画像接合方法、装置及びプログラム
【課題】 ２つのオルソ画像をより自然に接合する。
【解決手段】
近似度算出プログラム（１２ａ）が、ハードディスク装置（２４）に格納される２つのオルソ画像データ（３０）の重複部分の探索範囲で近似度を算出する。近似度２値化プログラム（１２ｂ）が、探索範囲内の近似度を最大の閾値で２値化し、ラベリング処理プログラム（１２ｃ）がラベル化し、細線化プログラム（１２ｄ）が細線化する。無指定探索線探索プログラム（１２ｅ）又は入口点指定接合線探索プログラム（１２ｆ）が、接合線決定基準線に沿った方向で近いラベルを探索しながら、探索したラベル内に接合線を設定する。ジャンプ区間に対しては、近似値の閾値を下げて、２値化、ラベリング処理および細線化を実行し、接合線決定基準線に沿った方向で近いラベルを探索しながら、探索したラベル内に接合線を設定することを繰り返す。
【解決手段】
近似度算出プログラム（１２ａ）が、ハードディスク装置（２４）に格納される２つのオルソ画像データ（３０）の重複部分の探索範囲で近似度を算出する。近似度２値化プログラム（１２ｂ）が、探索範囲内の近似度を最大の閾値で２値化し、ラベリング処理プログラム（１２ｃ）がラベル化し、細線化プログラム（１２ｄ）が細線化する。無指定探索線探索プログラム（１２ｅ）又は入口点指定接合線探索プログラム（１２ｆ）が、接合線決定基準線に沿った方向で近いラベルを探索しながら、探索したラベル内に接合線を設定する。ジャンプ区間に対しては、近似値の閾値を下げて、２値化、ラベリング処理および細線化を実行し、接合線決定基準線に沿った方向で近いラベルを探索しながら、探索したラベル内に接合線を設定することを繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重複部分を有する２つの画像を接合する方法、装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行機又は衛星から地上を精密に撮影することができる。これらの空中写真又は衛星画像は、撮影方向による歪みを解消した上で一定水平面上に投影される。この投影で得られた画像、即ち、投影画像を合成又は接合することで、広大な地域の表面を示す１枚の画像を得ることができる。個々の投影画像は、予め図化機により正射投影画像（オルソ画像）に変換されていることもある。特許文献１には、隣接する地域を部分的に重複して表示する地図や航空写真データ等のラスター画像データを、その部分的に重複する部分で接合する方法が記載されている。
【０００３】
このような合成又は接合の目的のため、通常、飛行機又は衛星からの撮影では、被写体を一定以上にオーバーラップするようにして撮影する。図１５は、このように部分的に重複して撮影された写真等が得られるオルソ画像の重複例を示す。一般的には、各オルソ画像は、よりランダムに１又は複数の他のオルソ画像と部分的に重複する。
【０００４】
仮に垂直上方向から撮影された写真から生成されたオルソ画像でも、縁辺部分では建物や高架個所で多少の倒れ込みが生じる。勿論、斜めから撮影している場合には、ほとんどの建物で倒れ込みが生じる。そこで、合成の際には、目立たない個所に接合線を設定して、２つのオルソ画像を接合することになる。
【０００５】
例えば、図１６に示すように、画像重複部分で同じ建物が互いに反対方向に倒れ込んでいるオルソ画像を合成する場合がありうる。図１６（Ａ）は左オルソ画像を示し、同（Ｂ）は右オルソ画像を示す。この場合、建物を切断するように接合線を設定すると、図１７に示すように、合成画像上で、その建物の形状が歪んでしまう。図１７（Ａ）は図１６（Ａ）に示す左オルソ画像を示し、同（Ｂ）は、図１６（Ｂ）に示す右オルソ画像を示し、同（Ｃ）は、合成画像を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５１１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の方法は、航空写真における建物の倒れ込みを考慮していない。その結果、図１７に示すように、倒れ込みを生じている建物上に接合線が設定されると、建物個所で接合ずれが生じ、建物の形状を損なうことになり、好ましくない。
【０００８】
本発明は、コンピュータによる自動処理で効率的に、目立たない個所で２つの画像を接合する画像接合方法、装置及びプログラムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像接合方法は、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データをコンピュータにより接合する方法であって、当該コンピュータの演算手段が、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定し、当該コンピュータの記憶手段に格納する初期探索範囲設定ステップと、当該演算手段が、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、当該記憶手段に格納する近似度算出ステップと、当該演算手段が、当該近似度算出ステップで得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理ステップと、当該演算手段が、当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索ステップと、当該演算手段が、当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理ステップを実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択し、選択した各ラベルに接合線を設定する繰り返しステップと、当該演算手段により、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成する接合ステップとを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る画像接合装置は、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合する画像接合装置であって、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定する初期探索範囲設定手段と、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、記憶手段に格納する近似度算出手段と、当該記憶手段から指定探索範囲内の当該近似度を読み出し、読み出した当該近似度が指定の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理手段と、当該前処理手段により生成される当該接合線探索対象画素のラベルのうちで、所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索手段と、当該前処理手段及び当該接合線探索手段を制御する制御手段であって、１回目には当該指定探索範囲として当該初期探索範囲を指定し、当該指定の近似度値範囲として上限値範囲を指定して、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させ、２回目以降では、設定済みの接合線のジャンプ区間を当該指定探索範囲とし、段階的に低減した近似度値範囲を当該指定の近似度値範囲として、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させる制御手段と、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合し、合成画像データを生成する合成手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る画像接合プログラムは、コンピュータに、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合させる画像接合プログラムであって、当該コンピュータに、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定させ、当該コンピュータの記憶手段に格納させる初期探索範囲設定機能と、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出させ、当該記憶手段に格納させる近似度算出機能と、当該近似度算出機能で得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出させ、その隣接する画素毎にグループ化させて、接合線探索対象画素を抽出させる前処理機能と、当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索させ、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定させる接合線探索機能と、当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理機能を実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択させ、選択した各ラベルに接合線を設定させる繰り返し機能と、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成させる接合機能とを実現させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、２つのオルソ画像間で近似度の高い部分に接合線を設定でき、両画像をより自然に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。
【図２】３つの画像の重複範囲の説明例である。
【図３】本実施例による画像合成の動作フローチャートの一部である。
【図４】本実施例による画像合成の動作フローチャートの一部である。
【図５】２値化近似度データの画素分布例である。
【図６】入口指定接合線探索プログラムの詳細な動作フローチャートを示す。
【図７】図５に示す２値化近似度データに対する入口指定接合線探索プログラムによる処理過程の説明図である。
【図８】無指定接合線探索プログラムの詳細な動作フローチャートを示す。
【図９】図５に示す２値化近似度データに対して無指定接合線探索プログラムによる処理過程の説明図である。
【図１０】探索範囲に対するジャンプ区間の説明例である。
【図１１】図１０に示すジャンプ区間に対して設定される探索範囲の説明例である。
【図１２】図１１に示すジャンプ区間に設定される探索範囲と、その中のジャンプ区間の説明例である。
【図１３】図１１に示すジャンプ区間に設定される探索範囲と、その中のジャンプ区間の説明例である。
【図１４】図１６に示す２つのオルソ画像を本実施例により接合した結果例である。
【図１５】オルソ画像の重複の様子を示す模式図である。
【図１６】画像重複部分で同じ建物が互いに反対方向に倒れ込んでいるオルソ画像の例である。
【図１７】図１６に示す画像の合成結果例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。本実施例の画像接合装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、マウス１８、キーボード２０、表示装置２２及びハードディスク装置（ＨＤＤ）２４を具備し、これらがバス２６を介して相互に接続する。ＲＯＭ１４又はＨＤＤ２４には、画像接合装置１０の機能を実現するためにＣＰＵ１２で動作するプログラムソフトウエアが格納されている。ＣＰＵ１２は、画像接合装置１０の演算手段として、マウス１８及びキーボード２０によるユーザの指示に従い、ＲＡＭ１６及びＨＤＤ２４を使って、以下に説明する接合処理を実行する。そのために、ＣＰＵ１２は、以下に説明する機能手段１２ａ〜１２ｇとしての機能を具備する。画像接合装置１０は汎用コンピュータ又は専用コンピュータで実現され得る。
【００１６】
