(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオカメラにより植物からの特定波長の反射光を輝度情報画像として撮像し、得られた画像に解析処理を施して植物の活性変動を評価するための画像を作成
する方法において、撮影時のビデオカメラへの入光量に応じたシェーディング等による出力ムラの影響を除去するために、反射率が一定の基準板に人工光源を用いて絞り量および分光放射量別に上記ビデオカメラにより撮影を行い、ビデオ映像の出力電圧値ごとのシェーディング・入光量の補正用画像を作成し、該作成した補正用画像の中心付近のＣＣＴ値を算出して、その値を補正基準値とし、上記補正用画像の各ピクセルのＣＣＴ値を上記補正基準値で除算して、上記ビデオ映像の出力電圧値ごとの補正係数画像を得、これらの補正係数画像を用いて、植物の撮影を行った際に設定した絞り量と、その中心付近のＣＣＴ値とから最も近い補正係数画像を選択して、補正を行うことを特徴とする植物活力変動の評価画像作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、植物の活力変動を評価するための画像を作成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人工衛星や航空機により広域地表面における作物や森林等の植物の植被率や活力の調査や監視が行われている。
【０００３】
しかしながら、上記人工衛星や航空機による植物調査や監視は、撮像画像の１画素当りの地上分解能が数ｍから数十ｍであるため、特定された狭い範囲における植物活力やその変動を監視するのには適さない。
【０００４】
そこで、本発明者等は、例えばゴルフ場のグリーン芝のように、特定された狭い範囲における植物の活力変動の監視、例えば、病害虫による生育状態の悪化等を早期に発見して農薬散布の位置を特定し、必要最少限の散布量で効果的に対処できるようにしたり、また、酸性雨や酸性霧による植物への影響の監視を効果的に行なうことができる技術の開発を試みた。
【０００５】
一般に、植物は太陽から放射されるエネルギー（光すなわち電磁波）を受けて生育するが、紫外線から近赤外線の波長帯における植物の反射、吸収および透過特性は、植物の表面あるいは内部の構造、含有色素の種類および量、水分の状態などに影響され、また植物の種類や生育状態により変化することが知られている。
【０００６】
太陽光（自然光）に対する植物の反射率（入射光量に対する反射光量の百分率）は、図１２から明かなように、光の波長によって異なるだけでなく、植物の活力状況によっても変化することが知られている。特に、波長が可視光領域では５４０ｎｍ（Ｇ）および６７０ｎｍ（Ｒ）付近において変化がみられ、また、８５０ｎｍ（ＩＲ）付近の近赤外領域において大きく変化することが解かる。このように、同一の植物の分光反射特性を比較した場合も、活力の高い時の植物は近赤外域で著しく高い反射率を示すが、病害虫等により活力が低下した植物の近赤外域での反射率は著しく低下し、その変化の度合いは、可視域での変化の度合いよりもはるかに大きい。
【０００７】
本発明者等は、植物の活力と特定の波長域における反射率（分光反射率）とが、上記のように相関関係を有することに着目すると共に、ビデオカメラが上記特定波長を含む可視光領域から近赤外領域までの広い感度特性を有することを利用して、ビデオカメラを植物の活力変動を監視するための撮像装置として採用し、このビデオカメラによりＩＲとＲの波長の反射光を輝度情報画像として収集し、この得られた輝度情報画像に解析を施して、最終的に植物活力の分類画像や活力変動の評価画像を作成する技術を開発した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
植物の活力変動を把握するためには、時系列的な評価を行う必要がある。そのためには、撮影時間が異なる、すなわち、分光放射量が異なるビデオ画像を正しく正規化しなければならない。そこで、野外で撮影を行う際の照明光である太陽光の変動による影響に対する正規化が必要となる。
【０００９】
