2014 Fiscal Year Research-status Report
コンパクトデジタルカメラ画像から推定の植生指標を高精度化する手法開発
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26450367
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| Research Institution | International Christian University |
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Principal Investigator |
尾崎 敬二 国際基督教大学, 教養学部, 教授 (60160834)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 情報工学 / 農業環境 / リモートセンシング / 画像情報処理 / 画像計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
デジタルカメラ出力画像の影領域のみならず、明るすぎる領域は、画像から植生指標を推定する場合に、大きい誤差を与えることを明らかにした。 デジタルカメラ画像をある種のセンサ(計測デバイス）的に利用する場合には、出力画像処理時に適正露光範囲を定める必要があることを示した。その結果、 影領域が大半である暗い画素領域で推定植生指標の異常高となる(標準植生指標の値>=0.9)領域が出現する問題の対応策として、輝度範囲制限を定め、植生指標推定から該当画素を除去する方法が有効であることを明らかにした。カメラ受光素子面への露光条件から定めた適正露光範囲を画像処理時に適用することで、より高精度な植生指標の推定結果を得ることに成功した。 画像処理時に施す適切な輝度範囲制限は、デジタルカメラ露光量換算では、0.03(lux・sec)から0.3(lux・sec)で、対応する8ビット可視画像の輝度では、72 から202 となった。画像処理時に輝度範囲を制限して推定した標準植生指標分布画像のある対象領域平均値と分光放射計から算出の植生指標値を比較し、精度の向上（両者の差はおよそ7%）を確認した。デジタルカメラをセンサ的に利用する場合の適切なガンマ値として、1.8を提案している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度研究実施計画の4項目｛影領域抽出・対応，画像画素値(DN)の適正レベル補正，NDVI推定，分光放射計・レンズフィルター装着等の準備作業｝すべてを、ほぼ計画通り進めることができた。
影領域抽出は、異常高の植生指標を除くために取り組んだ手法で、デジタルカメラ出力画像の輝度分布と植生指標の異常高の関連が見いだされたことから、輝度範囲制限の閾値を算出できた。
画像画素値の適正レベル補正は、標準グレー反射板の分光反射率がおよそ20%であり、8ビットの出力画像の画素値では118に相当することを用い、線形変換により、適正レベル補正を得ることができた。
画像画素値の適正レベル補正や輝度範囲制限などが良好な効果をもたらし、デジタルカメラ出力画像から推定の標準植生指標(NDVI)値の高精度化は前進した。分光放射計測定値から算出のNDVI値との相対誤差は従来の10～20%からおよそ7%までに向上している。
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| Strategy for Future Research Activity |
画像画素値の適正レベル補正は、標準グレー反射板を補正の基準としているが、この手法は撮影時の明るさによらず、有効であるかの確認はまだ不十分であるので検証を要する。植生指標の異常高を除く過程で見出した輝度範囲制限が、異なる機種のデジタルカメラ、特にスマートフォンやモバイル機器付属のデジタルカメラでも有効であるかを検証する。
推定植生指標の評価基準を再度確認するために、携帯分光放射照度計(MS-720)の測定照度を輝度に変換する過程をきちんと検証し、この分光放射計の校正を確認する。 簡便な1m以内の至近距離から利用可能な近接リモートセンシング機器としてのデジタルカメラの活用事例として、衛星データによる地表面の植生指標分布との比較を進める予定である。 デジタルカメラ画像と植生指標分布画像をデータベースとして蓄積・整理することを本格化する予定で、適正レベル補正や輝度範囲制限がなされない場合の推定結果との比較も、データベース化を推進する。
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| Causes of Carryover |
植生指標を推定するために必要な手法を確定して後に、デジタルカメラ画像と推定植生指標分布図などをデータベース化する方針にしたため、データベースへの入力作業開始を平成26年度後半から次年度にシフトさせたことが、主要な理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
データベースシステムのアップグレードと画像データ、衛星画像データ、および植生指標分布画像データの入力作業への謝金として使用する予定である。
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