ＨＤＤ２４には、接合対象のオルソ画像データ３０がビットマップ形式で格納される。先に説明したように、ＨＤＤ２４に格納される各オルソ画像データ３０は一般に、接合のために１又は複数の他のオルソ画像と重複している。ＨＤＤ２４にはまた、対象地域の地盤標高（ＤＴＭ）データ３２と、表層標高（ＤＳＭ）データ３４を格納しておく。ＨＤＤ２４に格納されるオルソ画像データ３０は、同じ地上座標系上の地点上に画素値を有するように、規格化されており、ＤＴＭデータ３２及びＤＳＭデータ３４もまた、オルソ画像データ３０の各画素と同じ地点上の標高値からなる。こうすることにより、後述する処理が容易になるからである。勿論、オルソ画像データ３０の画素、並びにＤＴＭデータ３２及びＤＳＭデータ３４の標高値が、互いに同じ地点を示すように規格化されていなくても、必要な計算時に補間により同じ地点上の値を算出するようにしてもよいことは明らかである。
【００１７】
基本的には、２つのオルソ画像の重腹部分に対して接合線を決定することになるが、連続的に撮影された航空写真で得られるオルソ画像では、図２に示ように、３枚のオルソ画像Ａ，Ｂ，Ｃが部分的に重複することがある。図２で、領域ＡＢは、画像Ａ，Ｂの重複部分を示し、領域ＡＣは画像Ａ，Ｃの重複部分を示し、領域ＢＣは画像Ｂ，Ｃの重複部分を示し、領域ＡＢＣは画像Ａ，Ｂ，Ｃの重複部分を示す。このように、３つ以上の画像が重なる部分がある場合、段階的に接合すればよい。即ち、何れか２つのオルソ画像を接合し、この接合で得られた合成画像に、部分的に重複する残る１つのオルソ画像を接合する。これを繰り返して、最終的に大きな合成画像を生成する。最初に接合する２つの画像を選択する方法として、例えば、最も多くの画像が重なる部分（図２の領域ＡＢＣ）において、任意の２つの画像の組合せで近似度を算出し、最も近似する２つの画像を最初の接合処理の対象とする。従って、ここでは、２つの画像の接合線を決定し、接合する動作を説明するが、３つ以上の画像を合成する場合にも、そのまま適用可能である。
【００１８】
図３及び図４は全体として、本実施例による画像合成の動作フローチャートを示す。
【００１９】
ＣＰＵ１２は、ユーザの指定に従い、ＨＤＤ２４に格納されるオルソ画像データ３０から、接合線を設定すべき２つの画像のオルソ画像データを対象画像として選択する（Ｓ１）。
【００２０】
ＣＰＵ１２は、ステップＳ１で選択した２つの対象画像について、ＤＳＭデータ３４とＤＴＭデータ３２の差分から建物部分を検出し、２つの対象画像のオルソ画像データから建物を示すデータを除去する（Ｓ２）。２つのオルソ画像データそのものから建物に相当する個所の画素値を０又は無効値等の一定値に置換しても良いが、その場合、後述する近似度分布の算出処理において、改めて建物の部分に対する近似度の計算結果を除外しなければならない。これを避けるには、例えば、２つのオルソ画像データの各画素に対応するフラグテーブル（建物フラグテーブル３６）を用意し、建物の存在する画素に対して建物フラグを立てる。そして、建物部分を除外したい場合には建物フラグテーブル３６を参照し、建物フラグが立っている画素を、処理対象から除外する。
【００２１】
次に、ＣＰＵ１２は、ステップＳ１で選択した２つのオルソ画像の重複部分を検出して、接合線の探索範囲（初期探索範囲）を設定する（Ｓ３）。その際、建物フラグテーブル３６を参照して、建物部分を探索範囲から除外してもよい。
【００２２】
ＣＰＵ１２の近似度算出プログラム１２ａが、探索範囲内で、２つの対象画像データを対比し、近似度を算出する（Ｓ４）。算出された近似度データ３８は、ステップＳ３で設定された探索範囲内での接合線の決定処理が終了するまで、ＨＤＤ２４（又はＲＡＭ１６）に保持される。
【００２３】
例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に関する距離（例えば、ＲＭＳ(Root Mean Square)値）、緑（Ｇ）値の距離又は差分絶対値、若しくは、輝度の距離又は差分絶対値を算出し、距離又は差分絶対値が小さいほど近似度が高いと評価する。本実施例では、近似度を０〜２５５の範囲で評価し、近似しているほど、値を大きくする。例えば、最大値（２５５）から距離又は差分絶対値を減算した結果を近似度とする。近似度は探索範囲内で分布しており、２つの対象画像データ間で相違の少ない個所ほど、近似度が高くなり、全く相違が無い個所では、近似度は２５５になる。
【００２４】
近似度が高い部分ほど、接合線とした場合に不自然さの無い接合が可能になる。本実施例では、近似度が高い画素のつながった部分に接合線を先ず割り当て、接合線を割り当てできない部分（接合線のジャンプ区間）は、近似度を一段下げた近似度値範囲で、接合線を割り当てる。これは、近似度を２値化し、２値化の閾値を段階的に下げていくことで実現できる。但し、先に接合線探索の対象とした画素を再度の探索対象から除外する必要があるので、本実施例では、処理済みフラグを立てることで識別している。
【００２５】
なお、一定の近似度値範囲の近似度の画素を抽出することでも、同じ処理を実現できる。例えば、最初の接合線探索では、近似度値が２４０以上の画素を接合線探索の対象画素とし、２回目では、近似度値が２３０から２３９までの画素を接合線探索の対象画素とし、３回目では、近似度値が２２０から２２９までの画素を接合線探索の対象画素とし、以下、同様の処理を実行する。このように、近似度値範囲を逐次的に下げながら接合線探索の対象画素を抽出し、接合線を割り当てていくことで、全体的に適切な接合線を決定する。
【００２６】
まず、ＣＰＵ１２の近似度２値化プログラム１２ｂが、探索範囲内の近似度を２値化する近似度閾値Ｔを、適当な最大値、例えば、２４０〜２５０で初期化する（Ｓ５）。そして、ＣＰＵ１２は、接合線決定の前処理として、近似度閾値Ｔによる２値化（Ｓ６）、ラベリング（Ｓ７）及び細線化（Ｓ８）を実行する。すなわち、近似度２値化プログラム１２ｂが、ステップＳ４で算出された近似度データ３８を近似度閾値Ｔで２値化して（Ｓ６）、近似値が近似度閾値Ｔ以上となる画素を抽出する。例えば、近似度閾値Ｔ以上の近似度を持つ画素にフラグ１を設定し、近似度閾値Ｔ未満の近似度を持つ画素にフラグ０を設定する。ラベリング処理プログラム１２ｃが、２値化プログラム１２ｂで抽出した画素を互いに隣接又は連続する画素同士でグループ化し、各グループに異なるラベル番号を付ける（Ｓ７）。このラベリング処理（Ｓ７）の際に、孤立した画素又は少数の画素からなるラベルを、ノイズと看做して除去する。細線化プログラム１２ｄが、各ラベルの中心線を求めて細線化する（Ｓ８）。このような細線化処理のコンピュータプログラム自体は公知であり、どのようなアログリズムのものであってもよい。ステップＳ６〜Ｓ８からなる前処理により、以後の接合線探索処理の対象となる画素、すなわち接合線探索対象画素が抽出される。２値化及び細線化により得られる２値化近似度の画素分布とそのラベル値が、ＨＤＤ２４（又はＲＡＭ１６）に２値化近似度データ４０として一時的に保存される。細線化は、ラベル内の接合線設定処理を簡略化し高速化するのに役立つものの、このような負荷が許容可能であれば、細線化を省略しても良い。
【００２７】
図５は、このような前処理（Ｓ６〜Ｓ８）を経た２値化近似度データ４０の分布例を示す。隣接して連続する画素が１つのグループ（ラベル）を形成し、各グループがラベル番号で識別される。図５から分かるように、２値化（Ｓ６）及びラベリング処理（Ｓ７）により、接合線探索対象の画素が分断され、細線化（Ｓ８）により、同じラベル上で枝分かれが発生しうる。
【００２８】
図５に示す例では、接合対象の画像が上側と下側に位置し、接合線は、基本的に、探索範囲の左右方向に設定され得る。そこで、探索範囲の中央に、接合線を決定するための基準線（接合線決定基準線）が仮想的に設定される。例えば、最初の探索領域のように、設定しようとする接合線の始点（探索範囲の入口点）と終点（探索範囲の出口点）のどちらも与えられない場合には、探索領域は、２つの対象画像の重複部分の中央に設定される。入口点と出口点が与えられる場合には、接合線決定基準線は入口点と出口点を結ぶ線であり、入口点と出口点との間で、接合線決定基準線の上下に所定幅の範囲を探索範囲とする。入口点と出口点は、変更可能な暫定的なものであるときと、変更できないものであるときがありうる。
【００２９】
ステップＳ３で設定された探索範囲に対して、接合線の入口点が指定されていない場合（Ｓ９）、無指定接合線探索プログラム１２ｅが、入口点を指定しない接合線探索処理を実行する（Ｓ１０）。接合線の入口点が指定されている場合（Ｓ９）、入口指定接合線探索プログラム１２ｆが、入口点指定の接合線探索処理を実行する（Ｓ１１）。
【００３０】
例えば、図２に示す例で、領域ＡＢに対しては、ある程度自由に、画像Ａ，Ｂから接合線を決定でき、領域ＡＣに対しては、ある程度自由に、画像Ａ，Ｃから接合線を決定できる。しかし、その後に、領域ＡＢＣ，又は領域ＡＢＣに対して接合線を決定しようとした場合には、領域ＡＢ又は領域ＡＣの接合線から、自ずと探索範囲における入口点が定まる。逆に、領域ＡＢＣにおける接合線を考慮して、領域ＡＢと領域ＡＣの接合線決定に対して、入口点を決定するのが良い場合もありうる。そこで、本実施例では、初期探索範囲に対してステップＳ９〜Ｓ１１を用意している。もちろん、このような可能性が無ければ、ステップ１０とステップＳ１１の片方のみでもよい。
【００３１】
無指定接合線探索プログラム１２ｅは入口指定接合線探索プログラム１２ｆを利用するので、まず、入口指定接合線探索プログラム１２ｆによる接合線探索（Ｓ１１）の動作を詳細に説明する。入口指定接合線探索プログラム１２ｆは、その引数として、探索範囲、探索方向及び入口点を必要とする。図６は、入口指定接合線探索プログラム１２ｆによる入口点指定の接合線探索処理（Ｓ１１）の詳細なフローチャートを示す。図７は、図５に示す２値化近似度データに対してステップＳ１１による処理過程の説明図である。図７では、入口点（○印で示す）と出口点（×印で示す）が共に接合線決定基準線上に位置する。出口点は指定されない場合もありうる。また、図６に示す接合線探索の過程で該当するラベル上に設定される、接合線の始点（Ｓ）と終点（Ｅ）に対応する画素に、×を付記してある。
【００３２】
入口指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照し、指定入口点が探索範囲内のラベル上に位置するかどうかを判断し（Ｓ３１）、指定入口点がラベル上に位置する場合には（Ｓ３１）、当該ラベルを接合線探索対象となる注目ラベルとし、指定入口点を始点とする。図７に示す例では、指定入口点はどのラベルにも属していないが、仮に指定入口点が探索範囲内の何れかのラベルに属する場合には（Ｓ３２）、そのラベルを注目ラベルとし、指定入口点を始点とする（Ｓ３２）。そして、注目ラベル上で、探索方向（図７では、右方向）の最先側にあり、かつ、接合線決定基準線に最も近い画素を終点とする（Ｓ３３）。
【００３３】
ＣＰＵ１２のラベル内接合線設定プログラム１２ｇが、注目ラベル上で始点と終点を最短距離、すなわち最小画素数で結ぶ画素を探索し、これらの各画素に接合線フラグを立てることで、注目ラベル内に接合線を設定する（Ｓ３４）。接合線フラグは、接合線として採用される画素であることを示す。２点間を最短距離で接続する画素の探索は、迷路の入口と出口を最短距離で接続する公知のアルゴリズムを採用することで、容易に実現できるし、また、全ての可能性を試すことでも容易に実現できる。なお、注目ラベルの全画素には、接合線探索処理が終了していることを示す処理済みフラグを立て、これにより、以後の接合線探索処理の対象から除外する。
【００３４】
そして、終点から探索方向に見て、異なるラベル上で終点に最も近い未通過画素を探索する（Ｓ３５）。このとき、接続可能性を拡げるために、真上又は真下にある画素も、探索範囲に入れる。未通過画素は、いまだ接合線探索の対象となっていないラベルの画素であり、処理済みフラグの立っていない画素である。未通過画素が複数発見される場合には、接合線決定基準線に最も近い画素を採用する。
【００３５】
また、入口点が探索範囲内のラベル上に位置しない場合（Ｓ３１）、すなわち、図７に示す説明例の場合、入口指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照して、入口点から探索方向に見て、入口点に最も近い未通過画素を探索する（Ｓ３６）。ステップＳ３６でも、接続可能性を拡げるために、真上又は真下にある画素も、探索範囲に入れる。
