolation is performed using a spline function. For details on spline functions, please refer to, for example, "Spline Functions and Their Applications," Kozo Yoshida et al., Kyoshi Publishing. A spline function is a piecewise polynomial that connects polynomials so as to satisfy some continuous condition.

不等間隔の広さdは、−1くd≦3としくTMセンサ仕
様よシ)、内挿位置Xは、0(X(2+dである。(第
9図参照) まず、1次のスプライン関数を使用する場合、(1次の
スプライン関数とは各区間で直線、すなわち折れ腺を意
味する)折れ蔵による内挿は第10図に示すように?I
M型内挿となる。このときの重み係数の生成法は自明で
βるので省略する。
The width d of the uneven intervals is -1 × d≦3 (according to the TM sensor specifications), and the interpolation position X is 0 (X (2 + d) (see Figure 9). When using a function, (a first-order spline function means a straight line in each interval, that is, a broken line) interpolation using a fold is as shown in Figure 10.
This is M-type interpolation. The method for generating the weighting coefficients at this time is self-evident and will be omitted here.

次に最もよく使用される3次スプライン関数を使用した
場合について説明する。
Next, a case will be explained in which the most commonly used cubic spline function is used.

まずO<dのときを考える。First, consider the case when O<d.

Ml1図の区間kLl*几2.R3における3次スプラ
イン関数を各々)’1 t )’11 、 yz とし
’/ I=aI”’ X”+aノ”X”+aa”’x+
a4”’・=・=(4)(j=1.2.3) とする。
Section kLl*几2 of Ml1 diagram. Let the cubic spline functions in R3 be respectively)'1 t)'11, yz'/I=aI"'X"+aノ"X"+aa"'x+
a4'''・=・=(4) (j=1.2.3).

12個の係数a J”’(i =1 、2.3、j=1
゜2.3.4)は次の条件でめる。
12 coefficients a J"' (i = 1, 2.3, j = 1
゜2.3.4) is determined by the following conditions.

(1)各区間の端点通過 ’/s (0)=L2 )’t(1)=Ia yz(1)=I3 ・・・・・・・・(5) Y 2 (1+d ) = I n Y a (1+ d ) = I 4 Ys (2+d ) =Is (2)区間の継ぎ目で2次の微係数まで連続yf(1)
=yイ(1) Yf (1) =y’! (1) ・・・・・・・・・(6) y≦(1+d)=y≦(1+d) y’l (x+d)=yf (1+d )(3)x=o
、2+aにおける傾きを指定(1)〜(3)の条件をa
J で書き下して行列の形にまとめると ただし、 D−”=F(!:’iFくと、連立方程式の解としてa
、litは以下の様に表わせる。
(1) Passing the end point of each section'/s (0)=L2)'t(1)=Ia yz(1)=I3 ・・・・・・・・・(5) Y 2 (1+d ) = I n Y a (1+ d) = I 4 Ys (2+ d) = Is (2) Continuous yf (1) up to the second differential coefficient at the joint of the interval
=yi(1) Yf(1) =y'! (1) ・・・・・・・・・(6) y≦(1+d)=y≦(1+d) y'l (x+d)=yf (1+d)(3)x=o
, specify the slope at 2+a. Set the conditions (1) to (3) to a
If we write it down in J and summarize it in the form of a matrix, we get D-"=F(!:'iF, then we get a as the solution to the simultaneous equations.
, lit can be expressed as follows.

j=1〜4 a(?=(ajの右辺でj−+j+4としたもの)(3
1 aj=(arの右辺でJ→J+8としたもの)・・・・
・・・・・Q〔 したがってめる内#l1iI (X、 d )は(量1
 fil fil I(x、d )=aI X3+a2 x2+a、x+a
4= Σ Wr (X、 d)1+ ・・・・・・・・
・Uυjミ1 となり、両辺を比較してWl (X+ d)+ J=1
+・・・、6をめる事ができる。
j=1~4 a(?=(j-+j+4 on the right side of aj)(3
1 aj = (J→J+8 on the right side of ar)...
...Q [Therefore, #l1iI (X, d) is (quantity 1
fil fil I(x, d)=aI X3+a2 x2+a, x+a
4= Σ Wr (X, d)1+ ・・・・・・・・・
・Uυjmi1, and comparing both sides, Wl (X+ d)+ J=1
+..., you can add 6.