野外における太陽光からの分光放射量（分光放射エネルギー量）は、太陽の高度や方位、あるいは雲量等により影響を受けて刻一刻と変化するため、上記ビデオカメラによる生のビデオ映像は、上記分光放射量の影響を受け、植物の活力を正確に反映したものとはならない。そのため、植物からの反射情報（輝度）をビデオ画像として収集し正確に評価するためには、分光放射量の変動から受けるビデオ画像レベルへの影響を除去するために、一定の基準による正規化が必要となる。
【００１０】
また、解析に必要な安定したビデオ映像（０.５Ｖ前後のビデオ映像出力）を得るためには、撮影時における芝からのＩＲ、Ｒの反射情報（輝度）に適した入光量に、レンズの絞りを調整しなければならない。しかし、刻一刻と変化する太陽光のもとで、手動で絞りを調整するのは、非常に難しい。なぜなら、刻一刻と変化する照明光（太陽光）からの分光放射量（分光エネルギー量）に対して、手動による絞りでビデオカメラへの入光量を調節するには、常時、作業員が絞りの調整を行わなければならず、現実的な方法とはいえない。また、絞りの値は２の平方根の倍数で変化するため、連続的に入光量を調整することは事実上不可能である。しかも、野外での太陽光の変化は連続的であり、手動の絞りはこの入光量変化に対応できず、絞りを自動調整する必要がある。なお、入光量を自動的に調整するためにＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路があるが、この回路は、一般的に入力値と出力値にリニアリティな関係がないため、正規化の手段としては利用できない。
【００１１】
なお、適正な絞りにより撮影した画像の持つ画像出力値の分布幅（レンジ）は広く、有効なダイナミックレンジ（検知できる最大値と最小値の幅）も広いのに対して、絞りの設定が不適なため入光量が不足した画像の場合は、画像出力値のレンジが狭くなる。すなわち、画像の持つダイナミックレンジが狭くなり適正時に比べて最大頻度の画素数が多くなる。その結果、細かな変化は捉えにくくなる。
【００１２】
また、絞りを変えレンズへの入光量を変化させると、植物からの輝度情報を一定のレベルで評価することができない。従って、絞りの調整による影響も排除する必要がある。
【００１３】
一方、入光量が不足した画像は、適正な入光量の画像と比べてシェーディングの影響も異なる。適正な入光量で撮影した画像では同時にＳ／Ｎ比も上がり、シェーディングの影響も現われにくくなる。逆に、入光量不足の画像ほどシェーディングの影響が顕著になる。すなわち、入光量が不足する画像に適正入光量で撮ったシェーディング補正用画像を用いて補正すると過補正となることが解った。従って、この影響を除去するため、撮影時の入光量に対応したシェーディングの除去を行なう必要もある。
【００１４】
上記シェーディングに影響するのは、ビデオレンズ特性、バンドパスフィルタの不均一性による濃度ムラ、また、ビデオカメラの映像信号処理系、すなわち光電変換素子面の持つ不均一性に起因する濃度ムラ、等の各種の濃度（明暗）ムラにより画像出力値が歪んでしまい、植物の活力が正確に反映されない。従って、これらのムラによる影響も併せて除去する必要がある。
【００１５】
以上のように植物からの輝度情報画像に補正や処理を行っても、そのままでは植物の活力変動を人間にわかり易い状態で表示することができない。従って、対象となる植物の健康状態（例えば、健康、病気等）に分類した上で、時系列的な評価を行うことにより、活力変動を把握し易い画像を作成することが必要となる。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ビデオカメラでとらえた植物からの反射情報（輝度）、すなわち、輝度情報画像を解析処理して植物の活力変動を正確に反映した画像を得、人間に判り易い評価画像を得ることができる植物活力変動の評価画像作成方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の植物活力変動の評価画像作成方法は、ビデオカメラにより植物からの特定波長の反射光を輝度情報画像として撮像し、得られた画像に解析処理を施して植物の活性変動を評価するための