(57)【要約】【課題】時間が経過した場合であっても圧縮率を低下させずにデータ圧縮を行うことが可能なデータ圧縮装置、及びこのデータ圧縮装置からデータ受信してデータ伸張するデータ伸張装置を提供することを目的とする。【解決手段】参照データ蓄積部２は、参照画像データを記憶装置に保持する。予測画像抽出部３は、参照画像データの少なくとも一部から新規画像データに対応する予測画像データを特定して抽出する。差分器４は、予測画像抽出部が抽出した予測画像データの値と新規画像データの値との画素間の差分をとり、データ量を減らした差分画像データを生成する。参照データ更新部６は、所定の条件を満たした場合、新規画像データの被写体の位置データに基づいて参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定し、更新対象画像データを新規画像データに置き換えることにより、参照データ蓄積部が保持する参照画像データを更新する。【選択図】図３
2008187306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
新規画像データを上記新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとともに取得して記憶装置に記憶する新規画像データ取得部と、
参照画像データと、上記参照画像データに撮像されている被写体の画素毎の位置を示す位置データとを記憶装置に保持する参照データ蓄積部と、
上記新規画像データ取得部が取得した新規画像データの被写体の位置データに基づき、上記参照画像データの少なくとも一部から上記新規画像データに対応する予測画像データを処理装置により特定して抽出する予測画像抽出部と、
上記予測画像抽出部が抽出した予測画像データの値と上記新規画像データの値との画素間の差分をとり、差分画像データを処理装置により生成する差分器と、
所定の条件を満たした場合、上記新規画像データの被写体の位置データに基づいて上記参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定し、上記更新対象画像データを上記新規画像データに置き換えることにより、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを処理装置により更新する参照データ更新部と
を備えることを特徴とするデータ圧縮装置。
【請求項２】
上記新規画像データ取得部は、新規画像データを上記新規画像データに撮像されている被写体の中心の位置情報である中心位置データとともに取得し、
上記参照データ更新部は、上記新規画像データの被写体の中心位置データが示す位置と、新規画像データのサイズとに基づき、更新対象画像データを特定する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。
【請求項３】
上記参照データ更新部は、以前に参照画像データを更新してから所定の期間経過している場合と、上記差分画像データのデータ量が所定のデータ量以上である場合と、ユーザから参照画像データを更新する指示がされた場合とのいずれかに該当する場合に上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを更新する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。
【請求項４】
上記参照データ更新部は、画像中の雲が存在する領域の面積が画像全体に占める割合が所定の割合よりも多い場合、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを更新しない
ことを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。
【請求項５】
上記新規画像データ取得部は、新規画像データとしてリモートセンシング画像を取得し、
上記参照データ更新部は、画像の投影方式の幾何学に起因する新規画像データの歪みを式１と式２とに基づき補正して補正後画像データを生成し、上記更新対象画像データを上記補正後画像データに置き換えることにより、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを更新する
ことを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮装置。
【数１】
2008187306.tif 000004
【請求項６】
参照画像データと、上記参照画像データに撮像されている被写体の画素毎の位置を示す位置データとを記憶装置に保持する参照データ蓄積部と、
新規画像データと参照画像データとの画素間の差分のデータである差分画像データを上記新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとともに取得して記憶装置に記憶する差分画像データ取得部と、
上記差分画像データ取得部が取得した新規画像データの被写体の位置データに基づき、上記参照画像データの少なくとも一部から上記新規画像データに対応する予測画像データを処理装置により特定して抽出する予測画像抽出部と、
上記予測画像抽出部が抽出した予測画像データの値と上記差分画像データの値との画素間の加算をとり、再生画像データを処理装置により生成する加算器と、
所定の条件を満たした場合、上記新規画像データの被写体の位置データに基づいて上記参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定し、上記更新対象画像データを上記再生画像データに置き換えることにより、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを処理装置により更新する参照データ更新部と
を備えることを特徴とするデータ伸張装置。
【請求項７】
データ圧縮装置とデータ伸張装置とを備えるデータ通信システムにおいて、
データ圧縮装置は、
新規画像データを上記新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとともに取得して記憶装置に記憶する新規画像データ取得部と、
