（一社）日本リモートセンシング学会 第５５回（平成２５年度 秋季）学術講演会
平成２５年１１月２１日（木） 於；日本大学 工学部 50周年記念館

多偏波ＳＡＲ画像判読における錯視誘発・画像特徴合成動画の有用性
小島尚人1)・○植原光俊2)・ 重岡匠2)4)青木智広
青智広3) ・小栗直宏直宏4) ・小島賢也
島１）東京理科大学 理工学部土木工学科
２）東京理科大学大学院 理工学研究科
３）東京理科大学 理工学部 土木工学科
４）株式会社イメージワン

研究の背景
光学センサデータの画像特徴判読支援策として、筆者らは錯視誘発画像特徴合成動画を提案し、その有用性を示したが、ＳＡＲ画像に対する適用効果については未検討。

元画像（SAR画像）

合成
錯視誘発画像特徴合成動画
元画像の画質を維持しつつ、画像特徴の強調可能

画像特徴強調画像（画像特徴：平均）＜研究目的＞
ＳＡＲ画像に対して錯視誘発画像特徴合成を作成した場合の画像特徴合成強調効果の有無について検討。
RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2012)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

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本研究で使用するクレーター錯視

影から凹凸を判断

出っ張って見える2

へこんで見える

擬似回転錯視：凹凸強調効果
残像錯視：鮮鋭化効果

錯視誘発画像特徴合成画像作成アルゴリズム－ 光学センサデータに基づくカラー合成画像を元画像とする場合－
錯視誘発画像特徴合成動画の例 http://www.rs.noda.tus.ac.jp/estlab/movie/index.htm

STEP1：合成元画像と合成対象画像の設定

フィルタ
処理後画像

合成対象画像単バンド
画像
テクスチャ、エッジ抽出
テクスチャ、エッジ強調
画像

STEP2：エンボス画像の作成 STEP3：画像特徴合成画像（カラー静止画）の作成

エンボスフィルタ

θ = 90°θ = 0°
θ = 45°
θ = 90°θ = 135°
θ = 180°
θ = 225°
θ = 270°
θ = 315°

θ = 0°°
θ = 45°
θ = 90°

任意合成
光の照射方向の定義（例：90度）

STEP4：画像特徴合成動画の作成

θ = 135°

連続表示θ = 180°
θ = 225°

画像特徴合成動画
擬似回転錯視誘発

R画像
合成元画像
RGBカラー画像θ = 270°

RGB分解

G画像
θ = 315°
B画像＊ＳＡＲ画像から錯視誘発画像特徴合成強調動画を作成する場合
ＳＴＥＰ１：合成元・偏波画像そのものに対して各種画像特徴を計算
ＳＴＥＰ２：これを合成元・偏波画像に合成して「錯視誘発画像特徴合成強調動画」を作成

3

検討ケース：ＳＡＲ画像に対する錯視誘発画像特徴合成動画

ＨＨ、ＨＶ、ＶＶ偏波画像：３種類

×
画像特徴：１４種類

錯視誘発画像特徴合成動画
計：４２種類

合成元画像：富士山周辺SAR画像
例：HV偏波画像 RADARSAT‐2Standardモード（25m/pixel）
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合成対象画像：各種テクスチャ、エッジ特徴強調画像（ ） ネルギ（ａ）エネルギー（ｂ） ント ピ（ｂ）エントロピー（ ） ントラ ト（ｃ）コントラスト（ ）ソ ベル水平強調（ｄ）ソ ベル垂直強調 （ｅ）ソーベル水平強調（ｄ）ソーベル垂直強調（ｆ）データレンジ（ｇ）ラプラシアン４方向（ｈ）ラプラシアン８方向 （ｉ）画像判読支援動画（ｊ）尖度

画像特徴：１４種類（ｋ）鮮鋭化ラプラシアン（ｌ）分散（ｍ）平均（ｎ）歪度

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4合成対象画像:分散画像に対する錯視誘発処理例

エンボス処理：画像特徴そのものを凹凸強調！
擬似回転錯視誘発へ
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315度

