JPS6051377A - リニアアレイセンサ素子間感度補正方式 - Google Patents

リニアアレイセンサ素子間感度補正方式

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JPS6051377A
JPS6051377A JP58157832A JP15783283A JPS6051377A JP S6051377 A JPS6051377 A JP S6051377A JP 58157832 A JP58157832 A JP 58157832A JP 15783283 A JP15783283 A JP 15783283A JP S6051377 A JPS6051377 A JP S6051377A
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弘一 本間
Fuminobu Furumura
文伸 古村
Nobutake Yamagata
山縣 振武
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/677Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction for reducing the column or line fixed pattern noise

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、リニアアレイセンサにより撮像された画像デ
ータの補正方式にかかわり、特にリニアアレイセンサの
画像検出器間相互の感度のばらつきを補正するに好適な
補正方式に関する。
〔発明の背景〕
第1図はりニアアレイセンサによる地表面撮像の様子を
示す。
第1図において、リニアアレイセンサ10は、多数の半
導体検出器が直線状に並んだものである。
リニアアレイセンサと撮像対象11を、相対的に矢印1
2の方向に移動させつつレンズ13を通して撮像し、画
像検出器の出力を順次サンプルすると、撮像対象の幅W
にわたる画像データを得ることができる。
一般に、リニアアレイセンサは、製造上の問題から各検
出器間には特性のばらつきがある。そのため、人工衛星
に搭載して地球を撮像するような場合には、画像上に濃
淡の縞模様が生じ画質を低下させる。この例を模式的に
第2図に示す。第2図において、横軸iは画像検出器の
番号を示し、ンサの強度補正には絶対補正と相対補正が
ある。
絶対補正とは、各検出器独立に行なうもので、較正用基
準光源を用いて第3図のような入出力関係を測定し、理
想的特性に合わせて、それぞれの出力値を変換するもの
である。本補正は一般的なものであり、リニアアレイセ
ンサについても適用される。
相対補正とは、上記絶対補正によっても残る入出力特性
のばらつき、および特性の経時変化を補正【−1わずか
な縞模様も除去しようとするものである。
従来、LANDSA、T衛星MSS(MultiSpe
ctral 5canner ) センサの場合には、
各検出器ごとの撮像データの頻度分布を合わせこむ手法
がとられてきた。6個の検出器で6ライン平行に地表を
走査するため、どの検出器も一様に地上データをサンプ
ルしていることになり、入力強度の頻度分布は統計的に
等しいと言えるからである。
ところが、リニアアレイセンサでは、各検出器が走査す
る画面上の位置は異なっているため、頻度分布を合わせ
込んでも、対象とする地域依存した補正誤差を生ずると
いう欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点を取り除くためになされたもので、そ
の目的とするところは、リニアアレイセンサ画像の検出
器間の感度特性の微少なばらつきに起因する画像上の縞
模様ノイズを除去補正する方式を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため本発明においては、リニアアレ
イセンサの各画像検出器ごとに出力画像強度の統計量を
算出し、各画像検出器側統計量から、それらが隣接検出
器間では急激に変化しないことを前祈に各画像検出器ご
との強度補正量をめ請求められた強度補正量に応じてリ
ニアアレイセンサ撮像画像を補正する点に特徴がある。
〔発明の実施例〕
まず、本発明の原理を詳しく述べる。
本発明による補正方式では、まず検出器側に実際の地表