参照画像データと、上記参照画像データに撮像されている被写体の画素毎の位置を示す位置データとを記憶装置に保持する圧縮装置参照データ蓄積部と、
上記新規画像データ取得部が取得した新規画像データの被写体の位置データに基づき、上記参照画像データの少なくとも一部から上記新規画像データに対応する予測画像データを処理装置により特定して抽出する圧縮装置予測画像抽出部と、
上記予測画像抽出部が抽出した予測画像データの値と上記新規画像データの値との画素間の差分をとり、差分画像データを処理装置により生成する差分器と、
上記差分器が生成した差分画像データを上記新規画像データの被写体の位置データとともに出力装置により出力する出力部と、
所定の条件を満たした場合、上記新規画像データの被写体の位置データに基づいて上記参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定し、上記更新対象画像データを上記新規画像データに置き換えることにより、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを処理装置により更新する圧縮装置参照データ更新部とを備え、
データ伸張装置は、
参照画像データと、上記参照画像データに撮像されている被写体の画素毎の位置を示す位置データとを記憶装置に保持する伸張装置参照データ蓄積部と、
上記出力部が出力した差分画像データと上記新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとを取得して記憶装置に記憶する差分画像データ取得部と、
上記差分画像データ取得部が取得した新規画像データの被写体の位置データに基づき、上記参照画像データの少なくとも一部から上記新規画像データに対応する予測画像データを処理装置により特定して抽出する伸張装置予測画像抽出部と、
上記予測画像抽出部が抽出した予測画像データの値と上記差分画像データの値との画素間の加算をとり、再生画像データを処理装置により生成する加算器と、
所定の条件を満たした場合、上記新規画像データの被写体の位置データに基づいて上記参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定し、上記更新対象画像データを上記再生画像データに置き換えることにより、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを処理装置により更新する伸張装置参照データ更新部と
を備えることを特徴とするデータ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体により取得された地上の画像データ、いわゆるリモートセンシング画像データ等のデータ圧縮技術を用いたデータ圧縮装置、及びこのデータ圧縮装置からデータ受信してデータ伸張するデータ伸張装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、装置に蓄積させた画像データを予測子とする事で、予測符号化を利用したデータ圧縮装置及びデータ伸張装置が開示されている。
【特許文献１】特許公開２００６−１１５２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
撮像する対象は時間の経過とともに変化している。しかし、特許文献１に記載された方式によるデータ圧縮では、蓄積した参照画像データを更新する手段がない。そのため、新規に撮像された画像データと参照画像データの差分が時間の経過と共に大きくなり、圧縮率が低下するという課題がある。
【０００４】
本発明は、例えば、時間が経過した場合であっても圧縮率を低下させずにデータ圧縮を行うことが可能なデータ圧縮装置、及びこのデータ圧縮装置からデータ受信してデータ伸張するデータ伸張装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るデータ圧縮装置は、新規画像データを上記新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとともに取得して記憶装置に記憶する新規画像データ取得部と、
参照画像データと、上記参照画像データに撮像されている被写体の画素毎の位置を示す位置データとを記憶装置に保持する参照データ蓄積部と、
上記新規画像データ取得部が取得した新規画像データの被写体の位置データに基づき、上記参照画像データの少なくとも一部から上記新規画像データに対応する予測画像データを処理装置により特定して抽出する予測画像抽出部と、
上記予測画像抽出部が抽出した予測画像データの値と上記新規画像データの値との画素間の差分をとり、差分画像データを処理装置により生成する差分器と、
所定の条件を満たした場合、上記新規画像データの被写体の位置データに基づいて上記参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定し、上記更新対象画像データを上記新規画像データに置き換えることにより、上記参照データ蓄積部が保持する参照画像データを処理装置により更新する参照データ更新部と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るデータ圧縮装置によれば、所定の条件を満たした場合に、参照データ更新部が参照画像データを新しい画像に更新する。そのため、新規に撮像された画像データと参照画像データの差分が時間の経過と共に大きくなることはなく、圧縮率は低下しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
実施の形態１では、画像データを圧縮するデータ圧縮装置１と、データ圧縮装置１が圧縮した画像データを伸張して再生するデータ伸張装置９とを備えるデータ通信システムの全体的な機能及び動作について説明する。
【０００８】
まず、図１、図２に基づき、実施の形態１に係るデータ圧縮装置について説明する。図１、図２は、実施の形態１に係るデータ圧縮装置１の位置付けを表す概念図である。
【０００９】
図１を用いて、実施の形態１に係るデータ圧縮装置１の位置付けの一例を説明する。
