JPH05215848A - 画像歪補正方法及びその装置 - Google Patents

画像歪補正方法及びその装置

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JPH05215848A
JPH05215848A JP63207706A JP20770688A JPH05215848A JP H05215848 A JPH05215848 A JP H05215848A JP 63207706 A JP63207706 A JP 63207706A JP 20770688 A JP20770688 A JP 20770688A JP H05215848 A JPH05215848 A JP H05215848A
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JP63207706A
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Shigeki Kuzuoka
成樹 葛岡
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9004—SAR image acquisition techniques
    • G01S13/9019—Auto-focussing of the SAR signals

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 電子出願以前の出願であるので 要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば人口衛星に搭載した合成開口 レーダ(Synthetic aperture Radar:SAR)によって 取得した画像データを歪補正する歪補正装置，特 にその幾何学歪補正に関するものである。
〔従来の技術〕
第２図は人口衛星に搭載した光学センサによっ て取得した画像データを歪補正する従来の歪補正 装置を示す構成図であり，図において(1)は未補 正画像入力部，(2)は未補正画像入力部(1)から入 力した補正前の画像を一時格納するデータ格納部 (3)はデータ格納部(2)の未補正画像を入力して画 像の幾何学歪補正をする演算部，(4)は演算部(3) で幾何学歪補正した画像を表示する画像表示部で ある。
第３図は上記従来の歪補正装置が画像の幾何学 歪を補正するアルゴリズムを示すフローチャート 図である。
従来の画像歪補正装置は上記のように構成され たとえば磁気テープに記録された未補正画像は未 補正画像入力部(1)から入力されデータ格納部(2) に格納される。次にデータ格納部(2)に格納され た未補正画像は第３図のアルゴリズムに従って画 像の幾何学歪，すなわち画像の形状の歪を補正さ れる。
まず演算部(3)は，既知の軌道データを用いて未 補正画像データの幾何学歪を補正するいわゆる粗 幾何学歪補正(6)を行う。しかし既知の軌道デー タには決定誤差が含まれているため，粗幾何学歪 補正した画像が地図に完全に正確に重なる訳では ない。そのため粗幾何学歪補正した画像に対し， 橋や交差点等地図上での位置が明確でありかつ画 像上でその位置を明確に指示できる地点(Ground Control Point:GCP)を用いてさらに精度良く補正 する。まず粗幾何学歪補正した画像を画像表示部 (4)に表示し，その画像上でGCPの位置を画像上の 座標(ライン，ピクセル)で読み取る(8)，次にこの GCPの位置を粗幾何学歪補正したときに求めた幾 何学歪補正量を示す関係式から地図上の位置（緯 度，経度)に変換する(9)，このようにして画像か ら求めたＧＣＰの地図上の位置(緯度，経度）と地 図から読み取ったＧＣＰ本来の位置(緯度，経度) を比較することにより誤差を求める(10)。このよ うな誤差を複数のＧＣＰに対して測定し，その値 を統計処理すると，粗幾何学歪補正のときに用い た軌道データに含まれていた誤差が計算できる (11)。そこでこの誤差を補正した軌道データを用 いて再度幾何学歪補正すると精度の高い精幾何学 歪補正(12)ができて，地図に完全に重なる画像が 求まる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来の画像歪補正装置では光学セ ンサ画像(14)については精度良く補正できる。こ れは第４図に示すように光学センサでは対象物の 高度に依存せず，画像位置がきまるためである。
しかしレーダ画像(13)は第４図に示すようにレー ダと対象物との距離(スラントレンジ)が等しくな る地上に画像が形成されるので，画像位置は対象 物の高度に依存する。このため従来の画像歪補正 装置でレーダ画像の幾何学歪補正をするとは，画 像上のＧＣＰ位置(ライン，ピクセル)をそのまま 地図上のＧＣＰの位置(緯度，経度)に変換してし まい各ＧＣＰ毎にその高度に応じた誤差が生ずる という課題があった。
この発明は，かかる課題を解決するためになさ れたもので，レーダ画像に対して精度良く幾何学 歪補正ができる歪補正装置を得ることを目的とす る。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係わる歪補正装置は，各ＧＣＰの位 置データとして緯度，経度の他に高度を使用でき るように高度入力装置を有し，高度情報を用いて ＧＣＰ位置をライン，ピクセル座標上で表現して 軌道誤差を求めるものである。
〔作用〕
この発明においては，各ＧＣＰの位置データと して緯度，経度，高度を使用するから，粗幾何学 歪補正に使用した軌道，地図上のＧＣＰ位置（緯 度，経度，高度）を用いて各ＧＣＰが画像上で見 えるはずの理論的な位置を計算でき，実際の画像 上のＧＣＰ位置とＧＣＰが見えるはずの理論上の 位置の差から粗歪補正に用いた軌道データのバイ アス的な誤差をもとめることができる。このバイ アス的な軌道誤差を修正した軌道データを用いて 再度幾何学歪補正することを何度か繰り返すこと により正確な精幾何学歪補正ができる。
