JP4452793B2 - Illegal dumping point detection device, method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、廃棄物の不法投棄された場所を探索するための不法投棄箇所検知装置、方法、およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to an illegal dumping point detection device, method, and program for searching for an illegal dumping place of waste.
廃棄物の不法投棄は重篤な環境汚染を引き起こし、この被害を抑えるためには投棄箇所を早期に発見することが重要である。従来の廃棄物の不法投棄箇所の検知方法は近隣住民の通報や監視員のパトロールといった人手に依るものであるため、多くの労力が必要であるとともに、不法投棄箇所を探索することができる範囲にも限界がある。しかも、通常不法投棄が行われる場所は、普段人目につきづらい所であることが多い。 The illegal dumping of waste causes serious environmental pollution, and it is important to detect the dumping site early in order to suppress this damage. Conventional methods of detecting illegal dumping places of waste depend on human resources such as notification of neighboring residents and patrols of observers. There is a limit. Moreover, the place where illegal dumping is usually performed is often a place where it is usually difficult to see.
こうした理由から、廃棄物等の不法投棄箇所は発見が困難である。このような理由から、不法投棄箇所の効果的な発見のため、広域な対象範囲を網羅的に探索する方法が必要とされている。 For these reasons, it is difficult to find illegal dumping places such as waste. For these reasons, a method for exhaustively searching a wide target range is required for effective discovery of illegal dumping locations.
また、従来の技術による画像を撮影して監視する不法投棄監視システムは、要注意箇所もしくは既に不法投棄が起きた場所において地上にカメラを設置し、状況を監視するものである。このため、新たな不法投棄場所を発見するという目的に対しては効果的ではない。 In addition, an illegal dumping monitoring system that captures and monitors images according to a conventional technique is to monitor a situation by installing a camera on the ground at a point requiring caution or where illegal dumping has already occurred. For this reason, it is not effective for the purpose of finding a new illegal dumping place.
なお、従来の技術として、特許文献1、特許文献2および特許文献3に記載されるものが知られている。特許文献1と、特許文献2の技術は特定の場所において廃棄物の不法投棄を監視するためのものであり、上述の新たな不法投棄箇所の発見については有効ではない。また、特許文献3に記載の技術は廃棄物などの不法投棄の巡回監視を補助するための技術であり、上述の新たな不法投棄箇所を発見する目的に対しては有効ではない。
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、廃棄物などが投棄された場所を探し出し、検知することができる不法投棄箇所検知装置、方法、およびプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an illegal dumping point detection device, method, and program capable of finding and detecting a place where waste or the like has been dumped. is there.
この発明は前述の課題を解決するためになされたもので、請求項1の発明は、上空から撮影した画像データを、隣接するピクセルの輝度または領域の平均輝度との差が所定以内であるピクセルを統合して生成した同質の領域に分割する分割処理手段と、前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の前記領域について、植生の豊かさを表す指標である植生指数を、所定のバンドの輝度に基づきピクセル毎に算出してその平均値を求め、前記植生指数の平均値が低い領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生判定手段と、前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の領域の輝度の平均値を求め、前記輝度の平均値が所定の範囲内の領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす輝度判定手段と、前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の領域の複数のバンドの輝度に関する分散値を求め、1つ以上の分散値が所定の第1の閾値を超えるか、全ての分散値が所定の第2の閾値未満の領域を不法投棄箇所の候補の対象外とする輝度分散値判定手段と、前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の各領域の植生指数の分散値を求め、前記植生指数の分散値が所定の閾値以下である領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生分散値判定手段と、前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の領域の面積を求め、前記面積が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす総面積判定手段とを具備し、前記植生判定手段、前記輝度判定手段、前記輝度分散値判定手段、前記植生分散値判定手段、および、前記総面積判定手段によって不法投棄箇所の候補とみなされた前記画像データ中の領域を表示部に表示することを特徴とする不法投棄箇所検知装置である。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 is directed to a pixel in which the difference between the brightness of adjacent pixels or the average brightness of a region within image data taken from the sky is within a predetermined range. a division processing means for dividing the homogeneous region generated by integrating, on the basis of the processing result of the segmentation processing unit, for the area in the image data, the vegetation index is an index representing the richness of vegetation, Based on the brightness of a predetermined band, the average value is calculated for each pixel, and the vegetation determination means that considers only the region where the average value of the vegetation index is low as a candidate for illegal dumping location, and the processing result of the division processing means Originally, a luminance determination unit that obtains an average luminance value of the region in the image data, and considers only a region where the average luminance value is within a predetermined range as a candidate for illegal dumping location, and a processing result of the division processing unit Based on the calculated variance value regarding the luminance of the plurality of bands of area in the image data, less than 1 or more or variance value exceeds a predetermined first threshold value, the second all the distributed value is a predetermined threshold value Based on the result of processing by the luminance dispersion value determination means and the division processing means for excluding the area of illegal dumping location as candidates , the dispersion value of the vegetation index of each area in the image data is obtained, and the vegetation index Based on the processing result of the vegetation variance value determination means, which considers only the area where the variance value is equal to or less than a predetermined threshold as an illegal dumping location candidate, the area of the area in the image data is obtained, A total area determining unit that considers only a region having an area within a predetermined range as a candidate for illegal dumping location, the vegetation determining unit, the luminance determining unit, the luminance variance value determining unit, and the vegetation variance value determining unit And the total area judgment hand By a dumping position detecting device, characterized in that the display unit areas in the image data that are considered as candidates for illegal dumping places.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の不法投棄箇所検知装置であって、前記分割処理手段による処理の前に、前記画像データの輝度の補正と、大気補正と、幾何補正とを行う補正処理手段をさらに具備することを特徴とするものである。 The invention according to claim 2 is the illegal dumping location detection device according to claim 1, wherein before the processing by the division processing means, correction of brightness of the image data, atmospheric correction, geometric correction, The image processing apparatus further includes correction processing means for performing the above.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の不法投棄箇所検知装置であって、前記輝度分散値判定手段は輝度の分散値を可視の赤バンドと、可視の緑バンドと、可視の青バンドと、近赤外バンドとから計算することを特徴とするものである。 The invention according to claim 3 is the illegal dumping location detecting device according to claim 1 or 2, wherein the luminance dispersion value determining means determines the luminance dispersion value to be a visible red band and a visible green band. And a visible blue band and a near-infrared band.
請求項4に記載の発明は、不法投棄箇所検知装置に用いられる不法投棄箇所検知方法であって、前記不法投棄箇所検知装置が、上空から撮影した画像データを、隣接するピクセルの輝度または領域の平均輝度との差が所定以内であるピクセルを統合して生成した同質の領域に分割する分割処理過程と、前記画像データ中の前記領域について、植生の豊かさを表す指標である植生指数を、所定のバンドの輝度に基づきピクセル毎に算出してその平均値を求め、前記植生指数の平均値が低い領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生判定過程と、前記画像データ中の領域の輝度の平均値を求め、前記輝度の平均値が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす輝度判定過程と、前記画像データ中の領域の複数のバンドの輝度の分散値を求め、1つ以上の分散値が所定の第1の閾値を超えるか、全ての分散値が所定の第2の閾値未満の領域を不法投棄箇所の候補の対象外とする輝度分散値判定過程と、前記画像データ中の各領域の植生指数の分散値を求め、前記植生指数の分散値が所定の閾値以下である領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生分散値判定過程と、前記画像データ中の領域の面積を求め、前記面積が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす総面積判定過程と、前記植生判定過程、前記輝度判定過程、前記輝度分散値判定過程、前記植生分散値判定過程、および、前記総面積判定過程において不法投棄箇所の候補とみなされた領域を表示部に表示する表示過程と、を有することを特徴とする不法投棄箇所検知方法である。 The invention according to claim 4 is an illegal dumping spot detection method used in an illegal dumping spot detection device, wherein the illegal dumping spot detection device uses image data captured from above to obtain the brightness or area of an adjacent pixel. a dividing process in which the difference between the average luminance is divided into regions of homogeneous generated by integrating a pixel within a predetermined, for the area in the image data, the vegetation index is an index representing the richness of vegetation, the average value determined by calculating for each pixel based on the luminance of a predetermined band, only the area average value is low of the vegetation index and candidate consider as vegetation determination process of illegal dumping places, in the area in the image data the average value of the luminance, the average value of the luminance only in the region within a predetermined range and the candidate consider as brightness determination process of illegal dumping places, min brightness of a plurality of bands of area in the image data Calculated values, one or more of the variance value exceeds a predetermined first threshold value, luminance dispersion value determined to exclude the candidate of all the dispersion value dumping places the region less than a predetermined second threshold and process, obtains the dispersion value of the vegetation index of each region in the image data, only a candidate consider as vegetation variance value determination process of the dumping location area is variance of the vegetation index is below a predetermined threshold value, wherein measuring the area of a region in the image data, the area of the candidate consider as the total area determination process of dumping places only a region within a predetermined range, the vegetation determination process, the luminance determination process, the luminance dispersion An illegal dumping point detection comprising: a value determination process; a vegetation dispersion value determination process; and a display process for displaying a region regarded as an illegal dumping point candidate in the total area determination process on a display unit. Is the method.