図１において、人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２は、データ圧縮装置１と、撮像器１３と、軌道・姿勢制御装置１４と、地上データ処理装置１６と通信する通信装置１５とを備える。また、地上データ処理装置１６は、データ伸張装置９と、人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２と通信する通信装置１７とを備える。
人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２と地上データ処理装置１６は、通信による信号伝送接続を行う。撮像器１３により得られ、データ圧縮装置１により圧縮される画像データと、軌道・姿勢制御装置１４により得られる位置データとは、上空にある空間航行体１２の通信装置１５により送信され、地上にある地上データ処理装置１６の通信装置１７により受信される。
【００１０】
図２を用いて、実施の形態１に係るデータ圧縮装置の位置付けの上記と異なる一例を説明する。
図２において、人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２は、撮像器１３と、軌道・姿勢制御装置１４と、地上データ処理装置１６と通信する通信装置１５を備える。また、地上データ処理装置１６は、データ圧縮装置１と、データ伸張装置９と、人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２と通信する通信装置１７とを備える。
人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２と地上データ処理装置１６は、通信による信号伝送接続を行う。撮像器１３により得られる新規画像データと、軌道・姿勢制御装置１４により得られる位置データは、上空にある空間航行体１２の通信装置１５により送信され、地上にある地上データ処理装置１６の通信装置１７により受信される。
【００１１】
次に、図３に基づき、実施の形態１に係るデータ圧縮装置１の構成を説明する。図３は、実施の形態１に係るデータ圧縮装置１の構成を示す構成図である。
図３において、データ圧縮装置１は、参照データ蓄積部２と、予測画像抽出部３と、差分器４と、符号化器５ａと、参照データ更新部６と、新規画像データ取得部７と、出力部８とを備える。ここで、新規画像データ取得部７が取得する新規画像データは、撮像器１３が地上を撮像して得られる画像データである。新規画像の位置データは、例えば、軌道・姿勢制御装置１４において、軌道データ及び姿勢データから新規画像データの中心の画素に対応した地球上の位置を予測して得られる緯度及び経度等の位置を示す情報（以下、位置データという）である。
【００１２】
新規画像データ取得部７は、新規画像データを上記新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとともに取得して記憶装置に記憶する。ここで、位置データは、例えば新規画像データに撮像されている被写体（撮像されている範囲）の中心の位置情報である中心位置データである。
【００１３】
参照データ蓄積部２は、データ圧縮時に予測子として利用される参照画像データと、上記参照画像データに撮像されている被写体の画素毎の位置を示す位置データと（以下、位置データ付き参照画像データ２０という）を記憶装置に保持する。位置データ付き参照画像データ２０は、データ圧縮装置１を搭載した人工衛星などの空間航行体１２が地球の上空を航行する以前に、別の人工衛星などの空間航行体１２から撮像された画像と撮像地点の位置データより作成されるシミュレーションデータである。
図７は、位置データ付き参照画像データ２０の構造例を示した図である。位置データ付き参照画像データ２０は、図７に示すようにヘッダ部２１、データ部２２とを備える。ヘッダ部２１には画像サイズや画素値の型、ビット数、コメント等の情報が格納される。データ部２２には、参照画像データと参照画像データの画素毎に対応した位置データがバイナリデータ等として格納される。Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）２３，２４，２５は画素値、ＬＡＴ２６、ＬＮＧ２７はそれぞれ緯度、経度の値である。このように、参照画像データは、例えばＲＧＢの３プレーンからなる。また、位置データが緯度及び経度からなる場合、位置データ付き参照画像データ２０は、各点毎にＲＧＢデータとそれに対応する緯度及び経度とが並んで格納される。
【００１４】
予測画像抽出部３は、予測符号化の予測子に利用する予測画像データを生成する。予測画像抽出部３は、新規画像データ取得部７が取得した新規画像データの被写体の位置データに基づき、参照画像データの少なくとも一部から新規画像データに対応する予測画像データを処理装置により特定して抽出する。
図８に基づき、予測画像データの生成方法について説明する。図８は、位置データ付き参照画像データ２０の切り出し方法を表す概念図である。まず、参照データ蓄積部２に蓄積されている位置データ付き参照画像データ２０を取得する。次に、図８に示すように、位置データ付き参照画像データ２０の中から、新規画像データに撮像されている被写体の中心の位置情報である中心位置データと最も近い位置データ（以下、参照画像データにおける中心位置データ２９という）を特定する。次に、参照画像データにおける中心位置データ２９を中心として、新規画像データと等しい画像サイズとなる切り出し領域２８を決定する。次に、切り出し領域２８に含まれる画像データ（ＲＧＢデータ）を抽出し、予測画像データとする。つまり、予測画像抽出部３は、新規画像データの被写体の中心位置データが示す位置と、新規画像データのサイズとに基づき、切り出し領域２８を特定する。
【００１５】
差分器４は、予測画像データと新規画像データの全画素間の差分をとり、差分画像データを生成する。つまり、差分器４は、予測画像抽出部３が抽出した予測画像データの値と上記新規画像データの値との画素間の差分をとり、差分画像データを処理装置により生成する。
【００１６】
符号化器５ａは、画像符号化の一方式であるランレングス符号化方式を利用して可変長符号化することにより、差分画像データの符号量を圧縮し、符号化された差分画像データを生成する。このランレングス符号化方式の導入により、連続する「０」または「１」に対しその連続する長さを符号化する事で総符号量を削減し、高い圧縮率のデータを得られる。