画像を作成する方法において、撮影時のビデオカメラへの入光量に応じたシェーディング等による出力ムラの影響を除去するために、反射率が一定の基準板に人工光源を用いて絞り量および分光放射量別に上記ビデオカメラにより撮影を行い、ビデオ映像の出力電圧値ごとのシェーディング・入光量の補正用画像を作成し、該作成した補正用画像の中心付近のＣＣＴ値を算出して、その値を補正基準値とし、上記補正用画像の各ピクセルのＣＣＴ値を上記補正基準値で除算して、上記ビデオ映像の出力電圧値ごとの補正係数画像を得、これらの補正係数画像を用いて、植物の撮影を行った際に設定した絞り量と、その中心付近のＣＣＴ値とから最も近い補正係数画像を選択して、補正を行うことを特徴とする。
【００２１】
なお、測定時の照明光の分光放射エネルギー量とビデオカメラのレンズの絞りを制御する電圧値との関係式を導き出し、その関係式をもとにビデオカメラで撮影したビデオ映像信号のレベルが適正になるように絞りの自動調整を行うようにしてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明方法を実施するシステムの概略図であって、１はＣＣＤビデオカメラである。ＣＣＤビデオカメラ１は、工業計測用の白黒モジュールタイプのものを２台備え、そのレンズは固定焦点である。
【００２３】
一方のＣＣＤビデオカメラ１には、８５０ｎｍを中心とする波長帯（ＩＲ）用のバンドパスフィルタを内蔵させ、他方のＣＣＤビデオカメラ１には、６７０ｎｍを中心とする波長帯（Ｒ）用のバンドパスフィルタを内蔵させてある。これらのフィルタはＣＣＤ素子の前面に装着させているが、レンズの前に配置してもよい。なお、本実施例ではＣＣＤビデオカメラにより撮像しているが、本発明はこれに限定するものではなく、撮像管を備えたビデオカメラを使用してもよい。
【００２４】
上記２台のＣＣＤビデオカメラ１、１により植物の同一植生区域（本実施例ではゴルフ場のグリーン）を並列撮影して、ＩＲのビデオ映像とＲのビデオ映像を得る。これらのビデオ映像信号（ＮＴＳＣ信号）はビジュアルコントローラ２により切り換えられて、順次、送信用パラボラアンテナ３に送られる。なお、上記実施例では２台のＣＣＤビデオカメラによりＩＲおよびＲのビデオ映像を各々得るようにしたが、本発明はこれに限定するものではなく、２種類のバンドパスフィルタを切り替えたり、プリズムにより分光することにより、１台のＣＣＤビデオカメラによりＩＲおよびＲのビデオ映像を得るようにしてもよい。
【００２５】
一方、４は、太陽の分光放射量（放射エネルギー量）のうち特定の波長帯の放射光量を計測する分光日射計であり、防水性の高いものが２台備えられている。すなわち、これらの分光日射計４には、それぞれ上記ＣＣＤビデオカメラ１に使用したバンドパスフィルタと同じＩＲ用のバンドパスフィルタおよびＲ用のバンドパスフィルタが取り付けられていて、上記ＩＲとＲのビデオ映像に対応した８５０ｎｍおよび６７０ｎｍを中心とする波長帯における分光放射量（放射エネルギー量）のデータを得る。なお、２種類のバンドパスフィルタを切り換えて用いることにより、上記２つの波長帯の放射量を１台の分光日射計４により測定してもよい。
【００２６】
図２に示すように、ＩＲ用の分光日射計４の出力電圧とＲ用の分光日射計４の出力電圧との間には、一定の関係がある。従って、上記分光日射計４はＲ用またはＩＲ用のいずれか１台とし、測定しない分光放射量は、この関係の式により求めることもできる。
【００２７】
上記分光日射計４により計測された分光放射量のデータ信号は、データロガー５により積算記録され、モデム６およびコネクションボックス７を介して上記送信用パラボラアンテナ３に送られる。
【００２８】
また、上記ビデオ映像は、分光放射量が増加した場合に、ＣＣＤビデオカメラ１の絞りを閉じなければ画像出力値が飽和してしまい、逆に、分光放射量が減少した場合に、絞りを開けなければ暗くなってしまうので、上記分光放射量の増減に合わせて絞りを自動的に設定し、その絞り量のデータ信号を上記分光放射量のデータ信号とともに送信用パラボラアンテナ３に送る。上記絞りの自動設定は、測定時の照明光の分光放射エネルギー量とレンズの絞り制御電圧値との関係を導き出し、その関係式をもとにビデオ映像信号レベルが適正になるような調整を行なう。