【００３６】
ステップＳ３５，Ｓ３６における近さの定量的基準として、原則的に、距離を算定したい画素と、基準となる画素との間のユークリッド距離の自乗、すなわち、前者と後者の画素間の水平方向画素数（例えば、接続線決定基準線に沿った画素数）の自乗と垂直方向画素数（例えば、接続線決定基準線に直交する軸線に沿った画素数）の自乗の和が考えられる。しかし、この演算は自乗を含むので、最終的な結果を得るまでに時間がかかる。そこで、本実施例では、より簡易に、前者と後者の画素間の水平方向画素数と垂直方向画素数の最大値、又は前者と後者の画素を接続する直線が通過する画素数を採用する。ステップＳ３５，Ｓ３６での近さの判定は、厳密な比較を要求しないので、自乗を含まない簡易な演算で済む後者の方法が便利である。
【００３７】
ステップＳ３５又はステップＳ３６の探索の結果、未通過画素を発見できた場合（Ｓ３７）、発見した画素が探索範囲の上辺上又は下辺上にあると、それ以上の接合線探索が不確実になる。そこで、発見した画素が探索範囲の上辺上又は下辺上のいずれでもない場合に（Ｓ３８）、次のラベルで接合線を探索する。すなわち、発見した画素を含むラベルを注目ラベルとし、発見した画素を始点とする（Ｓ３９）。そして、注目ラベル内に接合線を設定し（Ｓ３３，Ｓ３４）、次に接合線を設定すべきラベルを探索する（Ｓ３５）。
【００３８】
ステップＳ３５又はステップＳ３６の探索で未通過画素を発見できない場合（Ｓ３７）、もしくは、発見した画素が探索範囲の端辺上にある場合（Ｓ３８）には、探索範囲内に、もはや接合線を設定すべきラベルが存在しないことになるので、処理を終了する。接合線がつながらない区間は、ジャンプ区間として、後述するように、２値化のための近似度閾値Ｔを下げて、再度、接合線を探索することになる。
【００３９】
無指定接合線探索プログラム１２ｅによる接合線探索処理（Ｓ１０）を説明する。無指定接合線探索プログラム１２ｅは、形式的には、その引数として探索範囲を必要とするが、初回にしか実行されないので、グローバル変数に探索範囲を設定しておき、それを参照するようにしてもよい。図８は、無指定接合線探索プログラム１２ｅの詳細な動作フローチャートを示す。図９は、図５に示す２値化近似度データに対してステップＳ１０による処理過程の説明図である。ステップＳ１０の接合線探索の過程で該当するラベル上に設定される、接合線の始点（Ｓ）と終点（Ｅ）に対応する画素に、×を付記してある。
【００４０】
無指定接合線探索プログラム１２ｅは、２値化近似度データ４０を参照し、指定された探索範囲内で最大面積（最大画素数）のラベルを探索し、注目ラベル（処理対象のラベル）とする（Ｓ５１）。最大面積のラベルは、接合線を設定するのに最も好ましいと考えられるからである。最大面積のラベルが複数存在する場合には、中心が接合線決定基準線に最も近いものを注目ラベルとする。このようなラベルも複数存在する場合には、探索領域の左右方向に見て中央に近いラベル、又は、適当なラベルを注目ラベルとする。
【００４１】
理解を容易にするために、探索領域の接合線決定基準線は、図９に示すように、水平になっているものとする。注目ラベルの最左端にあり、且つ接合線決定基準線に最も近い画素を、注目ラベル内の接合線の始点とする（Ｓ５２）。注目ラベルの最右端にあり、接合線決定基準線に最も近い画素を、注目ラベル内の接合線の終点とする（Ｓ５３）。この始点と終点を、探索範囲内で、注目ラベルよりも左側のラベルと右側のラベルに対する接合線探索処理のために記憶する（Ｓ５４）。
【００４２】
注目ラベル上で、始点と終点を最短距離、すなわち最小画素数で接続する画素を探索し、これらの画素に接合線フラグを立てることで、接合線を設定する（Ｓ５５）。ステップＳ３４と同様のアルゴリズムを採用でき、ステップＳ３４と同様に、注目ラベルの全画素には、接合線探索処理の対象となったことを示す処理済みフラグを立て、これにより、以後の接合線探索処理の対象から除外する。
【００４３】
次に、ステップＳ５１で決定された注目ラベルの左側に存在するラベルのうちで、接合線を設定すべきラベルを逐次的に探索し、それらのラベル内に接合線を設定する（Ｓ５６）。具体的には、無指定接合線探索プログラム１２ｅは、ステップＳ３４で記憶した始点から初期探索範囲の左辺までの、接合線決定基準線を中心とする一定幅を探索範囲とし、ステップＳ３４で記憶した始点を入口点とし、探索方向として左方向を指定して、入口点指定接合線探索プログラム１２ｆを呼び出す。入口点指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照し、図６に示すフローに従い、ステップS５１の注目ラベル（最大面積のラベル）よりも左側に位置するラベルの中から、逐次的に接合線を設定すべきラベルを決定し、その各ラベル内に接合線を設定する。
【００４４】
同様に、ステップＳ５１で決定された注目ラベルの右側に存在するラベルのうちで、接合線を設定すべきラベルを逐次的に探索し、それらのラベル内に接合線を設定する（Ｓ５７）。具体的には、無指定接合線探索プログラム１２ｅは、ステップＳ３４で記憶した終点から初期探索範囲の右辺までの、接合線決定基準線を中心とする一定幅を探索範囲とし、ステップＳ３４で記憶した終点を入口点とし、探索方向として右方向を指定して、入口点指定接合線探索プログラム１２ｆを呼び出す。入口点指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照し、図６に示すフローに従い、ステップＳ５１の注目ラベル（最大面積のラベル）よりも右側に位置するラベルの中から、逐次的に接合線を設定すべきラベルを決定し、その各ラベル内に接合線を設定する。
【００４５】
以上の処理（Ｓ５１〜Ｓ５７）により、近似度閾値Ｔ以上の近似値を持つラベルに対して、接合線を設定するのに適した互いに接近するラベルを選択し、選択されたラベルに接合線を設定できる。
【００４６】
無指定接合線探索処理（Ｓ１０）の最初のラベルを最大面積のラベルとしたが、接合線決定基準線に沿った長さ（接合線決定基準線に射影したときの長さ）が最も長いラベルを最初の注目ラベルとしてもよい。
【００４７】
ステップＳ１０又はＳ１１の後、設定された接合線が不連続になる区間（ジャンプ区間）があるかどうかを調べる（Ｓ１２）。これは、例えば、初期探索範囲内で、右から左又は左から右に、設定済みの接合線の端点（始点又は終点）のつながりを追跡することで判明する。
【００４８】
ジャンプ区間が無い場合（Ｓ１３）、初期探索範囲内で連続する接合線が設計されたことになるので、マニュアルでの編集・修整を実行する（Ｓ２３）。
【００４９】
ジャンプ区間がある場合（Ｓ１３）、近似度閾値Ｔを所定値（Δ）だけ小さくする（Ｓ１４）。最初のジャンプ区間を探索範囲とし、探索範囲の入口点と出口点を設定する（Ｓ１５）。
【００５０】
ジャンプ区間が、接合線を探索するほどもないほどに短い場合、例えば、数画素程度の場合（Ｓ１６）、探索範囲の入口点と出口点を直結する接合線を、入口点と出口点の間の画素上に設定する（Ｓ２１）。
【００５１】
ジャンプ区間が、ある程度以上の距離を有する場合（Ｓ１６）、ＣＰＵ１２の近似度２値化プログラム１２ｂが、ステップＳ１５で設定された探索範囲に対し、ステップＳ４で算出された近似度データ３８を近似度閾値Ｔで２値化する（Ｓ１７）。２値化された近似度を、ステップＳ７と同様にラベリングし（Ｓ１８）、ステップＳ８と同様の処理で細線化する（Ｓ１９）。入口指定接合線探索プログラム１２ｆが、入口点指定の接合線探索処理を実行する（Ｓ２０）。ステップS２０の結果で得られる接合線の終点は、出口点に一致しない場合がありうるが、その終点と出口点との間はジャンプ区間となる。
【００５２】
ステップＳ２１又はＳ２０の後、次のジャンプ区間を探索する（Ｓ２２）。初期探索範囲の他端に達する前に次のジャンプ区間を発見したら（Ｓ２２）、次のジャンプ区間を探索範囲に設定して（Ｓ２３）、ステップＳ１６〜Ｓ２１を繰り返す。
【００５３】
次のジャンプ区間を発見することなしに、初期探索範囲の他端に到達したら（Ｓ２２）、ステップＳ１２に戻る。すなわち、ステップＳ２０での接合線探索で発生する可能性のあるジャンプ区間を探索し（Ｓ１２）、発見した場合には（Ｓ１３）、近似度閾値ＴをΔだけ少なくして、ステップＳ１５〜Ｓ２１の接合線探索処理を繰り返す。
【００５４】
最終的にジャンプ区間が無くなると（Ｓ１３）、以上の処理で設定された接合線を、合成すべき２つの画像に対して表示装置２２に表示し、オペレータによる編集又は修正を受け付ける（Ｓ２４）。オペレータは、マウス１８等を使って、接合線を手動で適宜に編集・修正する。ＣＰＵ１２は、このようにして確定した接合線で２つのオルソ画像を合成し（Ｓ２５）。得られた合成画像データ４２をＨＤＤ２４に格納する。
【００５５】
このようにして得られた合成画像に更に合成したいオルソ画像又は別の合成画像がある場合、図３において、これらの２つの画像を対象に選択して（Ｓ１）、ステップＳ２以降を繰り返せばよい。
【００５６】
図３及び図４では、同じ近似度閾値Ｔに対する全部のジャンプ区間に対して接合線を探索及び設定してから、近似度閾値ＴをΔだけ小さくしたが、ジャンプ区間を発見する都度、当該ジャンプ区間内で近似度閾値を低減し、接合線を探索および設定しても良い。このような処理は、再帰的なプログラムにより容易に実現できる。
【００５７】
図３及び図４に示すフローは、いわば、０〜２５５の値をもつ近似度の分布から、近似度分布の稜線を示す画素を抽出する処理に相当する。多値の近似度分布からその稜線を探索しても、同様に、適した接合線を決定できる。
【００５８】
図１０、図１１、図１２及び図１３を参照して、ジャンプ区間における接合線の探索を概略的に説明する。
【００５９】
図１０は、ステップＳ３で設定される探索範囲に、１つのジャンプ区間が存在する場合を示す。図１０で、実線は、ステップＳ１０又はステップＳ１１で探索された接合線を示し、破線は、ジャンプ区間の端点（入口点と出口点）間を結ぶ直線を示す。ジャンプ区間の端点は、当該端点と同じ側の接続線の始点又は終点である。ステップＳ１５では、図１０に示すジャンプ区間の端点間を接続する線に平行に一定幅Ｗの探索範囲を、図１１に示すように設定する。幅Ｗは、接合対象の画像に応じて、適宜に選択設定される。
【００６０】
図１１に示す探索範囲に対して、ステップＳ１７〜S２０において接合線を探索した結果、図１２に示すような接合線（実線）が得られ、破線で示すジャンプ区間が残存するとする。この場合、図１２に示すジャンプ区間に対して、更に、近似度閾値ＴをΔだけ減らし（Ｓ１４）、探索範囲を設定し（Ｓ１５）、接合線を探索する（Ｓ１７〜Ｓ２０）。図１３は、その探索結果を示す。依然として残るジャンプ区間に対して、再度、ステップＳ１４〜Ｓ２０を実行する。当該ジャンプ区間が一定の短距離以下であれば（Ｓ１６）、直接、入口点と出口点を接続する（Ｓ２１）。
【００６１】
ジャンプ区間がなくなったら（Ｓ１３）、ユーザは、マウス１８等を使って、接合線を手動で適宜に編集・修正する（Ｓ２４）。修正された接合線で２つのオルソ画像が合成され（Ｓ２５）、得られた合成画像データ４２がＨＤＤ２４に格納される。
【００６２】
図１４は、図１６に示す２つのオルソ画像を本実施例により接合した例を示す。図１４（Ａ）は左オルソ画像の重複部分を示し、同（Ｂ）は右オルソ画像の重複部分を示し、同（Ｃ）は接合結果を示す。接合線が、建物とその倒れ込みを回避して設定される。即ち、同じ建物の互いに逆方向に倒れ込んでいる画像が接合されることが無い。
【００６３】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１０：画像接合装置
１２：ＣＰＵ
１２ａ：近似度算出プログラム
１２ｂ：近似度２値化プログラム
１２ｃ：ラベリング処理プログラム
１２ｄ：細線化プログラム
１２ｅ：無指定接合線探索プログラム
１２ｆ：入口指定接合線探索プログラム
１２ｇ：ラベル内接合線設定プログラム
１４：ＲＯＭ
１６：ＲＡＭ
１８：マウス
２０：キーボード
２２：表示装置
２４：ハードディスク装置（ＨＤＤ）
２６：バス
３０：オルソ画像データ
３２：地盤標高データ（ＤＴＭ）データ
３４：表層標高（ＤＳＭ）データ
３６：建物フラグテーブル