【００１７】
参照データ更新部６は、参照データ蓄積部２に蓄積されている参照データを更新する。参照データ更新部６は、所定の条件を満たした場合、新規画像データの被写体の位置データに基づいて参照画像データの少なくとも一部の画像である更新対象画像データを特定する。そして、参照データ更新部６は、更新対象画像データを新規画像データに置き換えることにより、参照データ蓄積部２が保持する参照画像データを処理装置により更新する。
図８に基づき、その更新方法について説明する。まず、参照データ蓄積部２に蓄積されている位置データ付き参照画像データ２０を取得する。図８に示すように、位置データ付き参照画像データ２０の中から、新規画像データに撮像されている被写体の中心の位置情報である中心位置データと最も近い位置データ（以下、参照画像データにおける中心位置データ２９という）を特定する。次に、参照画像データにおける中心位置データ２９を中心として、新規画像データと等しい画像サイズとなる切り出し領域２８を決定する。次に、切り出し領域２８に含まれる画像データ（更新対象画像データ，ＲＧＢデータ）を抽出し、予測画像データと置き換える。つまり、参照データ更新部６は、新規画像データの被写体の中心位置データが示す位置と、新規画像データのサイズとに基づき、切り出し領域２８を特定する。
【００１８】
出力部８は、符号化器５が生成した符号化された差分画像データを新規画像データの被写体の位置データとともに出力装置により出力する。
【００１９】
次に、図４に基づき、実施の形態１に係るデータ圧縮装置１の動作を説明する。図４は、実施の形態１に係るデータ圧縮装置１の動作を示すシーケンス図である。図４において、横方向の矢印の向きはデータの流れを表し、縦方向は時間の流れを表している。
まず、新規画像データ取得部７は、予測画像抽出部３へ取得した新規画像データの被写体の位置データを入力する。予測画像抽出部３は、参照データ蓄積部２から、位置データ付き参照画像データ２０を取り出す。取り出した位置データ付き参照画像データ２０のうち、新規画像データの被写体の位置データと同じ地球上の位置の参照画像データを予測画像データとして出力する。次に、新規画像データ取得部７は新規画像データを、予測画像抽出部３は予測画像データを、差分器４へ入力する。差分器４は、予測画像データと新規画像データの全画素間の差分を算出し、差分画像データを出力する。次に、差分器４は、符号化器５ａへ差分画像データを入力する。符号化器５ａは、ランレングス符号化方式を利用して可変長符号化することにより差分画像データの符号量を圧縮し、符号化された差分画像データを出力する。そして、出力部８は、符号化された差分画像データと新規画像データの被写体の位置データとを通信装置により地上へ送信する。
次に、新規画像データ取得部７は、参照データ更新部６へ取得した新規画像の被写体の位置データと新規画像データとを入力する。参照データ更新部６は、参照データ蓄積部２から、位置データ付き参照画像データ２０を取り出す。参照データ更新部６は、取り出した位置データ付き参照画像データ２０のうち、新規画像の被写体の位置データと同じ地球上の位置の参照画像データ（更新対象画像データ）を新規画像データで更新し、参照データ蓄積部２へ蓄積する。
【００２０】
次に、図５に基づき、データ圧縮装置１により符号化された差分画像データを復号して再生するデータ伸張装置９の構成を説明する。図５は、実施の形態１に係るデータ伸張装置９の構成を示す構成図である。図５において、データ伸張装置９は、参照データ蓄積部２’と、予測画像抽出部３’と、復号化器１０ａと、加算器１１と、参照データ更新部６’と、差分画像データ取得部７’と出力部８’とを備える。
【００２１】
差分画像データ取得部７’は、データ圧縮装置１の出力部８が出力した差分画像データと新規画像データの被写体の位置データとを取得する。つまり、差分画像データ取得部７’は、新規画像データと参照画像データとの画素間の差分のデータである差分画像データを新規画像データに撮像されている被写体の位置を示す位置データとともに取得して記憶装置に記憶する。
【００２２】
参照データ蓄積部２’は、図３における参照データ蓄積部２と同一のデータを蓄積する。
【００２３】
予測画像抽出部３’は、図３における予測画像抽出部３と同一の方法で予測画像データを生成する。つまり、予測画像抽出部３’は、差分画像データ取得部７’が取得した新規画像データの被写体の位置データが示す位置と、新規画像データのサイズとに基づき、切り出し領域２８を特定し、予測画像データを生成する。
【００２４】
参照データ更新部６’は、図３における参照データ更新部６と同じ方法で参照データを更新する。つまり、参照データ更新部６’は、差分画像データ取得部７’が取得した新規画像データの被写体の位置データが示す位置と、新規画像データのサイズとに基づき、切り出し領域２８を特定して更新対象画像データを特定する。そして、参照データ更新部６’は、更新対象画像データを再生画像データに置き換えることにより、参照データ蓄積部２が保持する参照画像データを処理装置により更新する。
【００２５】
復号化器１０ａは、ランレングス符号の復号化方式を利用して、データ圧縮装置１により符号化された差分画像データの復号を行い、復号された差分画像データを生成する。
【００２６】
加算器１１は、予測画像データと差分画像データの全画素間の加算を行い、再生画像データを生成する。つまり、加算器１１は、予測画像抽出部３’が抽出した予測画像データの値と上記差分画像データの値との画素間の加算をとり、再生画像データを処理装置により生成する。
【００２７】
出力部８’は、加算器１１が生成した再生画像データを、ＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ等の画像形式に変換して出力する。
【００２８】
図６に基づき、実施の形態１に係るデータ伸張装置９の動作を説明する。図６は、実施の形態１に係るデータ伸張装置９の動作を示すシーケンス図である。図６において、横方向の矢印の向きはデータの流れを表し、縦方向は時間の流れを表している。