請求項5に記載の発明は、不法投棄箇所検知装置のコンピュータに、上空から撮影した画像データを、隣接するピクセルの輝度または領域の平均輝度との差が所定以内であるピクセルを統合して生成した同質の領域に分割する分割処理ステップと、前記画像データ中の前記領域について、植生の豊かさを表す指標である植生指数を、所定のバンドの輝度に基づきピクセル毎に算出してその平均値を求め、前記植生指数の平均値が低い領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生判定ステップと、前記画像データ中の領域の輝度の平均値を求め、前記輝度の平均値が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす輝度判定ステップと、前記画像データ中の領域の複数のバンドの輝度の分散値を求め、1つ以上の分散値が所定の第1の閾値を超えるか、全ての分散値が所定の第2の閾値未満の領域を不法投棄箇所の候補の対象外とする輝度分散値ステップと、前記画像データ中の各領域の植生指数の分散値を求め、前記植生指数の分散値が所定の閾値以下である領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生分散値判定ステップと、前記画像データ中の領域の面積を求め、前記面積が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす総面積判定ステップと、前記植生判定ステップ、前記輝度判定ステップ、前記輝度分散値判定ステップ、前記植生分散値判定ステップ、および、前記総面積判定ステップにおいて不法投棄箇所の候補とみなされた領域を表示部に表示する表示ステップとを実行させるためのプログラムである。 The invention according to claim 5 generates image data photographed from above in the computer of the illegal dumping point detection apparatus by integrating pixels whose difference from the luminance of adjacent pixels or the average luminance of the region is within a predetermined range. a dividing processing step of dividing the homogeneous regions, for the area in the image data, the average value of the vegetation index is an index representing the richness of vegetation, is calculated for each pixel based on the luminance of a predetermined band A vegetation determination step in which only a region where the average value of the vegetation index is low is regarded as a candidate for illegal dumping location, an average value of luminance of the region in the image data is determined, and the average value of luminance is within a predetermined range A luminance determination step that considers only a region in the image data as a candidate for illegal dumping location, obtains a variance value of the luminance of a plurality of bands in the region in the image data, and one or more variance values are predetermined first A luminance dispersion value step that excludes regions where all variance values are less than a predetermined second threshold value as candidates for illegal dumping locations, and variance values of the vegetation index of each region in the image data A vegetation dispersion value determination step in which only a region where the variance value of the vegetation index is equal to or less than a predetermined threshold is regarded as a candidate for illegal dumping location, an area of the region in the image data is obtained, and the area is in a predetermined range A total area determining step that considers only a region within the area as a candidate for illegal dumping location, the vegetation determining step, the luminance determining step, the luminance variance value determining step, the vegetation variance value determining step, and the total area determining step Is a program for executing a display step of displaying an area regarded as a candidate for an illegal dumping location on the display unit.
請求項1、請求項4、または請求項5の発明によれば、人工衛星などが撮影する上空からの画像データを元に広範な範囲における廃棄物の不法投棄箇所の検知を行うことができる効果がある。また、領域の輝度(明るさや色)、領域の乱雑さ、領域の形状や面積、人工物との隣接の程度など、従来は人間が経験などに基づいて蓄積、利用していたノウハウをルール化したことにより、一層効果的に不法投棄箇所を発見することができる効果がある。 According to the invention of claim 1, claim 4, or claim 5, it is possible to detect illegal dumping places of waste in a wide range based on image data from the sky taken by an artificial satellite or the like. There is. In addition, the know-how that has been accumulated and used by humans based on experience, such as the brightness of the area (brightness and color), the disorder of the area, the shape and area of the area, and the degree of proximity to artifacts, has been ruled. As a result, there is an effect that an illegal dumping location can be found more effectively.