0度

45度

例：画像特徴・分散に対して…

270度

225度

エンボス画像
光の照射方向：8方向

180度

90度

135度

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5315度
度

0度
度

45度度

例：画像特徴・分散に対して…

270度

225度

エンボス画像
光の照射方向：8方向

180度

90度

135度

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画像特徴合成処理
エンボス画像

合成元画像

カラー合成

画像特徴合成画像（静止画）
元画像の色調を保持しつつ画像特徴を強調！

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6画像特徴合成画像（静止画）の連続表示 → 動画化：錯視誘発画像特徴合成動画

315度

45度

0度
画像特徴合成画像（静止画）
光の照射方向：8方向

270度

動画化
残像錯視＆擬似回転錯視誘発

90度

225度

180度

135度

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画像特徴合成動画
残像錯視効果：画像全体の鮮鋭化像 体 鮮鋭擬似回転錯視：凹凸強調

錯視誘発画像特徴合成動画 合成画像特徴：分散
RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2012)
HV偏波 RADARSAT‐2‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

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元画像と画像特徴合成動画の比較

富士山周辺 2012.9.20
HV偏波 元画像 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：歪度

RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2012)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

元画像と画像特徴合成動画の比較

富士山周辺 2012.9.20
HV偏波 元画像 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：ラプラシアン４方向

RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2012)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

8元画像と画像特徴合成動画の比較

富士山周辺 2012.9.20
HV偏波 元画像 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：鮮鋭化ラプラシアン

RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2012)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

元画像と画像特徴合成動画の比較

富士山周辺 2012.9.20
HV偏波 元画像 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2012)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

9画像情報量の比較：動画エントロピー

注）画像特徴合成動画：Feature Composite moving image inducing visual illusion（ＦＣ動画）

岩手・宮城内陸

元画像 HV偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２
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錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均10清水地区

元画像 HV偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2010)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均

北海道北部 海氷

元画像 HH偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２
RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2010)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均11北海道北部 海氷

元画像 HH偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２
RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2009)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均農用地

元画像 HH偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２
RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2009)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均12石油流出

元画像 HH偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2009)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

ダム湖

元画像 HH偏波 ＲＡＤＡＲＳＡＴ－２
RADARSAT‐2 Data and Products c MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd.(2009)‐ All Rights Reserved. RADARSAT is an official trademark of the Canadian Space Agency.

錯視誘発画像特徴合成動画
合成画像特徴：平均13まとめ
本研究は、SAR偏波画像の画像特徴強調・判読支援を目的として、画像特徴合成動画（ Feature Composite moving image inducing visual illusion ：FC動画）の適用効果の有無について検討した。検討結果は、以下の３項目にまとめられる。
①HH、HV、VH、VV偏波画像に対してFC動画を作成・比した。検討の結果、１３種類全ての画像特徴について、擬似回転錯視＆残像錯視効果が誘発され、画像特徴の強調・画像特徴に擬似回転錯視 残像錯視効果が誘発され 画像特徴 強調鮮鋭化効果が確認された。
特に「平均特徴」を合成したFC動画上では、スペックノイズの低減効果もあり、画像特徴を強調・判読する際には「平均特徴」の合成が推奨できる。
②FC画像の画像エントロピーを計算し、画像情報量を比較した結果、合成対象となる画像特徴量の違いによって情報量が異なることが確認できた。
これにより、画像特徴の違いがFC画像上に反映されることが定量的に裏付けられ、偏波画像別にFC動画を作成・利用できることが示された。
③さらに、FC動画上では、レイオーバー、フォアショートニングに伴う線構造やエッジ情報を強調・鮮鋭化できることが確認された。FC動画を用いれば、光学センサデータからでは得られないSAR画像特徴の強調・鮮鋭化効果が得られる。

今後の課題①錯視誘発画像特徴合成動画に対する視認性定量評価（視認性評価図の作成）②複数画像特徴合成効果の検討③データセット整備、発信・提供システムの構築

PALSAR-2（ALOS-2衛星）、航空機Pi-SAR-2等、多偏波・多周波SAR観測に期待が寄せられている。
SARデータのみならず、画像特徴強調・判読支援策問題は、データ利用・普及面につながる重要課題の一つとなる。
本検討内容がこの方面の研究展開の一助にでもなれば幸いである。

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