まず、差分画像データ取得部７’は、新規画像の位置データと符号化された差分画像データとを通信装置により受信する。そして、差分画像データ取得部７’は、予測画像抽出部３’に、新規画像の位置データを入力する。予測画像抽出部３’は、参照データ蓄積部２’から、位置データ付き参照画像データ２０を取り出す。取り出した位置データ付き参照画像データ２０のうち、新規画像の位置データと同じ地球上の位置の参照画像データを予測画像データとして出力する。次に、差分画像データ取得部７’は、復号化器１０ａへ符号化された差分画像データを入力する。復号化器１０ａは、ランレングス符号化方式により可変長符号化された差分画像データを復号化することによりデータを伸張し、復号された差分画像データを出力する。次に、予測画像抽出部３’は予測画像データを、復号化器１０ａは復号された差分画像データを、加算器１１へ入力する。加算器１１は、予測画像データと復号された差分画像データの全画素間の加算を行い、再生画像データを出力する。そして、加算器１１は、出力部８’に、再生画像データを入力する。出力部８’は、再生画像データをＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ等の画像形式に変換して出力する。
次に、差分画像データ取得部７’は新規画像の位置データを、加算器１１は再生画像データを、参照データ更新部６’へ入力する。参照データ更新部６’は、参照データ蓄積部２’から、位置データ付き参照画像データ２０を取り出す。参照データ更新部６’は、取り出した位置データ付き参照画像データ２０のうち、新規画像の位置データと同じ地球上の位置の参照画像データ（更新対象画像データ）を再生画像データに更新し、参照データ蓄積部へ蓄積する。
【００２９】
実施の形態１に係るデータ圧縮装置１及びデータ伸張装置９によれば、参照画像データが新しいものに更新されるため、時間の経過と共に圧縮率を低下させずにデータ圧縮を行うこと、及びこのデータ圧縮装置１からデータ受信してデータ伸張することが可能である。また、符号化器５ａの符号化方式にランレングス符号化方式を用い、連続する「０」または「１」に対しその連続する長さを符号化する事で総符号量を削減し、高い圧縮率のデータを得るデータ圧縮装置の構成を提供できる効果がある。また、本実施の形態によれば、ランレングス符号化方式は圧縮方式の中では最も基本的な方式であるため、実装が容易であり、単純な計算処理で符号化できるという効果がある。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態２では、データ圧縮装置１の参照データ更新部６及びデータ伸張装置９の参照データ更新部６’について詳細に説明する。
【００３１】
特に、実施の形態２では、参照データ更新部６と参照データ更新部６’との以下の（１）（２）の機能及び動作について説明する。
（１）実施の形態１で説明したように参照データ更新部６と参照データ更新部６’とは、所定の条件を満たした場合、参照データ蓄積部２と参照データ蓄積部２’とが保持する参照画像データをそれぞれ更新する。そこで、実施の形態２では、上記所定の条件の一例について説明する。
（２）実施の形態１に係るデータ通信システムでは、参照データ蓄積部２又は参照データ蓄積部２’に蓄積されている参照画像データと取得した新規画像データとの差分が大きいほど圧縮率が低下する。つまり、参照データ蓄積部２又は参照データ蓄積部２’に蓄積されている参照画像データに、撮像時の条件などによる歪みが含まれている場合、その後の圧縮率が低下するおそれがある。そこで、実施の形態２では、上記歪みを補正する歪補正処理について説明する。
【００３２】
まず、図９に基づき、参照データ更新部６又は参照データ更新部６’の参照画像データを更新する処理である参照画像データ更新処理の全体の流れについて説明する。図９は、参照画像データ更新処理を示すフローチャートである。
初めに、更新判定処理（Ｓ１０）では、参照画像データの更新処理を実施するか否かを判定する。つまり、上述した（１）の所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件を満たすと判定した場合は、更新フラグを“１”とし、補正処理（Ｓ２０）へ進む。一方、所定の条件を満たさないと判定した場合は、更新フラグを“０”とし、処理を終了する。
次に、補正処理（Ｓ２０）では、新規画像データを補正する。つまり、上述した（２）の歪補正処理を実行する。
そして、更新処理（Ｓ３０）では、更新対象画像データを補正後の新規画像データに置き換えることにより、参照データ蓄積部２（参照データ蓄積部２’）が保持する参照画像データを更新する。
【００３３】
次に、（１）の所定の条件の一例について説明する。ここでは、所定の条件の一例として、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）と後述する（ｉｖ）とを上げる。ここでは、（ｉ）〜（ｉｉｉ）のいずれかの条件を満たし、かつ（ｉｖ）の条件を満たした場合、所定の条件を満たしたと判定し、更新処理を行う。
（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件を示す。
（ｉ）日時が更新条件を満たす場合。
（ｉｉ）圧縮率が更新条件を満たす場合。
（ｉｉｉ）使用者から更新要求がある場合。
【００３４】
まず、（ｉ）日時が更新条件を満たす場合について説明する。
ここでは、人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２から日本の地表を撮像することを考える。この場合、地表面は絶えず変化している。特に日本は人口稠密であり、なおかつ、その自然的位置と弧状列島という国土の性格を反映して、さまざまな地形の変化が各地で発生している。また世界でも稀に見る日本の活発な経済活動の全国的展開は、狭隘な国土の集約的土地利用、大規模土地改造などを促進させている。したがって、長期間参照画像データを更新しない場合、圧縮率の低下を招く恐れがある。そこで、参照画像データを例えば定期的に更新する必要がある。ここで、定期的とは、３ヶ月、半年、一年毎等である。つまり、以前に参照画像データを更新してから所定の期間経過している場合には、参照画像データを更新する。