撮像データの統計量を充分な量のデータについてめ、次
に隣接検出器の統計量は本来急激に変化しないという仮
定から検出器の感度相対誤差をめようとするものである
。統計量としては、平均値と標準偏差を用いる。
第2図に示すように、i番目の検出器に関するjライン
目の真の画像データをx(i、j)とする。強度補正を
行う前には、画像データx/ (r。
j)は検出器ごとの感度、オフセットの誤差を持ってい
る。
従って、充分なライン数Nに関する各検出器ごとの画像
データの平均値m’(iL標準偏差σ′(i)は。
・・・・・・・・・(2) となる。ここでm(i)、σ(i)はそれぞれ真の画像
データの平均と分散である。LANDSATによる実際
の画像データの解析結果などからm(i)、α(i)は
検出器iに関して急激には変化しないと考えられる。そ
こで、画像データx’(i、j)の平均m’(i) 。
標準偏差σ′(i)の急激な変化はすべて検出器の感度
相対誤差α(i)、β(i)によるものと考え、真の値
m(i)、α(i)は下記低域フィルタで推定を行なう
・・・・・・・・・ (3) 式(3)を式(2)のm(i)、 σ(i)に代入しα
(i)、β(i)をめれば、式(1)より真の画像デー
タx(i、j)をつぎのようにめることができる。
以−ヒ、本発明の基本的原理を示したが、画像検出器の
ダイナミックレンジを越えるデータが入力した場合には
、このような基本原理だけでは正しく補正を行なえない
場合が生ずる。すなわち、雲や雪などの明るいデータ、
水面などの暗いデータが検出器ダイナミックレンジの不
足から上下限値に飽オロした場合には、真値から誤差を
持つ平均。
分散がまることになる。しかもこの誤差は、検出器の感
度に依存するため、前記基本原理では画像の正しい補正
ができないことになる。
ここでは、上記問題を解決するため、飽和値を平均2分
散の算出から除く方式を示す。第4図は、各々の検出器
(4F1〜+N)に関する撮像データのヒストグラムで
あり、それぞれ上下限値で異なる飽和の様子を示してい
る。今、式(3)のフィルタ処理の区間C1−p、i+
p)を考え、フィルタ処理で入力する平均m’(i+k
)、分散σ′2(i十k)(k=−p〜p)を、飽和値
のないヒストグラムから算出したものに修正することを
考える。手順は、(1)区間C’p+’+p〕で下限飽
和値の個数のもつとも多いものを見出し、その個数分の
データを区間内の各ヒストグラムの下限値の方から取除
いていく。
(2)同様の操作を上限飽和値について実行する。
修正後のヒストグラム(第4図(b))の平均2分散に
よシ式(3)、 (4)を計算すれば、検出器感度のば
らつきと飽和値の存在による画像補正誤差を除くことが
できる。
以下、本発明の実施例を第5図によシ説明する。
衛星1に搭載されたりニアアレイセンサによる地球観測
データ(l−1:%アンテナ2により受信され衛星の上
空通過時にリアルタイムで記録システム3によυ高密度
磁気テープ4に記録される。高密度磁気テープ4は画像
処理システムにおいて強度的歪みと幾何学的歪みが除か
れ補正画像データ5として出力きれる。画像処理システ
ムでは、まず高密度磁気テープ4の未補正画像データは
高密度磁気テープ装置6により読込まれ、磁気ディスク
装置9に格納されると同時に演算装置7によりリニアア
レイセンサの各検出器ごとの統計量が計算される。統計
量としては最終的に平均値と分散値が用いられるが演算
に要するメモリ容量を少なくするため、逐次型の演算と
する。すなわち記憶装置8気テープ4から1ライン入力
する度に下記演算をおこ々う。
・・・・・・・・・ (5) したがって統計量記憶装置8の記憶容量は、検出器数を
4000とすると、32KByteですむことになる。
第6図に検出器側統計量をめる演算装置7の構成を示す
。今、第r+1番目の画像データ列x’ (i、 r+
1 ) (i=1.−−、 M: M画素数)が装置7
に転送されると、乗算器71と加算器73に連成入力さ
れる。乗算器71では画像値の自乗演算がなされ、加算
器72によりデータメモリ8より読み出された第1番目
までの自乗加算再度データメモリ8に格納される。加算
器73では、データメモリ8より読み出された第rライ
ン目の画像データ列x’(i、r+1)が順次加算され
、結果は再度データメモリ8に格納される。磁気ディス
ク装置9に全画像データが格納された段階で、記憶装置