３８：近似度データ
４０：２値化近似度データ
４２：合成画像データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重複部分を有する２つの画像を接合する方法、装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行機又は衛星から地上を精密に撮影することができる。これらの空中写真又は衛星画像は、撮影方向による歪みを解消した上で一定水平面上に投影される。この投影で得られた画像、即ち、投影画像を合成又は接合することで、広大な地域の表面を示す１枚の画像を得ることができる。個々の投影画像は、予め図化機により正射投影画像（オルソ画像）に変換されていることもある。特許文献１には、隣接する地域を部分的に重複して表示する地図や航空写真データ等のラスター画像データを、その部分的に重複する部分で接合する方法が記載されている。
【０００３】
このような合成又は接合の目的のため、通常、飛行機又は衛星からの撮影では、被写体を一定以上にオーバーラップするようにして撮影する。図１５は、このように部分的に重複して撮影された写真等が得られるオルソ画像の重複例を示す。一般的には、各オルソ画像は、よりランダムに１又は複数の他のオルソ画像と部分的に重複する。
【０００４】
仮に垂直上方向から撮影された写真から生成されたオルソ画像でも、縁辺部分では建物や高架個所で多少の倒れ込みが生じる。勿論、斜めから撮影している場合には、ほとんどの建物で倒れ込みが生じる。そこで、合成の際には、目立たない個所に接合線を設定して、２つのオルソ画像を接合することになる。
【０００５】
例えば、図１６に示すように、画像重複部分で同じ建物が互いに反対方向に倒れ込んでいるオルソ画像を合成する場合がありうる。図１６（Ａ）は左オルソ画像を示し、同（Ｂ）は右オルソ画像を示す。この場合、建物を切断するように接合線を設定すると、図１７に示すように、合成画像上で、その建物の形状が歪んでしまう。図１７（Ａ）は図１６（Ａ）に示す左オルソ画像を示し、同（Ｂ）は、図１６（Ｂ）に示す右オルソ画像を示し、同（Ｃ）は、合成画像を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５１１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の方法は、航空写真における建物の倒れ込みを考慮していない。その結果、図１７に示すように、倒れ込みを生じている建物上に接合線が設定されると、建物個所で接合ずれが生じ、建物の形状を損なうことになり、好ましくない。
【０００８】
本発明は、コンピュータによる自動処理で効率的に、目立たない個所で２つの画像を接合する画像接合方法、装置及びプログラムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る画像接合方法は、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データをコンピュータにより接合する方法であって、当該コンピュータの演算手段が、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定し、当該コンピュータの記憶手段に格納する初期探索範囲設定ステップと、当該演算手段が、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、当該記憶手段に格納する近似度算出ステップと、当該演算手段が、当該近似度算出ステップで得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理ステップと、当該演算手段が、当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索ステップと、当該演算手段が、当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理ステップを実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択し、選択した各ラベルに接合線を設定する繰り返しステップと、当該演算手段により、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成する接合ステップとを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る画像接合装置は、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合する画像接合装置であって、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定する初期探索範囲設定手段と、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、記憶手段に格納する近似度算出手段と、当該記憶手段から指定探索範囲内の当該近似度を読み出し、読み出した当該近似度が指定の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理手段と、当該前処理手段により生成される当該接合線探索対象画素のラベルのうちで、所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索手段と、当該前処理手段及び当該接合線探索手段を制御する制御手段であって、１回目には当該指定探索範囲として当該初期探索範囲を指定し、当該指定の近似度値範囲として上限値範囲を指定して、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させ、２回目以降では、設定済みの接合線のジャンプ区間を当該指定探索範囲とし、段階的に低減した近似度値範囲を当該指定の近似度値範囲として、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させる制御手段と、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合し、合成画像データを生成する合成手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る画像接合プログラムは、コンピュータに、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合させる画像接合プログラムであって、当該コンピュータに、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定させ、当該コンピュータの記憶手段に格納させる初期探索範囲設定機能と、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出させ、当該記憶手段に格納させる近似度算出機能と、当該近似度算出機能で得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出させ、その隣接する画素毎にグループ化させて、接合線探索対象画素を抽出させる前処理機能と、当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索させ、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定させる接合線探索機能と、当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理機能を実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択させ、選択した各ラベルに接合線を設定させる繰り返し機能と、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成させる接合機能とを実現させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、２つのオルソ画像間で近似度の高い部分に接合線を設定でき、両画像をより自然に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。
【図２】３つの画像の重複範囲の説明例である。
【図３】本実施例による画像合成の動作フローチャートの一部である。
【図４】本実施例による画像合成の動作フローチャートの一部である。
【図５】２値化近似度データの画素分布例である。
【図６】入口指定接合線探索プログラムの詳細な動作フローチャートを示す。
【図７】図５に示す２値化近似度データに対する入口指定接合線探索プログラムによる処理過程の説明図である。
【図８】無指定接合線探索プログラムの詳細な動作フローチャートを示す。
【図９】図５に示す２値化近似度データに対して無指定接合線探索プログラムによる処理過程の説明図である。
【図１０】探索範囲に対するジャンプ区間の説明例である。
【図１１】図１０に示すジャンプ区間に対して設定される探索範囲の説明例である。
【図１２】図１１に示すジャンプ区間に設定される探索範囲と、その中のジャンプ区間の説明例である。
【図１３】図１１に示すジャンプ区間に設定される探索範囲と、その中のジャンプ区間の説明例である。
【図１４】図１６に示す２つのオルソ画像を本実施例により接合した結果例である。
【図１５】オルソ画像の重複の様子を示す模式図である。
【図１６】画像重複部分で同じ建物が互いに反対方向に倒れ込んでいるオルソ画像の例である。
【図１７】図１６に示す画像の合成結果例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。本実施例の画像接合装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、マウス１８、キーボード２０、表示装置２２及びハードディスク装置（ＨＤＤ）２４を具備し、これらがバス２６を介して相互に接続する。ＲＯＭ１４又はＨＤＤ２４には、画像接合装置１０の機能を実現するためにＣＰＵ１２で動作するプログラムソフトウエアが格納されている。ＣＰＵ１２は、画像接合装置１０の演算手段として、マウス１８及びキーボード２０によるユーザの指示に従い、ＲＡＭ１６及びＨＤＤ２４を使って、以下に説明する接合処理を実行する。そのために、ＣＰＵ１２は、以下に説明する機能手段１２ａ〜１２ｇとしての機能を具備する。画像接合装置１０は汎用コンピュータ又は専用コンピュータで実現され得る。
【００１６】
ＨＤＤ２４には、接合対象のオルソ画像データ３０がビットマップ形式で格納される。先に説明したように、ＨＤＤ２４に格納される各オルソ画像データ３０は一般に、接合のために１又は複数の他のオルソ画像と重複している。ＨＤＤ２４にはまた、対象地域の地盤標高（ＤＴＭ）データ３２と、表層標高（ＤＳＭ）データ３４を格納しておく。ＨＤＤ２４に格納されるオルソ画像データ３０は、同じ地上座標系上の地点上に画素値を有するように、規格化されており、ＤＴＭデータ３２及びＤＳＭデータ３４もまた、オルソ画像データ３０の各画素と同じ地点上の標高値からなる。こうすることにより、後述する処理が容易になるからである。勿論、オルソ画像データ３０の画素、並びにＤＴＭデータ３２及びＤＳＭデータ３４の標高値が、互いに同じ地点を示すように規格化されていなくても、必要な計算時に補間により同じ地点上の値を算出するようにしてもよいことは明らかである。
【００１７】
基本的には、２つのオルソ画像の重腹部分に対して接合線を決定することになるが、連続的に撮影された航空写真で得られるオルソ画像では、図２に示ように、３枚のオルソ画像Ａ，Ｂ，Ｃが部分的に重複することがある。図２で、領域ＡＢは、画像Ａ，Ｂの重複部分を示し、領域ＡＣは画像Ａ，Ｃの重複部分を示し、領域ＢＣは画像Ｂ，Ｃの重複部分を示し、領域ＡＢＣは画像Ａ，Ｂ，Ｃの重複部分を示す。このように、３つ以上の画像が重なる部分がある場合、段階的に接合すればよい。即ち、何れか２つのオルソ画像を接合し、この接合で得られた合成画像に、部分的に重複する残る１つのオルソ画像を接合する。これを繰り返して、最終的に大きな合成画像を生成する。最初に接合する２つの画像を選択する方法として、例えば、最も多くの画像が重なる部分（図２の領域ＡＢＣ）において、任意の２つの画像の組合せで近似度を算出し、最も近似する２つの画像を最初の接合処理の対象とする。従って、ここでは、２つの画像の接合線を決定し、接合する動作を説明するが、３つ以上の画像を合成する場合にも、そのまま適用可能である。