【００３５】
次に、（ｉｉ）圧縮率が更新条件を満たす場合について説明する。
符号化された差分画像データの圧縮率が著しく低下することがある。圧縮率が著しく低下するのは、何らかの理由で新規画像データと参照画像データとの差分が大きくなっていることに起因する。つまり、圧縮率が著しく低下する場合、圧縮に使用した参照画像データが予測画像データとして相応しくないことを示唆する。したがって、圧縮率がある一定値を越えた場合、参照データを更新する必要がある。一定値とは、例えば、圧縮率が９０％以上である。ここで、圧縮率＝差分画像データ量÷新規画像データ量×１００［％］である。つまり、新規画像データのデータ量に対する差分画像データのデータ量の割合が所定の値以上である場合には、参照画像データを更新する。
【００３６】
次に、（ｉｉｉ）使用者から更新要求がある場合について説明する。
実施の形態１に係るデータ通信システムの使用者が、何らかの理由で参照画像データの更新を要求した場合、参照画像データを更新する。
【００３７】
（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件のいずれかを満たす場合には、参照画像データを更新する必要があると認められる。そこで、更新処理を実行する対象とする。
【００３８】
次に、（ｉｖ）の条件を説明する。まず、（ｉｖ）の条件を示す。
（ｉｖ）被雲率が所定の値以下である場合。
リモートセンシングで得る画像データには、雲などの障害物により地表面が見えないものも含まれている。しかし、参照画像データに保存されるデータは、基本的には雲のないものが望ましい。したがって、雲量が少ないデータが得られた場合に、それを参照画像データに用いる。雲量が少ないとは、例えば、被雲率が２０％以下である。ここで、被雲率＝画像中の雲領域の面積÷画像全体の面積×１００［％］である。つまり、画像中の雲が存在する領域の面積が画像全体に占める割合が所定の割合以上である場合、参照画像データを更新しない。
（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件のいずれかを満たす場合であっても、（ｉｖ）の条件を満たさない場合、参照画像データを更新すべきではないと認められる。そこで、更新処理を実行する対象としない。
【００３９】
例えば、所定の条件（（ｉ）〜（ｉｖ）の条件）は以下のようになる。
（ｉ）新規画像データの取得日時−参照画像データの前回更新日≧３ヶ月
（ｉｉ）圧縮率≧９０［％］
（ｉｉｉ）更新要求あり
次に、上記条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件のうち１つでも当てはまる場合、下記（ｉｖ）の条件に当てはまるかどうかを調べる。
（ｉｖ）被雲率≦２０［％］
上記（ｉｖ）の条件を満たす場合、更新実施と判断する。
【００４０】
次に、図１０に基づき更新判定処理（Ｓ１０）の流れについて説明する。図１０は、更新判定処理を示すフローチャートである。
初めに、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の条件について判定を行う。
期間判定処理（Ｓ１１）では、（ｉ）日時が更新条件を満たすか否かを判定する。圧縮率判定処理（Ｓ１２）では、（ｉｉ）圧縮率が更新条件を満たすか否かを判定する。要求判定処理（Ｓ１３）では、（ｉｉｉ）使用者から更新要求があるか否かを判定する。（Ｓ１１）、（Ｓ１２）又は（Ｓ１３）のいずれかで条件を満たしている場合、被雲率判定処理（Ｓ１４）へ進む。一方、（Ｓ１１）、（Ｓ１２）又は（Ｓ１３）のいずれの条件を満たさない場合、フラグ更新処理（Ｓ１５）へ進む。
次に、被雲率判定処理（Ｓ１４）では、被雲率が条件を満たしているか否かを判定する。（Ｓ１４）の条件を満たしている場合、フラグ更新処理（Ｓ１５）へ進む。一方、（Ｓ１４）の条件を満たしていない場合、フラグ更新処理（Ｓ１６）へ進む。
そして、フラグ更新処理（Ｓ１６）では、更新フラグを“１”とし、フラグ更新処理（Ｓ１５）では、更新フラグを“０”とする。
【００４１】
次に、（２）の歪補正処理について説明する。
人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２から日本の地表を撮像することを考える。つまり、画像データは、リモートセンシング画像である。リモートセンシングで得る画像データには、衛星の位置や姿勢の変化、センサ自身の観測データに対する幾何学的特性などに起因する幾何学的な歪が含まれている。したがって、参照画像データとして用いるためには、この歪みを補正により除去する必要がある。
画像の幾何歪みをその要因により分類すると、下記２種類がある。
（ｉ）センサの機構に起因する歪み。
（ｉｉ）画像の投影方式の幾何学的特性に起因する歪み。
【００４２】
まず、（ｉ）センサの機構に起因する歪みについて説明する。
センサの機構に起因する歪みは、一般的に系統的な歪みであり、そのパラメータはセンサの較正（キャリブレーション）などによって推定し、補正する事が可能である。
【００４３】
次に、（ｉｉ）画像の投影方式の幾何学的特性に起因する歪みについて説明する。
画像の投影方式の幾何学に起因する歪みは、センサの位置及び姿勢により、理論的に補正することが可能である。センサの位置及び姿勢は、衛星に搭載される軌道・姿勢制御装置（ＧＰＳやジャイロ、加速度計など）より得ることができる。
【００４４】
次に、図１１に基づき、（ｉｉ）画像の投影方式の幾何学に起因する歪みの補正に使用する補正式について説明する。
図１１において、画像座標系として平面座標系（ｕ，ｖ）を、対象物空間の座標系としては任意の３次元直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を考える。つまり、入力される新規画像データの座標系として平面座標系（ｕ，ｖ）を、出力される補正後の座標系として３次元直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を考える。センサの投影中心Ｏの対象物空間座標系での位置を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）とし、センサの姿勢（ω，φ，χ）は、まずｚ軸の正方向に対して左回りにχの角だけ、次にｙ軸の正方向に対して左回りにφの角だけ、さらにｘ軸の正方向に対して左回りにωの角だけ回転した状態であるとする。また、センサの投影中心Ｏから画像投影面に下ろした垂線の足ｏの画像座標系での位置を（ｕ０，ｖ０）とすると、画素ｐ（ｕ，ｖ）と地表面上の点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）との対応は、次式で与えられる。
