人工衛星「ようこう」による太陽X線画像の三次元構造抽出

• Project/Area Number: 05858053
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Intelligent informatics
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 寺西 大 富山県立大学, 工学部, 助手 (50237004)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 1993: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 画像理解 / オプティカルフロー / X線望遠鏡画像 / 特徴抽出

Research Abstract

太陽観測衛生「ようこう」で得られたX線望遠鏡画像から三次元特徴を抽出するための前処理として特に輪郭抽出を取り上げ、画像の微分による輪郭強調手法を幾つか選び、太陽X線画像に適用してその有効性を比較検討した。その結果、一次微分フィルタであるPrewittオペレータによる輪郭強調が、注目しているフレアなどの輪郭を最もよく強調できることがわかった。
さらに、三次元特徴の抽出について、まず現行の標準的なオプティカルフロー検出法が、「ようこう」での撮像のような著しく制限された条件の下でどこまで有効に働くかを見極め、またその際にどのような問題点が生じるかを見いだすために、この撮像条件をもとに以下に述べる方法で計算機シミュレーションを行った。
太陽のモデルとして剛体球面を考え、平行投影によりモデル画像を得る。太陽の遅い自転を考慮して5度の自転前後の2枚のモデル画像の強度変化から、フローの滑らかさを考慮に入れた反復計算により拘束方程式を解くことでオプティカルフローを求め、フローの各成分よりモデルである球面の復元を試みた。結果として、滑らかさの度合いを大きく取ることにより、一部の箇所ではある程度正確なオプティカルフローが求まるが、画像強度変化が激しい領域の境界付近や、見かけの強度が変化しない部分において、正確なオプティカルフローが求まらず、三次元構造の復元には至らなかった。これらの問題点を克服する新しいフロー検出法、疑似フレアなどの非剛体モデルへの拡張などが今後の課題として残されている。
また、太陽X線画像処理へ向けて、関係各研究機関で太陽画像データ入出力に使用されているデータ処理ソフトウェアIDLを購入・設置し、データ交換のための通信システムの整備を行った。