【００１８】
図３及び図４は全体として、本実施例による画像合成の動作フローチャートを示す。
【００１９】
ＣＰＵ１２は、ユーザの指定に従い、ＨＤＤ２４に格納されるオルソ画像データ３０から、接合線を設定すべき２つの画像のオルソ画像データを対象画像として選択する（Ｓ１）。
【００２０】
ＣＰＵ１２は、ステップＳ１で選択した２つの対象画像について、ＤＳＭデータ３４とＤＴＭデータ３２の差分から建物部分を検出し、２つの対象画像のオルソ画像データから建物を示すデータを除去する（Ｓ２）。２つのオルソ画像データそのものから建物に相当する個所の画素値を０又は無効値等の一定値に置換しても良いが、その場合、後述する近似度分布の算出処理において、改めて建物の部分に対する近似度の計算結果を除外しなければならない。これを避けるには、例えば、２つのオルソ画像データの各画素に対応するフラグテーブル（建物フラグテーブル３６）を用意し、建物の存在する画素に対して建物フラグを立てる。そして、建物部分を除外したい場合には建物フラグテーブル３６を参照し、建物フラグが立っている画素を、処理対象から除外する。
【００２１】
次に、ＣＰＵ１２は、ステップＳ１で選択した２つのオルソ画像の重複部分を検出して、接合線の探索範囲（初期探索範囲）を設定する（Ｓ３）。その際、建物フラグテーブル３６を参照して、建物部分を探索範囲から除外してもよい。
【００２２】
ＣＰＵ１２の近似度算出プログラム１２ａが、探索範囲内で、２つの対象画像データを対比し、近似度を算出する（Ｓ４）。算出された近似度データ３８は、ステップＳ３で設定された探索範囲内での接合線の決定処理が終了するまで、ＨＤＤ２４（又はＲＡＭ１６）に保持される。
【００２３】
例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に関する距離（例えば、ＲＭＳ(Root Mean Square)値）、緑（Ｇ）値の距離又は差分絶対値、若しくは、輝度の距離又は差分絶対値を算出し、距離又は差分絶対値が小さいほど近似度が高いと評価する。本実施例では、近似度を０〜２５５の範囲で評価し、近似しているほど、値を大きくする。例えば、最大値（２５５）から距離又は差分絶対値を減算した結果を近似度とする。近似度は探索範囲内で分布しており、２つの対象画像データ間で相違の少ない個所ほど、近似度が高くなり、全く相違が無い個所では、近似度は２５５になる。
【００２４】
近似度が高い部分ほど、接合線とした場合に不自然さの無い接合が可能になる。本実施例では、近似度が高い画素のつながった部分に接合線を先ず割り当て、接合線を割り当てできない部分（接合線のジャンプ区間）は、近似度を一段下げた近似度値範囲で、接合線を割り当てる。これは、近似度を２値化し、２値化の閾値を段階的に下げていくことで実現できる。但し、先に接合線探索の対象とした画素を再度の探索対象から除外する必要があるので、本実施例では、処理済みフラグを立てることで識別している。
【００２５】
なお、一定の近似度値範囲の近似度の画素を抽出することでも、同じ処理を実現できる。例えば、最初の接合線探索では、近似度値が２４０以上の画素を接合線探索の対象画素とし、２回目では、近似度値が２３０から２３９までの画素を接合線探索の対象画素とし、３回目では、近似度値が２２０から２２９までの画素を接合線探索の対象画素とし、以下、同様の処理を実行する。このように、近似度値範囲を逐次的に下げながら接合線探索の対象画素を抽出し、接合線を割り当てていくことで、全体的に適切な接合線を決定する。
【００２６】
まず、ＣＰＵ１２の近似度２値化プログラム１２ｂが、探索範囲内の近似度を２値化する近似度閾値Ｔを、適当な最大値、例えば、２４０〜２５０で初期化する（Ｓ５）。そして、ＣＰＵ１２は、接合線決定の前処理として、近似度閾値Ｔによる２値化（Ｓ６）、ラベリング（Ｓ７）及び細線化（Ｓ８）を実行する。すなわち、近似度２値化プログラム１２ｂが、ステップＳ４で算出された近似度データ３８を近似度閾値Ｔで２値化して（Ｓ６）、近似値が近似度閾値Ｔ以上となる画素を抽出する。例えば、近似度閾値Ｔ以上の近似度を持つ画素にフラグ１を設定し、近似度閾値Ｔ未満の近似度を持つ画素にフラグ０を設定する。ラベリング処理プログラム１２ｃが、２値化プログラム１２ｂで抽出した画素を互いに隣接又は連続する画素同士でグループ化し、各グループに異なるラベル番号を付ける（Ｓ７）。このラベリング処理（Ｓ７）の際に、孤立した画素又は少数の画素からなるラベルを、ノイズと看做して除去する。細線化プログラム１２ｄが、各ラベルの中心線を求めて細線化する（Ｓ８）。このような細線化処理のコンピュータプログラム自体は公知であり、どのようなアログリズムのものであってもよい。ステップＳ６〜Ｓ８からなる前処理により、以後の接合線探索処理の対象となる画素、すなわち接合線探索対象画素が抽出される。２値化及び細線化により得られる２値化近似度の画素分布とそのラベル値が、ＨＤＤ２４（又はＲＡＭ１６）に２値化近似度データ４０として一時的に保存される。細線化は、ラベル内の接合線設定処理を簡略化し高速化するのに役立つものの、このような負荷が許容可能であれば、細線化を省略しても良い。
【００２７】
図５は、このような前処理（Ｓ６〜Ｓ８）を経た２値化近似度データ４０の分布例を示す。隣接して連続する画素が１つのグループ（ラベル）を形成し、各グループがラベル番号で識別される。図５から分かるように、２値化（Ｓ６）及びラベリング処理（Ｓ７）により、接合線探索対象の画素が分断され、細線化（Ｓ８）により、同じラベル上で枝分かれが発生しうる。
【００２８】
図５に示す例では、接合対象の画像が上側と下側に位置し、接合線は、基本的に、探索範囲の左右方向に設定され得る。そこで、探索範囲の中央に、接合線を決定するための基準線（接合線決定基準線）が仮想的に設定される。例えば、最初の探索領域のように、設定しようとする接合線の始点（探索範囲の入口点）と終点（探索範囲の出口点）のどちらも与えられない場合には、探索領域は、２つの対象画像の重複部分の中央に設定される。入口点と出口点が与えられる場合には、接合線決定基準線は入口点と出口点を結ぶ線であり、入口点と出口点との間で、接合線決定基準線の上下に所定幅の範囲を探索範囲とする。入口点と出口点は、変更可能な暫定的なものであるときと、変更できないものであるときがありうる。
【００２９】
ステップＳ３で設定された探索範囲に対して、接合線の入口点が指定されていない場合（Ｓ９）、無指定接合線探索プログラム１２ｅが、入口点を指定しない接合線探索処理を実行する（Ｓ１０）。接合線の入口点が指定されている場合（Ｓ９）、入口指定接合線探索プログラム１２ｆが、入口点指定の接合線探索処理を実行する（Ｓ１１）。
【００３０】
例えば、図２に示す例で、領域ＡＢに対しては、ある程度自由に、画像Ａ，Ｂから接合線を決定でき、領域ＡＣに対しては、ある程度自由に、画像Ａ，Ｃから接合線を決定できる。しかし、その後に、領域ＡＢＣ，又は領域ＡＢＣに対して接合線を決定しようとした場合には、領域ＡＢ又は領域ＡＣの接合線から、自ずと探索範囲における入口点が定まる。逆に、領域ＡＢＣにおける接合線を考慮して、領域ＡＢと領域ＡＣの接合線決定に対して、入口点を決定するのが良い場合もありうる。そこで、本実施例では、初期探索範囲に対してステップＳ９〜Ｓ１１を用意している。もちろん、このような可能性が無ければ、ステップ１０とステップＳ１１の片方のみでもよい。
【００３１】
無指定接合線探索プログラム１２ｅは入口指定接合線探索プログラム１２ｆを利用するので、まず、入口指定接合線探索プログラム１２ｆによる接合線探索（Ｓ１１）の動作を詳細に説明する。入口指定接合線探索プログラム１２ｆは、その引数として、探索範囲、探索方向及び入口点を必要とする。図６は、入口指定接合線探索プログラム１２ｆによる入口点指定の接合線探索処理（Ｓ１１）の詳細なフローチャートを示す。図７は、図５に示す２値化近似度データに対してステップＳ１１による処理過程の説明図である。図７では、入口点（○印で示す）と出口点（×印で示す）が共に接合線決定基準線上に位置する。出口点は指定されない場合もありうる。また、図６に示す接合線探索の過程で該当するラベル上に設定される、接合線の始点（Ｓ）と終点（Ｅ）に対応する画素に、×を付記してある。
【００３２】
入口指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照し、指定入口点が探索範囲内のラベル上に位置するかどうかを判断し（Ｓ３１）、指定入口点がラベル上に位置する場合には（Ｓ３１）、当該ラベルを接合線探索対象となる注目ラベルとし、指定入口点を始点とする。図７に示す例では、指定入口点はどのラベルにも属していないが、仮に指定入口点が探索範囲内の何れかのラベルに属する場合には（Ｓ３２）、そのラベルを注目ラベルとし、指定入口点を始点とする（Ｓ３２）。そして、注目ラベル上で、探索方向（図７では、右方向）の最先側にあり、かつ、接合線決定基準線に最も近い画素を終点とする（Ｓ３３）。
【００３３】
ＣＰＵ１２のラベル内接合線設定プログラム１２ｇが、注目ラベル上で始点と終点を最短距離、すなわち最小画素数で結ぶ画素を探索し、これらの各画素に接合線フラグを立てることで、注目ラベル内に接合線を設定する（Ｓ３４）。接合線フラグは、接合線として採用される画素であることを示す。２点間を最短距離で接続する画素の探索は、迷路の入口と出口を最短距離で接続する公知のアルゴリズムを採用することで、容易に実現できるし、また、全ての可能性を試すことでも容易に実現できる。なお、注目ラベルの全画素には、接合線探索処理が終了していることを示す処理済みフラグを立て、これにより、以後の接合線探索処理の対象から除外する。
【００３４】
そして、終点から探索方向に見て、異なるラベル上で終点に最も近い未通過画素を探索する（Ｓ３５）。このとき、接続可能性を拡げるために、真上又は真下にある画素も、探索範囲に入れる。未通過画素は、いまだ接合線探索の対象となっていないラベルの画素であり、処理済みフラグの立っていない画素である。未通過画素が複数発見される場合には、接合線決定基準線に最も近い画素を採用する。
【００３５】
また、入口点が探索範囲内のラベル上に位置しない場合（Ｓ３１）、すなわち、図７に示す説明例の場合、入口指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照して、入口点から探索方向に見て、入口点に最も近い未通過画素を探索する（Ｓ３６）。ステップＳ３６でも、接続可能性を拡げるために、真上又は真下にある画素も、探索範囲に入れる。
【００３６】
ステップＳ３５，Ｓ３６における近さの定量的基準として、原則的に、距離を算定したい画素と、基準となる画素との間のユークリッド距離の自乗、すなわち、前者と後者の画素間の水平方向画素数（例えば、接続線決定基準線に沿った画素数）の自乗と垂直方向画素数（例えば、接続線決定基準線に直交する軸線に沿った画素数）の自乗の和が考えられる。しかし、この演算は自乗を含むので、最終的な結果を得るまでに時間がかかる。そこで、本実施例では、より簡易に、前者と後者の画素間の水平方向画素数と垂直方向画素数の最大値、又は前者と後者の画素を接続する直線が通過する画素数を採用する。ステップＳ３５，Ｓ３６での近さの判定は、厳密な比較を要求しないので、自乗を含まない簡易な演算で済む後者の方法が便利である。
【００３７】
ステップＳ３５又はステップＳ３６の探索の結果、未通過画素を発見できた場合（Ｓ３７）、発見した画素が探索範囲の上辺上又は下辺上にあると、それ以上の接合線探索が不確実になる。そこで、発見した画素が探索範囲の上辺上又は下辺上のいずれでもない場合に（Ｓ３８）、次のラベルで接合線を探索する。すなわち、発見した画素を含むラベルを注目ラベルとし、発見した画素を始点とする（Ｓ３９）。そして、注目ラベル内に接合線を設定し（Ｓ３３，Ｓ３４）、次に接合線を設定すべきラベルを探索する（Ｓ３５）。
【００３８】