【００４５】
【数２】
2008187306.tif 000003
【００４６】
次に、図１２に基づき、補正処理の流れについて説明する。図１２は、補正処理を示すフローチャートである。
初めに、機構パラメータ読込処理（Ｓ２１）では、センサの機構に起因する画像の歪みのパラメータを取得する。このパラメータは、センサの較正時に推定したものである。
次に、機構補正処理（Ｓ２２）では、（Ｓ２１）で読み込んだパラメータに基づき、新規画像データを補正する。
次に、位置・姿勢パラメータ読込処理（Ｓ２３）では、センサの位置及び姿勢のパラメータを取得する。このパラメータは、衛星に搭載されている軌道・姿勢制御装置１４から取得する。
次に、位置・姿勢補正式算出処理（Ｓ２４）では、上記図１１に基づき説明した歪みを補正するための補正式を決定する。
そして、位置・姿勢補正処理（Ｓ２５）では、（Ｓ２４）で算出した式により、（Ｓ２３）で読み込んだパラメータに基づき、補正後の出力画像の配列に対応するように、画像データを並べ直し、歪みを補正する。
【００４７】
次に、図１３に基づき、更新処理の流れについて説明する。図１３は、更新処理を示すフローチャートである。
初めに、参照画像取得処理（Ｓ３１）では、参照データ蓄積部２に蓄積されている位置データ付き参照画像データ２０を取得する。
次に、置換画像取得処理（Ｓ３２）では、置換対象の画像データを取得する。つまり、データ圧縮装置１においては新規画像データであり、データ伸張装置９においては再生画像データである。
次に、更新対象画像特定処理（Ｓ３３）では、更新対象画像データを特定する。更新画像データの特定方法は、実施の形態１で示した方法と同様である。
そして、データ置き換え処理（Ｓ３４）では、切り出し領域２８に含まれる画像データ（ＲＧＢデータ）を、幾何補正した新規画像データ又は再生画像データに置き換える。
【００４８】
実施の形態２に係るデータ圧縮装置１及びデータ伸張装置９によれば、所定の場合にのみ、参照データ蓄積部２が保持する参照画像データを更新する。したがって、参照画像データを更新することにより、かえって圧縮率が低下することがない。また、不必要に参照画像データ更新処理を行わないため、データ圧縮装置１及びデータ伸張装置９への処理負荷がかからない。
【００４９】
実施の形態３．
実施の形態１では、符号化器５にはランレングス符号化方式を利用する符号化器５ａを、復号化器１０にはランレングス符号の復号化方式を利用する復号化器１０ａをもって構成したが、実施の形態３では、符号化器５にはハフマン符号化方式を利用する符号化器５ｂを、復号化器１０にはハフマン符号の復号化方式を利用する復号化器１０ｂをもって構成する。
【００５０】
実施の形態３によれば、符号化器５ｂの符号化方式にハフマン符号化方式を用い、出現確率が高い符号に対して短い符号を、また出現確率が低い符号に対しては長い符号を割り当てる事で総符号量を削減し、高い圧縮率のデータを得るデータ圧縮装置の構成を提供できる効果がある。
また、実施の形態３によれば、ハフマン符号化方式は出現確率に応じて符号を割り当てるため、ランレングス符号化方式よりも計算処理を必要とするが、出現確率に応じた符号割当ができるため、一般的にランレングス符号化方式より圧縮率が優れているという効果がある。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態１では、符号化器５にはランレングス符号化方式を利用する符号化器５ａを、復号化器１０にはランレングス符号の復号化方式を利用する復号化器１０ａをもって構成したが、実施の形態４では、符号化器５には算術符号化方式を利用する符号化器５ｃを、復号化器１０には算術符号の復号化方式を利用する復号化器１０ｃをもって構成する。
【００５２】
実施の形態４によれば、符号化器５ｃの符号化方式に算術符号化方式を用い、シンボルの出現確率を計算しながら符号化テーブルを作成し符号割当てをする事で総符号量を削減し、高い圧縮率のデータを得るデータ圧縮装置の構成を提供できる効果がある。
また、実施の形態４によれば、算術符号化方式はシンボルの出現確率を計算しながら符号化テーブルを作成し符号割当をする動的な方式のため、多大な計算処理を必要とするが、画像データの空間的特徴に応じた最適な符号割当てができるため、一般的に、ランレングス符号化方式や、固定した符号化テーブルを使用するハフマン符号化方式などより圧縮率が優れているという効果がある。
【００５３】
実施の形態５．
実施の形態１では、符号化器５にはランレングス符号化方式を利用する符号化器５ａを、復号化器１０にはランレングス符号の復号化方式を利用する復号化器１０ａをもって構成したが、実施の形態５では、符号化器５には適応ビット割当て方式を利用する符号化器５ｄを、復号化器１０には適応ビット割当ての復号化方式を利用する復号化器１０ｄをもって構成する。
【００５４】
実施の形態５によれば、符号化器５ｄの符号化方式に適応ビット割当て方式を用い、帯域分割あるいは時間軸分割によってビット数を適応的に割当て符号化する事で総符号量を削減し、高い圧縮率のデータを得るデータ圧縮装置の構成を提供できる効果がある。
また、実施の形態５によれば、適応ビット割当て方式は量子化ビット数を動的に変更する方式のため、多大な計算処理を必要とするが、画像データの帯域的あるいは時間的特徴に応じた最適な符号割当てができるため、一般的に、ランレングス符号化方式や、固定した符号化テーブルを使用するハフマン符号化方式などより圧縮率が優れているという効果がある。
【００５５】