−1(d(0のとき(第12図参照)も全く同様の考え
でWJ(x、d)がめられる。
-1(d(0) (see FIG. 12), WJ(x, d) can be calculated using exactly the same idea.

d=:=00とき(第13図参照)、I3とI4が重な
るため、平均11ii≦= (Is +I4 )/2で
おきかえた後、同様に厘みWJ(X、0)をめる。
When d=:=00 (see FIG. 13), I3 and I4 overlap, so after replacing them with an average of 11ii≦=(Is +I4)/2, the reduction WJ (X, 0) is calculated in the same way.

以上の如く、あらかじめめたWJ(X、d)を、すべて
2次元テーブルの形で記憶しておくことによシ、高速に
内挿計算を行なうことができる。
As described above, interpolation calculations can be performed at high speed by storing all WJ (X, d) determined in advance in the form of a two-dimensional table.

次に、内挿に使用するスプライン関数の次数であるが、
不等間隔の広さdに応じて次数を変化させる事ができる
。第14図に示す実験によると、d≦1.6では3次ス
プライン、d ) 1.6では1次スプライン関数によ
る内挿(すなわち線型内挿)が最も精度がよい。ここで
横軸は不等間隔の広さd、wc@は内挿相変(几MS)
である。○は最近接内挿法、Xは線型内挿法、Δは疑似
キュービックコンボリューション法、・は3次スプライ
ン法、■はGE方式による匝を示す。この実験は、原画
1象からキュービック・コンボリューション法ヲ用いた
内挿処理によシ、模擬的に不等間隔を生じさせた画像に
対し上述のスプライン内挿を行って得洸復元画像と原画
像の差をめたものである。
Next, the order of the spline function used for interpolation is
The order can be changed depending on the width d of the uneven intervals. According to the experiment shown in FIG. 14, interpolation using a cubic spline function is most accurate when d≦1.6, and interpolation using a linear spline function (that is, linear interpolation) is most accurate when d≦1.6. Here, the horizontal axis is the width of uneven intervals d, and wc@ is the interpolation phase change (几MS)
It is. ○ indicates the nearest neighbor interpolation method, X indicates the linear interpolation method, Δ indicates the pseudo-cubic convolution method, . indicates the cubic spline method, and ■ indicates the GE method. In this experiment, an interpolation process using the cubic convolution method was performed on a single original image, and the above-mentioned spline interpolation was performed on an image with simulated unequal intervals to compare the resulting restored image with the original image. This is due to the difference in images.

この実験の結果をふまえ、dに応じて変化する次数のス
プライン関数を用いて重み係数を生成する。
Based on the results of this experiment, weighting coefficients are generated using a spline function whose order changes according to d.

以上、本実施例によれば不等間隔内挿に使用する重み係
数を、あらかじめ2次元テーブルの形に計算・記憶して
おくことによシ、高速に不等間隔内挿が実行でき、また
不等間隔の広さdに応じて内挿に使用するスプライン関
数の次数を変化させることKより、精度よく内挿計算が
できるという効果がある。
As described above, according to this embodiment, by calculating and storing the weighting coefficients used for non-uniform interpolation in the form of a two-dimensional table in advance, non-uniform interpolation can be executed at high speed. By changing the order of the spline function used for interpolation according to the width d of the unequal intervals, there is an effect that interpolation calculations can be performed with high accuracy.

第15図は発明方式、GE方式、疑似キュービック方式
、線”l (1次スプライン)方式について内挿精度と
演算量を比較したものである。ここで内挿精度は候fi
!芙験によシ測定した誤差(RMS)であシ、演算量は
内挿1回当りに要する浮動小数点演算の回数で示す。
Figure 15 compares the interpolation accuracy and amount of calculation for the invention method, GE method, pseudo-cubic method, and linear spline method.Here, the interpolation accuracy is
! The error (RMS) is measured experimentally, and the amount of calculation is expressed as the number of floating point operations required for one interpolation.