ステップＳ３５又はステップＳ３６の探索で未通過画素を発見できない場合（Ｓ３７）、もしくは、発見した画素が探索範囲の端辺上にある場合（Ｓ３８）には、探索範囲内に、もはや接合線を設定すべきラベルが存在しないことになるので、処理を終了する。接合線がつながらない区間は、ジャンプ区間として、後述するように、２値化のための近似度閾値Ｔを下げて、再度、接合線を探索することになる。
【００３９】
無指定接合線探索プログラム１２ｅによる接合線探索処理（Ｓ１０）を説明する。無指定接合線探索プログラム１２ｅは、形式的には、その引数として探索範囲を必要とするが、初回にしか実行されないので、グローバル変数に探索範囲を設定しておき、それを参照するようにしてもよい。図８は、無指定接合線探索プログラム１２ｅの詳細な動作フローチャートを示す。図９は、図５に示す２値化近似度データに対してステップＳ１０による処理過程の説明図である。ステップＳ１０の接合線探索の過程で該当するラベル上に設定される、接合線の始点（Ｓ）と終点（Ｅ）に対応する画素に、×を付記してある。
【００４０】
無指定接合線探索プログラム１２ｅは、２値化近似度データ４０を参照し、指定された探索範囲内で最大面積（最大画素数）のラベルを探索し、注目ラベル（処理対象のラベル）とする（Ｓ５１）。最大面積のラベルは、接合線を設定するのに最も好ましいと考えられるからである。最大面積のラベルが複数存在する場合には、中心が接合線決定基準線に最も近いものを注目ラベルとする。このようなラベルも複数存在する場合には、探索領域の左右方向に見て中央に近いラベル、又は、適当なラベルを注目ラベルとする。
【００４１】
理解を容易にするために、探索領域の接合線決定基準線は、図９に示すように、水平になっているものとする。注目ラベルの最左端にあり、且つ接合線決定基準線に最も近い画素を、注目ラベル内の接合線の始点とする（Ｓ５２）。注目ラベルの最右端にあり、接合線決定基準線に最も近い画素を、注目ラベル内の接合線の終点とする（Ｓ５３）。この始点と終点を、探索範囲内で、注目ラベルよりも左側のラベルと右側のラベルに対する接合線探索処理のために記憶する（Ｓ５４）。
【００４２】
注目ラベル上で、始点と終点を最短距離、すなわち最小画素数で接続する画素を探索し、これらの画素に接合線フラグを立てることで、接合線を設定する（Ｓ５５）。ステップＳ３４と同様のアルゴリズムを採用でき、ステップＳ３４と同様に、注目ラベルの全画素には、接合線探索処理の対象となったことを示す処理済みフラグを立て、これにより、以後の接合線探索処理の対象から除外する。
【００４３】
次に、ステップＳ５１で決定された注目ラベルの左側に存在するラベルのうちで、接合線を設定すべきラベルを逐次的に探索し、それらのラベル内に接合線を設定する（Ｓ５６）。具体的には、無指定接合線探索プログラム１２ｅは、ステップＳ３４で記憶した始点から初期探索範囲の左辺までの、接合線決定基準線を中心とする一定幅を探索範囲とし、ステップＳ３４で記憶した始点を入口点とし、探索方向として左方向を指定して、入口点指定接合線探索プログラム１２ｆを呼び出す。入口点指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照し、図６に示すフローに従い、ステップS５１の注目ラベル（最大面積のラベル）よりも左側に位置するラベルの中から、逐次的に接合線を設定すべきラベルを決定し、その各ラベル内に接合線を設定する。
【００４４】
同様に、ステップＳ５１で決定された注目ラベルの右側に存在するラベルのうちで、接合線を設定すべきラベルを逐次的に探索し、それらのラベル内に接合線を設定する（Ｓ５７）。具体的には、無指定接合線探索プログラム１２ｅは、ステップＳ３４で記憶した終点から初期探索範囲の右辺までの、接合線決定基準線を中心とする一定幅を探索範囲とし、ステップＳ３４で記憶した終点を入口点とし、探索方向として右方向を指定して、入口点指定接合線探索プログラム１２ｆを呼び出す。入口点指定接合線探索プログラム１２ｆは、２値化近似度データ４０を参照し、図６に示すフローに従い、ステップＳ５１の注目ラベル（最大面積のラベル）よりも右側に位置するラベルの中から、逐次的に接合線を設定すべきラベルを決定し、その各ラベル内に接合線を設定する。
【００４５】
以上の処理（Ｓ５１〜Ｓ５７）により、近似度閾値Ｔ以上の近似値を持つラベルに対して、接合線を設定するのに適した互いに接近するラベルを選択し、選択されたラベルに接合線を設定できる。
【００４６】
無指定接合線探索処理（Ｓ１０）の最初のラベルを最大面積のラベルとしたが、接合線決定基準線に沿った長さ（接合線決定基準線に射影したときの長さ）が最も長いラベルを最初の注目ラベルとしてもよい。
【００４７】
ステップＳ１０又はＳ１１の後、設定された接合線が不連続になる区間（ジャンプ区間）があるかどうかを調べる（Ｓ１２）。これは、例えば、初期探索範囲内で、右から左又は左から右に、設定済みの接合線の端点（始点又は終点）のつながりを追跡することで判明する。
【００４８】
ジャンプ区間が無い場合（Ｓ１３）、初期探索範囲内で連続する接合線が設計されたことになるので、マニュアルでの編集・修整を実行する（Ｓ２３）。
【００４９】
ジャンプ区間がある場合（Ｓ１３）、近似度閾値Ｔを所定値（Δ）だけ小さくする（Ｓ１４）。最初のジャンプ区間を探索範囲とし、探索範囲の入口点と出口点を設定する（Ｓ１５）。
【００５０】
ジャンプ区間が、接合線を探索するほどもないほどに短い場合、例えば、数画素程度の場合（Ｓ１６）、探索範囲の入口点と出口点を直結する接合線を、入口点と出口点の間の画素上に設定する（Ｓ２１）。
【００５１】
ジャンプ区間が、ある程度以上の距離を有する場合（Ｓ１６）、ＣＰＵ１２の近似度２値化プログラム１２ｂが、ステップＳ１５で設定された探索範囲に対し、ステップＳ４で算出された近似度データ３８を近似度閾値Ｔで２値化する（Ｓ１７）。２値化された近似度を、ステップＳ７と同様にラベリングし（Ｓ１８）、ステップＳ８と同様の処理で細線化する（Ｓ１９）。入口指定接合線探索プログラム１２ｆが、入口点指定の接合線探索処理を実行する（Ｓ２０）。ステップS２０の結果で得られる接合線の終点は、出口点に一致しない場合がありうるが、その終点と出口点との間はジャンプ区間となる。
【００５２】
ステップＳ２１又はＳ２０の後、次のジャンプ区間を探索する（Ｓ２２）。初期探索範囲の他端に達する前に次のジャンプ区間を発見したら（Ｓ２２）、次のジャンプ区間を探索範囲に設定して（Ｓ２３）、ステップＳ１６〜Ｓ２１を繰り返す。
【００５３】
次のジャンプ区間を発見することなしに、初期探索範囲の他端に到達したら（Ｓ２２）、ステップＳ１２に戻る。すなわち、ステップＳ２０での接合線探索で発生する可能性のあるジャンプ区間を探索し（Ｓ１２）、発見した場合には（Ｓ１３）、近似度閾値ＴをΔだけ少なくして、ステップＳ１５〜Ｓ２１の接合線探索処理を繰り返す。
【００５４】
最終的にジャンプ区間が無くなると（Ｓ１３）、以上の処理で設定された接合線を、合成すべき２つの画像に対して表示装置２２に表示し、オペレータによる編集又は修正を受け付ける（Ｓ２４）。オペレータは、マウス１８等を使って、接合線を手動で適宜に編集・修正する。ＣＰＵ１２は、このようにして確定した接合線で２つのオルソ画像を合成し（Ｓ２５）。得られた合成画像データ４２をＨＤＤ２４に格納する。
【００５５】
このようにして得られた合成画像に更に合成したいオルソ画像又は別の合成画像がある場合、図３において、これらの２つの画像を対象に選択して（Ｓ１）、ステップＳ２以降を繰り返せばよい。
【００５６】
図３及び図４では、同じ近似度閾値Ｔに対する全部のジャンプ区間に対して接合線を探索及び設定してから、近似度閾値ＴをΔだけ小さくしたが、ジャンプ区間を発見する都度、当該ジャンプ区間内で近似度閾値を低減し、接合線を探索および設定しても良い。このような処理は、再帰的なプログラムにより容易に実現できる。
【００５７】
図３及び図４に示すフローは、いわば、０〜２５５の値をもつ近似度の分布から、近似度分布の稜線を示す画素を抽出する処理に相当する。多値の近似度分布からその稜線を探索しても、同様に、適した接合線を決定できる。
【００５８】
図１０、図１１、図１２及び図１３を参照して、ジャンプ区間における接合線の探索を概略的に説明する。
【００５９】
図１０は、ステップＳ３で設定される探索範囲に、１つのジャンプ区間が存在する場合を示す。図１０で、実線は、ステップＳ１０又はステップＳ１１で探索された接合線を示し、破線は、ジャンプ区間の端点（入口点と出口点）間を結ぶ直線を示す。ジャンプ区間の端点は、当該端点と同じ側の接続線の始点又は終点である。ステップＳ１５では、図１０に示すジャンプ区間の端点間を接続する線に平行に一定幅Ｗの探索範囲を、図１１に示すように設定する。幅Ｗは、接合対象の画像に応じて、適宜に選択設定される。
【００６０】
図１１に示す探索範囲に対して、ステップＳ１７〜S２０において接合線を探索した結果、図１２に示すような接合線（実線）が得られ、破線で示すジャンプ区間が残存するとする。この場合、図１２に示すジャンプ区間に対して、更に、近似度閾値ＴをΔだけ減らし（Ｓ１４）、探索範囲を設定し（Ｓ１５）、接合線を探索する（Ｓ１７〜Ｓ２０）。図１３は、その探索結果を示す。依然として残るジャンプ区間に対して、再度、ステップＳ１４〜Ｓ２０を実行する。当該ジャンプ区間が一定の短距離以下であれば（Ｓ１６）、直接、入口点と出口点を接続する（Ｓ２１）。
【００６１】
ジャンプ区間がなくなったら（Ｓ１３）、ユーザは、マウス１８等を使って、接合線を手動で適宜に編集・修正する（Ｓ２４）。修正された接合線で２つのオルソ画像が合成され（Ｓ２５）、得られた合成画像データ４２がＨＤＤ２４に格納される。
【００６２】
図１４は、図１６に示す２つのオルソ画像を本実施例により接合した例を示す。図１４（Ａ）は左オルソ画像の重複部分を示し、同（Ｂ）は右オルソ画像の重複部分を示し、同（Ｃ）は接合結果を示す。接合線が、建物とその倒れ込みを回避して設定される。即ち、同じ建物の互いに逆方向に倒れ込んでいる画像が接合されることが無い。
【００６３】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１０：画像接合装置
１２：ＣＰＵ
１２ａ：近似度算出プログラム
１２ｂ：近似度２値化プログラム
１２ｃ：ラベリング処理プログラム
１２ｄ：細線化プログラム
１２ｅ：無指定接合線探索プログラム
１２ｆ：入口指定接合線探索プログラム
１２ｇ：ラベル内接合線設定プログラム
１４：ＲＯＭ
１６：ＲＡＭ
１８：マウス
２０：キーボード
２２：表示装置
２４：ハードディスク装置（ＨＤＤ）
２６：バス
３０：オルソ画像データ
３２：地盤標高データ（ＤＴＭ）データ
３４：表層標高（ＤＳＭ）データ
３６：建物フラグテーブル
３８：近似度データ
４０：２値化近似度データ
４２：合成画像データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データをコンピュータにより接合する方法であって、
当該コンピュータの演算手段が、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定し、当該コンピュータの記憶手段に格納する初期探索範囲設定ステップと、
当該演算手段が、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、当該記憶手段に格納する近似度算出ステップと、
当該演算手段が、当該近似度算出ステップで得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理ステップと、
当該演算手段が、当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索ステップと、
当該演算手段が、当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理ステップを実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択し、選択した各ラベルに接合線を設定する繰り返しステップと、
当該演算手段により、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成する接合ステップ
とを具備することを特徴とする画像接合方法。
【請求項２】