次に、図１４に基づき、上記実施の形態に係るデータ圧縮装置１及びデータ伸張装置９のハードウェア構成について説明する。図１４は、実施の形態に係るデータ圧縮装置１及びデータ伸張装置９のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１４において、データ圧縮装置１及びデータ伸張装置９は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、キーボード９０２、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。データ圧縮装置１及びデータ伸張装置９は、さらに、ＬＣＤ９０１等を備えていても構わない。
【００５６】
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２などは、入力装置の一例である。
【００５７】
通信ボード９１５は、通信装置及び出力装置の一例である。
磁気ディスク装置９２０又はＲＯＭ９１３などには、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００５８】
上記プログラム群９２３には、上記で説明した実施の形態においてデータ圧縮装置１及びデータ伸張装置９の各機能を実行するプログラムがそれぞれ記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、上記で説明した実施の形態において、「〜データ」、「〜判定」として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「ファイル」や「データベース」の各項目として記憶されている。「ファイル」や「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、上記で説明した実施の形態において、処理フロー及びフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、コンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００５９】
また、上記で説明した実施の形態において「〜部」、「〜器」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」、「〜器」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、上記で説明した実施の形態において「〜部」、「〜器」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、上記で説明した実施の形態において「〜部」、「〜器」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施の形態１におけるデータ圧縮装置１の位置付けの一例を表す概念図。
【図２】実施の形態１におけるデータ圧縮装置１の位置付けの一例を表す概念図。
【図３】実施の形態１におけるデータ圧縮装置１の構成を示した構成図。
【図４】実施の形態１におけるデータ圧縮装置１の動作を示したシーケンス図。
【図５】データ圧縮装置１において圧縮された画像データの再現に利用するデータ伸張装置９の構成を示した構成図。
【図６】データ圧縮装置１において圧縮された画像データの再現に利用するデータ伸張装置９の動作を示したシーケンス図。
【図７】実施の形態１における位置データ付き参照画像データ２０の構造を示した図。
【図８】実施の形態１における位置データ付き参照画像データ２０の切り取りを表す概念図。
【図９】参照画像データ更新処理を示すフローチャート。
【図１０】更新判定処理を示すフローチャート。
【図１１】画像の投影方式の幾何学に起因する歪みの補正に使用する補正式の説明図。
【図１２】補正処理を示すフローチャート。
【図１３】更新処理を示すフローチャート。
【図１４】実施の形態に係るデータ圧縮装置１及びデータ伸張装置９のハードウェア構成の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６１】
１  データ圧縮装置、２  参照データ蓄積部（圧縮装置側）、２’  参照データ蓄積部（伸張装置側）、３  予測画像抽出部（圧縮装置側）、３’  予測画像抽出部（伸張装置側）、４  差分器、５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）  符号化器、６  参照データ更新部（圧縮装置側）、６’  参照データ更新部（伸張装置側）、７  新規画像データ取得部、７’  差分画像データ取得部、８  出力部（圧縮装置側）、８’  出力部（伸張装置側）、９  データ伸張装置、１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）  復号化器、１１  加算器、１２  人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体、１３  撮像器、１４  軌道・姿勢制御装置、１５  地上データ処理装置との通信装置、１６  地上データ処理装置、１７  人工衛星など地球の上空を航行する空間航行体１２との通信装置、２０  位置データ付き参照画像データ、２１  ヘッダ部、２２  データ部、２３  赤色成分の値、２４  緑色成分の値、２５  青色成分の値、２６  緯度の値、２７  経度の値、２８  切り取り領域、２９  中心位置データ。
【図１】
2008187306.tif 000005
【図２】
2008187306.tif 000006
【図３】
2008187306.tif 000007
【図４】
2008187306.tif 000008
【図５】
2008187306.tif 000009
【図６】
2008187306.tif 000010
【図７】
2008187306.tif 000011
【図８】
2008187306.tif 000012
【図９】
2008187306.tif 000013
【図１０】
2008187306.tif 000014
【図１１】
2008187306.tif 000015
【図１２】
2008187306.tif 000016
【図１３】
2008187306.tif 000017
【図１４】
2008187306.tif 000018