【００２９】
上記送信用パラボラアンテンナ３は、上記ＩＲとＲのビデオ映像のビデオ映像信号、分光放射量のデータ信号および絞り量のデータ信号を、例えば、ミリ波により発信する。送信用パラボラアンテナ３により発信されたビデオ映像信号や各データ信号は、受信用パラボラアンテナ８により受信される。なお、これらの情報信号の送受信は、必要に応じて有線により行っても良い。
【００３０】
上記のように無線あるいは有線により受信される情報信号は、画像処理装置９に取り込み、まず、アナログデータであるビデオ映像信号をデジタルデータに変換する。この際、上記ビデオ映像信号である輝度信号が０〜２５５までの２５６階調で表示されるＣＣＴ（Computer Compatible Tape）値とした画像出力値に変換される。
【００３１】
一方、上記情報信号のうち分光放射データと絞りデータをパーソナルコンピュータ１２に入力する。なお、上記情報信号（ビデオ映像信号およびデータ信号）は撮影現場あるいは受信側においてビデオテープ等の記録手段により記録しておき、必要な時に上記画像処理装置９やパーソナルコンピュータ１２に入力するようにしてもよい。
【００３２】
上記画像処理装置９に取り込まれた画像は、図３に示すように、シェーディング・入光量補正、絞り補正、分光放射補正、フィルタ・ビデオ個体差補正、位置合わせ補正、バンド間演算処理、マスク処理、平滑化処理、レベル合わせ補正等の各種の補正ならびに処理を受ける。以下、それらの補正および処理について詳細に説明する。
【００３３】
《シェーディング・入光量補正》反射率が一定（濃度一定）の基準板に人工光源を用いて絞り量および分光放射量別に上記ＣＣＤビデオカメラ１により撮影を行い、ビデオ映像の出力電圧値ごとのシェーディング・入光量の補正用画像を作成する。次に、作成した補正用画像の中心付近のＣＣＴ値を算出して、その値を補正基準値とし、上記補正用画像の各ピクセルのＣＣＴ値を上記補正基準値で除算して、上記ビデオ映像の出力電圧値ごとの補正係数画像を得る。
【００３４】
これらの補正係数画像を用いて、植物の撮影を行った際に設定した絞り量と、その中心付近のＣＣＴ値とから最も近い補正係数画像を選択し、補正を行なう。なお、この補正係数は、使用するＣＣＤビデオカメラ（レンズ、フィルタを含む）毎に算出する。
【００３５】
《絞り補正》
同一照明光下で、反射率一定のグレースケール板または白色板を各絞り値ごとに撮影し、ＣＣＴ値と絞り値との関係を求めると、図４に示すように、一定の関係にあることが解った。この関係をもとに、絞り５.６を基準絞り値として、下記のような補正係数を算出した。
0003551264.tif 000002
ただし、ＩＲＩＲ、ＲＩＲ  ：補正後の画像
ＩＲ、Ｒ          ：補正前の画像
Ｘ                ：絞り値
ＡＩＲ、ＡＲ      ：回帰式より求めた基準絞り（５.６）の画像出力値
なお、この補正係数は、使用するＣＣＤビデオカメラ（レンズ、フィルタを含む）毎に算出する。上記補正係数を用いて、異なる絞り値で撮影したＩＲ画像とＲ画像の各々を、基準絞り値で撮影した画像に正規化する。
【００３６】
《分光放射補正》
太陽光下において反射率が一定であるグレースケール板または白色板に対する、上記ＣＣＤビデオカメラ１のビデオ撮影による上記ＣＣＴ値と、上記分光日射計４による出力電圧値と、を同期させて測定すると、図５に示すように、一定の関係がある。各分光日射計の野外における出力電圧値の分布平均値（中心値）に対応するＣＣＴ値を照明基準値とし、撮影時の分光放射量を入力することにより、必要な補正係数を次のように算出する。
0003551264.tif 000003
ただし、ＩＲＲＣ、ＲＲＣ  ：補正後の画像
ＩＲ、Ｒ          ：補正前の画像
ＩＲＸ            ：ＩＲの分光日射計測定値
ＲＸ（＝ｆ(IRX)） ：Ｒの分光日射測定値またはＩＲとＲの分光日射計の出力の関係式
ＩＲＭ、ＲＭ      ：基準のＣＣＴ値