8上の各検出器ごとの画像加算値と自乗加算値は、強度
補正量演算装置10により、下式で平均値m’(i) 
、標準偏差値σ′(i)に変換される。
(10) β(j)が強度補正係数記憶装置11に格納される。
ここでNは、入力した画像データのライン数である。強
度補正量演算装置10は、装置7,12に比べ、画素ご
との処理でないため高速性は要求さレス、ミニコンピユ
ータで実現できる。装置10の演算フローを第7図に示
す。演算フローは、検出器ととG画像平均値、標準偏差
の算出ステップ71、真の平均値、標準偏差の推定ステ
ップ72、補正係数の算出ステップ73からなる。画像
強度補正装置12は2画像データを磁気ディスク装置か
ら1ラインずつ読出し、記憶装#11上の強度補正係数
により、式(4)の強度補正演算を行う。
第8図に示すように、第1番目の画像データ列x’(i
、r)は加算器120により、検出器対応のオフセット
補正係数β(i)を減ぜられ、続いて乗算(11) イブライン的に出力される。強度補正演算像は磁気テー
プ装置13により磁気テープ5に出力される。
以上の実施例において、入力画像データと検出器のダイ
ナミックレンジの関係から飽和値を生ずる場合には、検
出器ごとの画像加算値と自乗加算値ばかりでなく、上下
限値付近の頻度値もめる必要がある。従って、検出器側
統計量演算装置7では上下限値付近の頻度の算出も行な
い、統計量記憶装置8は上下限値付近の頻度値も記憶す
る。
また、画像強度補正量演算装置10では、式(6)の算
出を次のように修正して行なう。ただし、式(3)のフ
ィルタ処理区間[i−p、 i+pE中の最大飽和値を
上下限値X(1,Xmそれぞれに対してNowNmとし
、各検出器の算出頻度をh (x)とする。
(12) 以下、補正係数α(i)、β(i)の算出手段、画像デ
ータの補正手段は、前記基本的実施例と同一である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、リニアアレイセンサの検出器間の感度
特性の微少なばらつき、経時変化に起因する画像上の縞
模様ノイズを除去補正できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はりニアアレイセンサによる地表面撮像の様子を
示す図、第2図は撮像された画像中の縞パタンを示す図
、第3図は各検出器の入出力特性のばらつきの様子を示
す図、第4図は各検出器による撮像データのヒストグラ
ム、第5図は本発明(13) の方式による衛星搭載りニアアレイセンサの地上局画像
補正システムの構成図、第6図は検出器側の統計量をめ
る演算装置の構成図、第7図は強度補正量演算装置にお
ける演算のフローチャート、第8図は画像強度補正装置
の構成図である。 (14)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 リニアアレイセンサの画像検出器ごとに所定数の
    走査ラインにおける出力画像強度の総計量を算出するス
    テップと、算出された各画像検出器側統計量から該統計
    量が隣接検出器間では急激に変化しないことを前提に画
    像検出器ごとの強度補正量を算出するステップと、算出
    された強度補正量に応じてリニアアレイセンサの出力画
    像を補正するステップとからなることを特徴とするりニ
    アアレイセンサ素子間感度補正方式。 2、上記統計量を算出するステップは画像検出器ごとの
    出力画像強度と該強度の自乗を上記走査ラインにわたっ
    て累加する演算からなることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項のりニアアレイセンサ素子間感度補正方式。 3、上記統計量を算出するステップは画像検出器ごとの
    上下限値画素数および上下限値付近の画像値区間頻度を
    計算する演算を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項のりニアアレイセンサ素子間感度補正方式。
JP58157832A 1983-08-31 1983-08-31 リニアアレイセンサ素子間感度補正方式 Granted JPS6051377A (ja)

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