幾何補正について説明します

幾何補正

GCPの取得

 幾何補正処理は、画像を地形図や地図と重ね合わせることを目的とし、画像に対する各種ゆがみを除去するために行う画像の前処理です。

 幾何補正を行うには、GCP(Ground Control Point)を設定しなければなりません。

 GCPは、画像座標と地図座標を重ね合わせるためのポイントで、できるだけ画像全体に散らばるように配することが望ましいといえます。

 幾何補正は、特定の幾何補正式を使って行います。

 幾何補正式には、2次元アフィン変換式、3次元アフィン変換式(山岳地等に適用)、2次元擬似アフィン変換式等があり、各式の係数は、取得した複数のGCPの座標値の誤差が最小となるように、最小二乗法により算出します。


2次元アフィン変換

 2次元アフィン変換式は、以下のとおりです。

【2次元アフィン変換式】

 X=a・x+b・y+c

 Y=d・x+e・y+f

 X、Y:変換後の座標

 x,y:変換前の座標

 a〜f:係数


 係数a〜fは、GCPの座標(X,Y)および座標(x,y)をもとに、最小二乗法により求めます。


2次元擬似アフィン変換

 2次元擬似アフィン変換式は、以下のとおりです。

【2次元擬似アフィン変換式】

 X=a・x・y+b・x+c・y+d

 Y=e・x・y+f・x+g・y+h

 X、Y:変換後の座標

 x,y:変換前の座標

 a〜h:係数


 係数a〜hは、GCPの座標(X,Y)および座標(x,y)をもとに、最小二乗法により求めます。


オルソ補正

 オルソ補正は、地表を真上から投影(正射投影)した画像に変換する補正です。

 オルソ補正により、姿勢の影響の除去や、地形の影響を除去することができます。

 オルソ補正の概念図を以下に示します。

ortho

 オルソ補正を行うには、数値標高モデル(DEM)のほか、カメラキャリブレーション情報(焦点距離、主点座標、指標)、GCPが必要です。