つぎに、2次元止不係数テーブルを長刀形に直す実施例
について説明する。
Next, an example will be described in which a two-dimensional static coefficient table is changed into a long sword shape.

不等間隔の広さdはTMセンサ仕様よル−2くd≦2 
としてよく、内挿位置Xは0≦x (’l、 十dであ
る。(第16図参照)したがって重み係数テーブルは第
16図の様になる。ここで1つの箱が6個の重み係数の
組を表わすこのテーブルをその′ままメモリに格納する
と、第17図の様になる。このとき、ある(x、d)に
対する重み係数は先頭よりの相対位置で ((D+15 ) (D+16 )+X)惨6 ・・・
α乃番目に格納されていることが分る。ただしである。
The width d of the uneven intervals is according to the TM sensor specifications, d≦2
The interpolation position If this table representing the set of is stored in memory as it is, it will become as shown in Figure 17.At this time, the weighting coefficient for a certain (x, d) is ((D+15) (D+16)+X) relative to the beginning. ) Misery 6...
It can be seen that it is stored in the αth position. However, it is.

aり式はDvc関して2次式となるため、アドレス計算
が伏雑で処理時間がかかる。これは第16図のテーブル
が長方形になっていないφによる。
Since the a formula is a quadratic formula with respect to Dvc, the address calculation is complicated and takes a long processing time. This is because the table in FIG. 16 is not rectangular.

第18図は本発明方式によるテーブル構成を示す。すな
わち、第16図でX≧32の部分を分割し祈シ返して、
たて32Xよこ33の長方形テーブルに編集したもので
ある。メモリ内配置は第19図となる。
FIG. 18 shows a table configuration according to the method of the present invention. That is, in Figure 16, divide the part where X≧32 and repeat the prayer.
It has been edited into a rectangular table measuring 32 vertically by 33 horizontally. The arrangement in memory is shown in FIG.

このとき、ある(x、d)に対する重み係数は先頭よシ
の相対位置で (32D+X+512)−6X≦31のとき( (−32D−X+575 )・6 X≧32のとき・・
・・・・・・・(2) となる。
At this time, the weighting coefficient for a certain (x, d) is the relative position from the beginning: (32D+X+512) When -6X≦31 ((-32D-X+575)) When 6X≧32...
......(2) becomes.

(2)式はX、Dに関して1次式であるため、商運にア
ドレスMF4ができる。
Since equation (2) is a linear equation regarding X and D, address MF4 is created for business luck.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、不等間隔に並ぶデータ金内挿するさい
に、内挿に使用する厘み係数を、不等間隔の広さdと内
挿位置Xの2つを変数とした2′V、。
According to the present invention, when interpolating data arranged at irregular intervals, the distortion coefficient used for the interpolation is set to 2' with two variables, the width d of the irregular intervals and the interpolation position X. V.