〔実施例〕
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であ り，(1)〜(4)は上記従来装置と全く同一のもので ある。(5)はフロッピーディスク等に格納されて いるディジタル地形図からＧＣＰの高度を入力す る高度入力部である。
第５図は上記発明の一実施例の歪補正装置が画 像の幾何学歪を補正するアルゴリズムを示すフロ ーチャート図である。
上記のように構成された画像歪補正装置では， 従来の画像歪補正装置と同様に未補正画像は未補 正画像入力部(1)から入力されデータ格納部(2)に 格納される。次にデータ格納部(2)に格納された 未補正画像は第５図のアルゴリズムに従って既知 の軌道データを用いて粗幾何学歪補正される(6) その後粗幾何学歪補正した画像を画像表示部(4) に表示し(7)，その画像上でGCPの位置を画像上の 座標(ライン，ピクセル)で読み取る(8)。
一方この発明による画像歪補正装置では，ＧＣ Ｐの緯度，経度を基に該当地点の高度をディジタ ル地形図から高度入力部(5)が読み取る(15)，こ のＧＣＰ本来の位置(緯度，経度，高度)と粗幾何 学歪補正に用いた軌道データから以下の式を用い てＧＣＰの位置を画像上の座標（ライン，ピクセ ル）に変換する(9)，ここで下記式の記号は第４図 に示すように，Ｘは緯度経度及び粗幾何学歪補正 に用いた軌道データから計算できるＧＣＰが現れ る理論的位置，X0はＧＣＰ本来の位置，hはＧＣ Ｐの高度，Ｈは衛星の高度である。
このようにして画像から求めたＧＣＰの画像上の 位置(ライン，ピクセル)と地図上の位置から理論 的に計算した位置(ライン，ピクセル)を比較する ことによりＧＣＰ誤差を求める(10)。このような 誤差を複数のＧＣＰに対して測定し，その値をラ イン，ピクセルそれぞれに平均すれば粗幾何学歪 補正のときに用いた軌道データに含まれていた誤 差が計算できる(11)。すなわちライン方向（衛星 進行方向）の誤差平均値は衛星進行方向の軌道誤 差となり，ピクセル方向（衛星進行方向に直交す る方向）の誤差平均値は衛星進行方向に直交する 方向の軌道誤差となる。この軌道誤差で，粗幾何 学歪補正に用いた軌道データを修正して新しい軌 道データとし，そのデータを用いて精幾何学歪補 正を行う(12)。
ところでこのようにして軌道誤差が求まり，精 幾何学歪補正済画像が求まるが，この計算ではあ くまで粗幾何学歪補正に用いた軌道データを基に ｘの値を計算したため，一度で完全に正確な軌道 誤差及び正確な精幾何学歪補正済画像が求まるわ けではない。そこでこのようにして求めた精幾何 学歪補正済画像に対して再度上記プロセスを繰り 返し次の軌道データ及び精幾何学歪補正済画像を 求める。このように軌道誤差を求めてはその誤差 を軌道データに修正して再度軌道誤差を求めるこ とを繰り返すと，軌道データは正しい軌道データ に収束し，収束した軌道データを用いて幾何学歪 補正した結果がレーダ画像にたいする正確な精幾 何学歪補正済画像となる。
なお，上記実施例では高度入力部(5)をフロッ ピーディスク等に格納されているディジタル地形 図を入力するようになっているが，これは指定し た地点の高度情報を入力するたとえばキーボード といったものでもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり，高度入力部を 付加するという簡単な構造により、従来不可能で あったレーダ画像の高精度幾何学歪補正画像を得 られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図，第 ２図は従来の画像歪補正装置を示す構成図，第３ 図は従来の画像歪補正装置のアルゴリズムを示す フローチャート，第４図はレーダ及び光学センサ による画像取得説明図，第５図はこの発明のアル ゴリズムを示すフローチャートである。 図において，(1)は未補正画像入力部，(2)未補 正画像入力部(1)から入力した補正前の画像を一 時格納するデータ格納部，(3)はデータ格納部(2) の未補正画像を入力して画像の幾何学歪補正をす る演算部，(4)は演算部(3)で幾何学歪補正した画 像を表示する画像表示部，(5)はフロッピーディス ク等に格納されているディジタル地形図からＧＣ Ｐの高度を入力する高度入力部である。 また(6)は粗幾何学歪補正，(7)は画像表示，(8) は画像表示部におけるGCP位置読み取り，(9)は GCP位置を地図上の位置へ変換，(10)はGCP誤差計 算，(11)はGCP誤差の統計計算による軌道誤差推定 (12)は精幾何学歪補正，(15)はディジタル地形図 からGCP高度入力の処理である。(13)はレーダ画 像，(14)は光学センサ画像である。 なお，各図中同一符号は同一または相当部を示 す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーダ画像の歪補正において既知の軌道
    デ ータを用いて粗歪補正し，粗歪補正した画像から 特徴のある地点の画像上の座標を抽出し，当該特 徴点の高度及び軌道データを用いて特徴点が画像 上に現れる位置を理論的に計算し，実際に画像か ら抽出した位置と理論的に計算した位置とを比較 することにより軌道データの誤差を推定し，推定 した軌道誤差を粗歪補正に用いた軌道データに対 して修正した軌道データを用いて精歪補正し，精 歪補正済画像から再度特徴点を用いて軌道データ の誤差を計算することを軌道データが収束するま で繰り返し，その結果正確な精歪補正画像を得る ことを特徴とする画像歪補正方法。
  2. 【請求項２】 レーダ画像を歪補正する装置において、
    画 像の歪補正をする演算部，歪補正した画像を表示 し表示した画像から特徴のある地点の画像上の座 標を抽出する画像表示部，所定の特徴のある地点 の高度を入力する高度データ入力部を有すること を特徴とする画像歪補正装置。
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