当該前処理ステップにおいて、当該接合線探索対象画素が細線化されていることを特徴とする請求項１に記載の画像接合方法。
【請求項３】
更に、当該コンピュータの演算手段が、当該接合線のジャンプ区間が所定距離以内の場合に、当該ジャンプ区間内を接続する接合線を設定するステップを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像接合方法。
【請求項４】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で最も面積の大きなラベルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像接合方法。
【請求項５】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った長さが最も長いラベルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像接合方法。
【請求項６】
当該接合線探索ステップが、当該所定のラベルから、当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った一方向に逐次的に所定方向に近いラベルを探索するステップと、当該接合線決定基準線に沿った一方向とは反対の方向に近いラベルを探索するステップを具備することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像接合方法。
【請求項７】
当該所定のラベルが、当該初期探索範囲に設定される入口点を含むラベル、及び、当該入口点に最も近い当該接合線探索対象画素のラベルの何れかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像接合方法。
【請求項８】
当該繰り返しステップが、当該ジャンプ区間の検出の都度、実行されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像接合方法。
【請求項９】
同じ近似度値範囲に対する当該接合線探索対象画素の各ラベルへの接合線の設定を完了した後に、当該繰り返しステップを実行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像接合方法。
【請求項１０】
更に、当該演算手段が、当該記憶手段に記憶される地盤標高データと表層標高データを参照し、当該近似度算出ステップの前に、当該近似度算出ステップの処理対象となる当該２つのオルソ画像から建物を除外する建物除外ステップを具備することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像接合方法。
【請求項１１】
互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合する画像接合装置であって、
当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定する初期探索範囲設定手段と、
当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、記憶手段に格納する近似度算出手段と、
当該記憶手段から指定探索範囲内の当該近似度を読み出し、読み出した当該近似度が指定の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理手段と、
当該前処理手段により生成される当該接合線探索対象画素のラベルのうちで、所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索手段と、
当該前処理手段及び当該接合線探索手段を制御する制御手段であって、１回目には当該指定探索範囲として当該初期探索範囲を指定し、当該指定の近似度値範囲として上限値範囲を指定して、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させ、２回目以降では、設定済みの接合線のジャンプ区間を当該指定探索範囲とし、段階的に低減した近似度値範囲を当該指定の近似度値範囲として、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させる制御手段と、
当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合し、合成画像データを生成する合成手段
とを具備することを特徴とする画像接合装置。
【請求項１２】
当該前処理手段は、当該接合線探索対象画素を細線化する手段を具備することを特徴とする請求項１１に記載の画像接合装置。
【請求項１３】
更に、当該接合線のジャンプ区間が所定距離以内の場合に、当該ジャンプ区間内を接続する接合線を設定する手段を具備することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像接合装置。
【請求項１４】
当該所定のラベルが、当該１回目において、当該接合線探索対象画素のラベルの内で最も面積の大きなラベルであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１５】
当該所定のラベルが、当該１回目において、当該接合線探索対象画素のラベルの内で当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った長さが最も長いラベルであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１６】
当該制御手段は、当該１回目において、当該所定のラベルから、当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った一方向に逐次的に所定方向に近いラベルを探索する処理と、当該接合線決定基準線に沿った一方向とは反対の方向に近いラベルを探索する処理を当該接合線探索手段に実行させることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像接合装置。
【請求項１７】
当該所定のラベルが、当該初期探索範囲に設定される入口点を含むラベル、及び、当該入口点に最も近い当該接合線探索対象画素のラベルの何れかであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１８】
当該記憶手段が地盤標高データと表層標高データを記憶し、
更に、当該近似度算出手段による近似度算出の前に、当該近似度算出手段の処理対象となる当該２つのオルソ画像から建物を除外する建物除外手段を具備することを特徴とする請求項１１乃至１７の何れか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１９】
コンピュータに、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合させる画像接合プログラムであって、当該コンピュータに、
当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定させ、当該コンピュータの記憶手段に格納させる初期探索範囲設定機能と、
当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出させ、当該記憶手段に格納させる近似度算出機能と、
当該近似度算出機能で得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出させ、その隣接する画素毎にグループ化させて、接合線探索対象画素を抽出させる前処理機能と、
当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索させ、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定させる接合線探索機能と、
当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理機能を実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択させ、選択した各ラベルに接合線を設定させる繰り返し機能と、
当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成させる接合機能
とを実現させるための画像接合プログラム。
【請求項２０】
当該前処理機能が、当該コンピュータに当該接合線探索対象画素を細線化させる機能を有することを特徴とする請求項１９に記載の画像接合プログラム。
【請求項２１】
更に、当該コンピュータに、当該接合線のジャンプ区間が所定距離以内の場合に、当該ジャンプ区間内を接続する接合線を設定させる機能を実現することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の画像接合プログラム。
【請求項２２】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で最も面積の大きなラベルであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２３】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った長さが最も長いラベルであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２４】
当該接合線探索機能が、当該所定のラベルから、当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った一方向に逐次的に所定方向に近いラベルを探索する機能と、当該接合線決定基準線に沿った一方向とは反対の方向に近いラベルを探索する機能を当該コンピュータに実現させることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の画像接合プログラム。
【請求項２５】
当該所定のラベルが、当該初期探索範囲に設定される入口点を含むラベル、及び、当該入口点に最も近い当該接合線探索対象画素のラベルの何れかであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２６】
当該繰り返し機能が、当該ジャンプ区間の検出の都度、実行されることを特徴とする請求項１９乃至２５の何れか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２７】
同じ近似度値範囲に対する当該接合線探索対象画素の各ラベルへの接合線の設定を完了した後に、当該繰り返し機能が実行されることを特徴とする請求項１９乃至２５の何れか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２８】
更に、当該記憶手段に記憶される地盤標高データと表層標高データを参照し、当該近似度算出機能の前に、当該近似度算出機能の処理対象となる当該２つのオルソ画像から建物を除外する建物除外機能を当該コンピュータに実現させることを特徴とする請求項１９乃至２７の何れか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項１】
互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データをコンピュータにより接合する方法であって、
当該コンピュータの演算手段が、当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定し、当該コンピュータの記憶手段に格納する初期探索範囲設定ステップと、
当該演算手段が、当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、当該記憶手段に格納する近似度算出ステップと、
当該演算手段が、当該近似度算出ステップで得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理ステップと、
当該演算手段が、当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索ステップと、