なお、この補正係数は、使用するＣＣＤビデオカメラ（レンズ、フィルタを含む）毎に算出する。上記補正係数を用いて、ＩＲ画像とＲ画像の各々を、基準放射値で撮影した画像を用いて正規化する。
【００３７】
《フィルター・ビデオ個体差補正》
本補正は、ＩＲフィルターとＲフィルターの透過率を１００％に変換したり、ＣＣＤビデオカメラ１のＣＣＤ素子の相対感度の違いなどの個体差の補正である。
まず、フィルター補正の式は、以下の通りである。この計算はＩＲ用のバンドパスフィルタとＲ用のバンドパスフィルタについて別々に行なう。
ＴＣ＝ＩＣ＊１００／Ｔ
ただし、ＴＣ：補正後の出力画像（ＩＲ画像：ＩＲＴＣ  Ｒ画像：ＲＴＣ）
Ｔ  ：フィルターの透過率（ＩＲ画像：ＩＲＴ  Ｒ画像：ＲＴ）
また、ＣＣＤビデオカメラ１の個体差の補正式は次の通りである。
ＫＣ＝ＴＣ＊（１００／ＫＳ）
ただし、ＫＣ：補正後の出力画像（ＩＲ画像：ＩＲＫＣ  Ｒ画像：ＲＫＣ）
ＫＳ：相対感度（ＩＲ画像：ＩＲＫＳ  Ｒ画像：ＲＫＳ）
【００３８】
《位置合わせ補正》
ＩＲ画像上の任意の４点の座標とＲ画像上の同一４地点の座標の差を算出して、一方の座標をその差分だけ移動させて、ＩＲ画像とＲ画像の視点の違いによる位置ズレを補正する。なお、この補正は、１台のＣＣＤビデオカメラ１で撮影した場合には省略する。
【００３９】
《バンド間演算処理》
ＩＲ画像とＲ画像を用いて、次のようなバンド間演算を施し、画像の強調を行なう。
ＢＹ＝Ｎ＊ＩＲＮＹ／ＲＮＹ
ただし、ＢＹ    ：バンド間演算後の出力画像
ＩＲＮＹ：バンド間演算前のＩＲ画像
ＲＮＹ  ：バンド間演算前のＲ画像
Ｎ      ：画像強調係数
【００４０】
《マスク処理》
グリーン芝のみの活力評価を行うために、グリーン以外が写っていた場合は、その部分のＣＣＴ値を０にするためのマスクをかける。マスク処理画像は、ＩＲ画像またはＲ画像を見ながら作成する。詳細には、画面上のグリーンの縁を、例えば、マウスカーソルでなぞってポリゴン（画）を作成し、その内部をＣＣＴ値１とし、また、外部をＣＣＴ値０として入力したマスク処理用画像を作成してＲＡＭまたは画像メモリに取り込み、上記バンド間演算後の画像にかける。
補正式は、以下の通りである。
ＭＢＹ＝ＢＹ＊ＭＳ
ただし、ＭＢＹ：マスク処理後の出力画像
ＭＳ  ：マスク処理用画像
【００４１】
《平滑化処理》
高周波のノイズ除去と滑らかな画像を得るために、マスク処理後の画像に３×３画素の平滑化フィルタをかける。なお、画素のＣＣＴ値が０の場合は、画素としてカウントしないで計算を行なう。
【００４２】
《レベル合わせ補正》
上記の分光放射補正までの正規化を行っても、補正後の画像の分布位置に約±５％（ＣＣＴ値にして約±１０カウント）の誤差が生じてしまう。時系列評価を行なう目的で、この誤差を修正するための補正方法として「レベル合わせ」を行なう。
【００４３】
ところで、病気等の原因により植物の活力が低下する場合、例えば、ゴルフ場のグリーン芝の全面の活力が１日にして一気に低下することはほとんどなく、局部的な病気が発生した後に全面に拡散していく場合が多いものと考えられる。従って、活力が低下する状況をとらえたビデオ画像の持つヒストグラムの分布ピークも徐々に下がっていくはずである。そのように考えると、ピークが徐々に下がったとしてもビデオ画像の持つヒストグラムの高出力値側に分布する「健康な」活力情報を示すエリアは１日程度の時間経過では、図６に示すように、ヒストグラム上の高出力値側で、ほぼ同一な画素数の位置に存在するはずである。
【００４４】
上記ＣＣＴ値の高出力値側には、活力の高い（すなわち健康な）植物の植生情報以外の電気ノイズ等が混入し、平滑化するだけでは除去できない場合がある。そこで、これらのノイズを除去するためと、上記健康な植物からの活力情報が分布する位置となるヒストグラムの高出力値側の基準となる有効画素数を、これまでの経験上からとライン状のノイズが１ライン入る可能性を考慮して（本システムで使用している画像処理装置９の１ラインの画素数は５１２である）、６００個以上に特定した。健康な芝の分布位置である有効画素数を特定したならば、前日と翌日の画像間のレベル合わせを、前日の有効画素数の分布位置のＣＣＴ値に対して撮影日の有効画素数の分布位置のＣＣＴ値の差の分だけ画像全体に加減演算を施すことにより、正規化の誤差を約±０.５％まで向上させることができた。従って、本レベル合わせ補正では、健康な芝が分布する位置のＣＣＴ値をレベル合わせの基準に利用するために、原則として撮影を行った画像中に健康な芝が存在することが前提となる。
