2012 Fiscal Year Annual Research Report
光学センサ融合による高解像度ハイパースペクトル画像の生成と利用
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12J09244
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
横矢 直人 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教
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| Keywords | 光学センサ融合 / ハイパースペクトル画像 / 超解像 |
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| Research Abstract |
本研究では、空間分解能とスペクトル分解能にトレードオフがあるハイパースペクトル画像とマルチスペクトル画像から、両者の長所を併せ持つ融合データを生成する光学センサ融合手法に関する研究を行った。光学センサ融合による高解像度ハイパースペクトル画像生成の実用化を目指し、①装置関数推定手法の開発、②非線形物質・含有率分解によるデータ融合アルゴリズムの強化を行い、③地上測量用ハイパー・マルチスペクトルセンサを用いた実証実験を実施した。
①装置関数推定手法の開発
光学系の歪み関数、波長応答関数、点像分布関数を観測データから推定し、2つのセンサから得られるデータの整合性を保つための前処理技術を確立した。観測データのみから装置関数を推定することは、光学センサ融合の実用化に向けた課題であったが、本技術によりこれを解決することができる。
②データ融合アルゴリズムの強化
データ融合アルゴリズムの基盤技術となる、物質・含有率分解手法において、2次反射光を考慮した非線形モデルを導入した。準非負値行列分解を用いた非線形物質・含有率分解手法を提案し、従来手法より良い解に収束することを示した。これをデータ融合アルゴリズムに組み込むことで、融合データのスペクトル精度が向上することを確認した。
③地上測量用センサによる実証
地上測量用のハイパー・マルチスペクトルセンサを構築し、地上観測データを用いて、光学センサ融合の実証実験を行った。可視・近赤外域で、ハイパースペクトル画像の空間分解能を10倍向上させることに成功した。また、装置関数を考慮した前処理技術が、融合データのスペクトル精度に大きな影響を与えることを明らかにした。
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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
当初の計画通り、装置関数推定手法とデータ融合の強化の2つの課題に取り組み、良好な結果が得られた。また、実センサを用いた実証実験により、光学センサ融合の実用化に向けた道筋を明らかにすることができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は航空機撮影による実証実験を行い、リモートセンシングにおける光学センサ融台の石効性を検証する。また、本年度明らかになった装置関数の重要性を勘案し、光学センサ融合に最適な装置関数の設計に取り組む。
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Research Products
(4 results)