当該演算手段が、当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理ステップを実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択し、選択した各ラベルに接合線を設定する繰り返しステップと、
当該演算手段により、当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成する接合ステップ
とを具備することを特徴とする画像接合方法。
【請求項２】
当該前処理ステップにおいて、当該接合線探索対象画素が細線化されていることを特徴とする請求項１に記載の画像接合方法。
【請求項３】
更に、当該コンピュータの演算手段が、当該接合線のジャンプ区間が所定距離以内の場合に、当該ジャンプ区間内を接続する接合線を設定するステップを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像接合方法。
【請求項４】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で最も面積の大きなラベルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像接合方法。
【請求項５】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った長さが最も長いラベルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像接合方法。
【請求項６】
当該接合線探索ステップが、当該所定のラベルから、当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った一方向に逐次的に所定方向に近いラベルを探索するステップと、当該接合線決定基準線に沿った一方向とは反対の方向に近いラベルを探索するステップを具備することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像接合方法。
【請求項７】
当該所定のラベルが、当該初期探索範囲に設定される入口点を含むラベル、及び、当該入口点に最も近い当該接合線探索対象画素のラベルの何れかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像接合方法。
【請求項８】
当該繰り返しステップが、当該ジャンプ区間の検出の都度、実行されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像接合方法。
【請求項９】
同じ近似度値範囲に対する当該接合線探索対象画素の各ラベルへの接合線の設定を完了した後に、当該繰り返しステップを実行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像接合方法。
【請求項１０】
更に、当該演算手段が、当該記憶手段に記憶される地盤標高データと表層標高データを参照し、当該近似度算出ステップの前に、当該近似度算出ステップの処理対象となる当該２つのオルソ画像から建物を除外する建物除外ステップを具備することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像接合方法。
【請求項１１】
互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合する画像接合装置であって、
当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定する初期探索範囲設定手段と、
当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出し、記憶手段に格納する近似度算出手段と、
当該記憶手段から指定探索範囲内の当該近似度を読み出し、読み出した当該近似度が指定の近似度値範囲にある画素を抽出し、その隣接する画素毎にグループ化して、接合線探索対象画素を抽出する前処理手段と、
当該前処理手段により生成される当該接合線探索対象画素のラベルのうちで、所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索し、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定する接合線探索手段と、
当該前処理手段及び当該接合線探索手段を制御する制御手段であって、１回目には当該指定探索範囲として当該初期探索範囲を指定し、当該指定の近似度値範囲として上限値範囲を指定して、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させ、２回目以降では、設定済みの接合線のジャンプ区間を当該指定探索範囲とし、段階的に低減した近似度値範囲を当該指定の近似度値範囲として、当該前処理手段および当該接合線探索手段を実行させる制御手段と、
当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合し、合成画像データを生成する合成手段
とを具備することを特徴とする画像接合装置。
【請求項１２】
当該前処理手段は、当該接合線探索対象画素を細線化する手段を具備することを特徴とする請求項１１に記載の画像接合装置。
【請求項１３】
更に、当該接合線のジャンプ区間が所定距離以内の場合に、当該ジャンプ区間内を接続する接合線を設定する手段を具備することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像接合装置。
【請求項１４】
当該所定のラベルが、当該１回目において、当該接合線探索対象画素のラベルの内で最も面積の大きなラベルであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１５】
当該所定のラベルが、当該１回目において、当該接合線探索対象画素のラベルの内で当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った長さが最も長いラベルであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１６】
当該制御手段は、当該１回目において、当該所定のラベルから、当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った一方向に逐次的に所定方向に近いラベルを探索する処理と、当該接合線決定基準線に沿った一方向とは反対の方向に近いラベルを探索する処理を当該接合線探索手段に実行させることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の画像接合装置。
【請求項１７】
当該所定のラベルが、当該初期探索範囲に設定される入口点を含むラベル、及び、当該入口点に最も近い当該接合線探索対象画素のラベルの何れかであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１８】
当該記憶手段が地盤標高データと表層標高データを記憶し、
更に、当該近似度算出手段による近似度算出の前に、当該近似度算出手段の処理対象となる当該２つのオルソ画像から建物を除外する建物除外手段を具備することを特徴とする請求項１１乃至１７の何れか１項に記載の画像接合装置。
【請求項１９】
コンピュータに、互いに異なる方向からの撮影により得られる、少なくとも一部が重複する２つのオルソ画像データを接合させる画像接合プログラムであって、当該コンピュータに、
当該２つのオルソ画像データの重複部分に初期探索範囲を設定させ、当該コンピュータの記憶手段に格納させる初期探索範囲設定機能と、
当該初期探索範囲で当該２つのオルソ画像データの近似度を算出させ、当該記憶手段に格納させる近似度算出機能と、
当該近似度算出機能で得られる当該近似度が所定近似度値以上の近似度値範囲にある画素を抽出させ、その隣接する画素毎にグループ化させて、接合線探索対象画素を抽出させる前処理機能と、
当該接合線探索対象画素に従い、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを探索させ、当該所定のラベル及び探索した各ラベルに接合線を設定させる接合線探索機能と、
当該接合線のジャンプ区間に対し、より小さい近似度値範囲で当該前処理機能を実行させ、これで抽出される接合線探索対象画素に対して、当該接合線探索対象画素の所定のラベルから逐次的に所定方向に近いラベルを選択させ、選択した各ラベルに接合線を設定させる繰り返し機能と、
当該接合線に従い当該２つのオルソ画像データを接合して、合成画像データを生成させる接合機能
とを実現させるための画像接合プログラム。
【請求項２０】
当該前処理機能が、当該コンピュータに当該接合線探索対象画素を細線化させる機能を有することを特徴とする請求項１９に記載の画像接合プログラム。
【請求項２１】
更に、当該コンピュータに、当該接合線のジャンプ区間が所定距離以内の場合に、当該ジャンプ区間内を接続する接合線を設定させる機能を実現することを特徴とする請求項１９又は２０に記載の画像接合プログラム。
【請求項２２】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で最も面積の大きなラベルであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２３】
当該所定のラベルが、当該接合線探索対象画素のラベルの内で当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った長さが最も長いラベルであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２４】
当該接合線探索機能が、当該所定のラベルから、当該２つのオルソ画像から所定の距離に設定される接合線決定基準線に沿った一方向に逐次的に所定方向に近いラベルを探索する機能と、当該接合線決定基準線に沿った一方向とは反対の方向に近いラベルを探索する機能を当該コンピュータに実現させることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の画像接合プログラム。
【請求項２５】
当該所定のラベルが、当該初期探索範囲に設定される入口点を含むラベル、及び、当該入口点に最も近い当該接合線探索対象画素のラベルの何れかであることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２６】
当該繰り返し機能が、当該ジャンプ区間の検出の都度、実行されることを特徴とする請求項１９乃至２５の何れか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２７】
同じ近似度値範囲に対する当該接合線探索対象画素の各ラベルへの接合線の設定を完了した後に、当該繰り返し機能が実行されることを特徴とする請求項１９乃至２５の何れか１項に記載の画像接合プログラム。
【請求項２８】
更に、当該記憶手段に記憶される地盤標高データと表層標高データを参照し、当該近似度算出機能の前に、当該近似度算出機能の処理対象となる当該２つのオルソ画像から建物を除外する建物除外機能を当該コンピュータに実現させることを特徴とする請求項１９乃至２７の何れか１項に記載の画像接合プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−２７２０９３（Ｐ２０１０−２７２０９３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２５８５８（Ｐ２００９−１２５８５８）
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【出願人】（０００２１３９０９）朝日航洋株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【出願人】（０００２１３９０９）朝日航洋株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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