【００４５】
次に、分類画像の作成方法について説明する。例えば、健康な芝から病気の芝までが持つ画像出力値のレンジ（分布幅）間で、図７に示すように、「健康」「注意」「警告」「病気」の４つの活力ランクの閾値を定め、各ランクに応じて画面の表示色を、例えば、健康は緑、注意は黄、警告は橙、病気は赤のように、色分けして疑似カラー化された分類画像を得、モニター１３に映し出す。
【００４６】
このように分類画像は、閾値により常に一定の条件で色分けしているため、客観的な評価が行える。尚、本分類画像では各ランク別の閾値を用いて変換しているため、従来行っていたような画像ごとのストレッチ（バンド間演算結果の活力変化を識別しやすいようにカラーリングしてモニターに疑似カラー表示するために、０〜２５５のレンジである程度の幅をもって収まるように調整すること）を変える必要がない。
【００４７】
本発明では、グリーン芝の活力の変動状況を表現するために、「健康」「注意」「警告」「病気」の４ランクによる分類画像を作成した。４ランクに分類するための閾値は、障害を起こした芝（ここでは、乾燥障害を起こした芝）と、健康な芝からのビデオ映像を実験（人工光源、近距離からの理想条件下）により収得し、そのデータを解析することで、以下に述べる経験的に設定する分類方法を考案した。
【００４８】
本分類方法における「健康」と「注意」を分類するための閾値は、芝活力の変動ベクトルが大きく低下しはじめる位置とした。図８の障害芝と健康芝の活力が交差した点が、この「注意」のランクにあたるものと位置づけた。すなわち、この位置までは、多少の上下変動があるものの活力変動ベクトルは下降傾向にはなく、この位置を越えて活力変動ベクトルが下がり、活力が低下傾向を持ち始めた範囲を「注意」とした。従って、その位置よりも活力が上がっていれば「健康」とした。
【００４９】
次に、「注意」と「警告」を分類するための閾値は、活力低下を始めた芝が、自然治癒あるいは活力回復処置を取れば短時間で回復する可能性のある範囲までを「注意」とした。すなわち、図９に示すように、乾燥障害により活力が低下した際に、露等による水分を与えることにより活力が一時的に回復した位置までとした。その位置を越えて、さらに低下した範囲を「警告」のランクとし、早急かつ適切な対処が必要となる。最後に、「警告」のランクの範囲で、活力変動ベクトルがさらに低下し、葉が褐色を示して枯死した範囲を「病気」とした。
【００５０】
図１０に、上記の障害芝と健康芝からの画像出力値の時系列変化と、分類のための閾値の関係を示し、また、表１に閾値と疑似カラー表示用の色設定を示す。上記の閾値は、理想条件下の実験で得られた結果であり、実際のゴルフ場のグリーン芝には、そのまま当てはめられるとは限らない。特に、本発明では先に述べたようにレベル合わせを行うために、有効画素数の位置の画像出力値に対して加減演算を施すので、閾値の絶対値をそのまま利用することはできない。
【００５１】
【表１】
0003551264.tif 000004
【００５２】
そこで、本分類方法を利用するために、以下の方法を試みた。まず、予め、本発明方法を適応するグリーンのビデオ映像と分光データを測定し、さらに、現地のグリーンキーパーの助言等を受けながら芝の活力状況を現地踏査する。それらの情報から、例えば、常に活力の低いグリーン縁のエリアの画像出力値を、上記実験で得られた閾値の「注意」とし、その出力値と「注意」の閾値との差を画像全体に加減演算することにより、実験で作成した閾値の絶対値を適応できるようにする。また、適応するグリーン芝が実験時と同種の芝で、同じＣＣＤビデオカメラにより撮影されるならば、その閾値の分布幅（位置）はそのまま利用する。
【００５３】