元テーブルとして記憶しておくことにより萬速に不等間
隔内挿が大行でき、またdに応じて内挿に使用するスプ
ライン関数の次数を変化させることができるので精度よ
く不等間隔内挿かできるという効果がある。また、不等
間隔内挿の2次元重み係数テーブルが長方形に禰果され
るので、l@i運に内挿処理が実行できるという効果が
ある。
By storing it as a source table, you can perform non-uniform interpolation at any speed, and since you can change the order of the spline function used for interpolation according to d, you can perform non-uniform interpolation with high precision. It has the effect of being able to Furthermore, since the two-dimensional weighting coefficient table for non-uniformly spaced interpolation is laid out in a rectangular shape, there is an effect that the interpolation process can be executed at random.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は歪補正の原理を示す図、第2図はキュービック
・コンボリューション法による等間隔内挿方式を説明す
る図、第3図は走査型セ/すの撮像方式を示す図、第4
図は疑似キュービック・コンボリューション法を説明す
る図、第5図はGE方式を説明する図、第6図はランド
ナツト4号衛星のデータ処理を行なうた−めのハードウ
ェア構成を示す図、第7図はランドナツト4号衛星の画
像データ補正に必要なデータの流れを示す図、第8図は
たて方向歪補正処理の概要を示す図、第9図は第8図の
A−A’腺断面図、第10図〜第13図は不等間隔内挿
方式を示す図、第14図は内挿精度実験結果を示す図、
第15図は本発明の方式と従来方式との比較結果を示す
図、第16図〜第19図は重み係数テーブルを長方形に
した構成例を示す図である。 l・・・未補正II!ll像中の画素位置、2・・・補
正画像中の画素位置、301・・・術星本体、302・
・・振動走査鏡、304・・・検出器、101・・・C
PU、102・・・高密度磁気テープ装置、103・・
・磁気テープ装置、104・・・磁気ディスク装置、1
05・・・画像修正処理装置。 第 1 図 預 2 図 第 3 図 第 2 図 ’zy 図 812 第92 11τeVLJ IX Ll’lXlllJ% /j 
口 ′fI1g口 ’fr17図 %’t’f図
Figure 1 is a diagram showing the principle of distortion correction, Figure 2 is a diagram explaining the equidistant interpolation method using the cubic convolution method, Figure 3 is a diagram showing the scanning type imaging system, and Figure 4 is a diagram showing the imaging method of the scanning type cell.
Figure 5 is a diagram explaining the pseudo-cubic convolution method, Figure 5 is a diagram explaining the GE method, Figure 6 is a diagram showing the hardware configuration for processing data on the Randonat No. 4 satellite, and Figure 7 is a diagram explaining the pseudo-cubic convolution method. The figure shows the flow of data necessary for correcting the image data of the RANDNADT 4 satellite, Fig. 8 shows an overview of the vertical distortion correction process, and Fig. 9 shows the A-A' gland cross section of Fig. 8. Figures 10 to 13 are diagrams showing the non-uniform interval interpolation method, Figure 14 is a diagram showing the interpolation accuracy experiment results,
FIG. 15 is a diagram showing comparison results between the method of the present invention and the conventional method, and FIGS. 16 to 19 are diagrams showing configuration examples in which the weighting coefficient table is rectangular. l...Uncorrected II! Pixel position in ll image, 2... Pixel position in corrected image, 301... Magic star body, 302.
... Vibrating scanning mirror, 304... Detector, 101... C
PU, 102... High density magnetic tape device, 103...
-Magnetic tape device, 104...Magnetic disk device, 1
05... Image correction processing device. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 2 Figure 'zy Figure 812 92nd 11τeVLJ IX Ll'lXlllJ% /j
mouth'fI1gmouth'fr17 figure%'t'f figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、不等間隔に並ぶデータの内挿計算において、内挿に
使用する重み係数を不等間隔の広さと内挿位置とを変数
とした2次元テーブルの形でメモリ内に記憶することを
特徴とする不等間隔内挿方式。 2、上記重み係数を、不等間隔の広さによって次挿方式
。 、3.上記2次元テーブルを長方形型に編集してメモリ
内に記憶することを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは比2項の不等間隔内挿方式。
[Claims] 1. In the interpolation calculation of data arranged at irregular intervals, the weighting coefficients used for interpolation are stored in memory in the form of a two-dimensional table with the width of the irregular intervals and the interpolation position as variables. An unequal interval interpolation method characterized by storing data in . 2. The above weighting coefficients are interpolated depending on the width of the unequal intervals. , 3. 2. The nonuniform interval interpolation method according to claim 1 or 2, wherein the two-dimensional table is edited into a rectangular shape and stored in a memory.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62282954A (en) * 1986-06-02 1987-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Formation of density characteristic correction table in gradation printer
JPS6481955A (en) * 1987-09-24 1989-03-28 Graphico Corp Electronic color scanner system

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JPS5784058U (en) * 1980-11-04 1982-05-24

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