図１１に示すように、本分類方法を用いた実際のゴルフ場のグリーンの分類画像は、グリーン縁とホールがあった周辺が「注意」であるが、それ以外が「健康」であり、比較的状況の良いグリーンであることが面的に評価できる。なお、この評価は、グリーンキーパーの診断と一致していた。
【００５４】
次に、評価画像の作成について説明する。上記分類画像は日常管理のための画像表示方法であるが、さらに時系列的な植物の活力変化を現す評価画像を得るために、毎日定時の分類画像の差をとって、前日の分類画像の画像出力値から当日の分類画像の画像出力値を差し引いて、４を加算して算出する。算出画像出力値は、表２に示すように、７段階の活力変化度を示す疑似カラー化された評価画像を得、モニター１３に映し出す。この評価画像により、例えば、活力変動と疑似カラーが対応することで、病気等の進行や広がりの程度、農薬その他の散布による回復の程度等が画像上で面的に捉えられ、対処の有効性が一目で判る。
【００５５】
【表２】
0003551264.tif 000005
【００５６】
本発明では、撮影場所、撮影諸元（ビデオカメラ、ビデオレンズ等）が変わったり、監視を行う植物の種類や植物のおかれている環境が著しく異なる場合、上記方法によるデータ蓄積結果や、現地の管理責任者の経験にもとづいた閾値をその都度設定すれば、多方面の植物監視に応用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
反射率が一定の基準板に人工光源を用いて絞り量および分光放射量別に上記ビデオカメラにより撮影を行い、ビデオ映像の出力電圧値ごとのシェーディング・入光量の補正用画像を作成し、該作成した補正用画像の中心付近のＣＣＴ値を算出して、その値を補正基準値とし、上記補正用画像の各ピクセルのＣＣＴ値を上記補正基準値で除算して、上記ビデオ映像の出力電圧値ごとの補正係数画像を得、これらの補正係数画像を用いて、植物の撮影を行った際に設定した絞り量と、その中心付近のＣＣＴ値とから最も近い補正係数画像を選択して、補正を行うことにより、入光量別のシェーディング等による出力ムラの影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施するシステムのブロック図である。
【図２】分光日射計のＩＲとＲの出力電圧の関係を示すグラフである。
【図３】本発明方法による処理のフロー図である。
【図４】絞りと画像出力値の関係を示すグラフである。
【図５】ＲとＩＲの出力電圧値とＣＣＴ値の関係を示すグラフである。
【図６】レベル合わせの説明図である。
【図７】植物活力ランクの閾値を示す図である。
【図８】健康芝と障害芝のビデオ画像出力値の時系列変化を示すグラフである。
【図９】健康芝と障害芝のビデオ画像出力値の時系列変化を示すグラフである。
【図１０】健康芝と障害芝のビデオ画像出力値の時系列変化を示すグラフである。
【図１１】ゴルフ場のグリーン芝のレベル合わせ済画像と分類画像例を示す図である。
【図１２】活力度による植物の分光反射率の変化を示す図である。
【符号の説明】
１  ＣＣＤビデオカメラ
２  ビジュアルコントローラ
３  送信用パラボラアンテナ
４  分光日射計
５  データロガー
６  モデム
７  コネクションボックス
８  受信用パラボラアンテナ
９  画像処理装置
１０  コネクションボックス
１１  モデム
１２  パーソナルコンピュータ
１３  モニター
【図１】
0003551264.tif 000006
【図２】
0003551264.tif 000007
【図３】
0003551264.tif 000008
【図４】
0003551264.tif 000009
【図５】
0003551264.tif 000010
【図６】
0003551264.tif 000011
【図７】
0003551264.tif 000012
【図８】
0003551264.tif 000013
【図９】
0003551264.tif 000014
【図１０】
0003551264.tif 000015
【図１１】
0003551264.tif 000016
【図１２】
0003551264.tif 000017