請求項2の発明によれば、人工衛星などが撮影した画像データを使用する場合に、画像データが大気や人工衛星自身による補正の影響を受けていても、これを修正し、廃棄物などの不法投棄が行われた可能性のある箇所の発見を行うことができる効果がある。 According to the invention of claim 2, when using image data taken by an artificial satellite or the like, even if the image data is affected by correction by the atmosphere or the artificial satellite itself, There is an effect that it is possible to find a place where illegal dumping may have occurred.
請求項3の発明によれば、可視のバンドに加えて近赤外バンドも計算の対象とすることにより、一層確実に不法投棄が行われた可能性のある箇所の発見を行うことができる効果がある。 According to the invention of claim 3, the near infrared band in addition to the visible band is also subject to calculation, and thereby the effect of being able to find a place where illegal dumping may have been performed more reliably. There is.
まず、本実施の形態における基本的な考え方を説明する。本実施の形態においては、コンピュータのユーザが、人工衛星等が上空から地上を撮影した画像データをコンピュータに解析させることにより、産業廃棄物などの投棄箇所を検知する。 First, the basic concept in the present embodiment will be described. In the present embodiment, a computer user detects a dumping location such as industrial waste by causing a computer to analyze image data obtained by imaging an artificial satellite or the like from the sky.
この解析処理において、コンピュータは[表1]に表されるルールに基づいて処理を行う。このルールは例えば、画像データ上の細長い領域は道路とみなして不法投棄箇所ではないと判断する、あるいは、植生指数のばらつきが大きな領域は不法投棄箇所ではないと判断するなどである。こうしたルールは人間が目視で画像を見て不法投棄箇所を検知する際のノウハウにあたるものである。 In this analysis processing, the computer performs processing based on the rules shown in [Table 1]. For example, this rule is that a long and narrow area on the image data is regarded as a road and is determined not to be an illegal dumping place, or an area having a large variation in the vegetation index is determined not to be an illegal dumping place. These rules correspond to know-how when humans visually detect images and detect illegal dumping points.
図2は本実施の形態におけるコンピュータ100の構成を表している。このコンピュータ100は記憶領域に、人工衛星が撮影した地上の画像である画像データCを予め格納する。この画像データCは可視領域を含むマルチスペクトルの画像データであり、地上からの反射に含まれる可視の赤バンドであるR(Red)バンドと、可視の緑バンドであるG(Green)バンドと、可視の青バンドであるB(Blue)バンドと、近赤外バンドであるIr(Infrared)バンドとの情報を含む。
FIG. 2 shows the configuration of the
制御部101はコンピュータ100の制御機能であり、詳細は後述する。補正処理部102は画像データCを解析可能な状態に補正して処理済画像データCを得る。分割処理部103は処理済画像データCの中の森林や工場など同質の領域を識別して領域分けを行い、領域に関する情報である領域情報を生成する。植生判定部104は処理済画像データCの中の各領域の植生を判定し、植生がある場合には当該領域を以降の処理の対象外として領域情報に設定する。輝度判定部105は処理済画像データCの中の雲や水域に該当する領域を以降の処理の対象外として領域情報に設定する。輝度分散値判定部107は処理済画像データCの中の各領域の輝度の分散をもとに各領域が住宅地や農地等であるか否かを判定し、住宅地や農地等に該当する場合には当該領域を以降の処理の対象外として領域情報に設定する。
The
植生分散値判定部106は処理済画像データCの中の各領域の植生の分散をもとに各領域が人為的植生域であるか否かを判定し、人為的植生域に該当する場合には当該領域を以降の処理の対象外として領域情報に設定する。総面積判定部108は処理済画像データCの中の各領域の面積が極端に大きいか、あるいは小さい場合には以降の処理の対象外として領域情報に設定する。形状判定部109は処理済画像データCの中の各領域の形状をもとに各領域が道路や畦道等であるか否かを判定し、該当する場合には以降の処理の対象外として領域情報に設定する。周辺領域識別部110は処理済画像データCの中の各領域の周辺領域が人工物であるか否かを判定し、該当する場合には不法投棄箇所ではないものとして領域情報に設定する。
The vegetation dispersion
次に、本実施の形態における処理の流れについて、図1を参照しながら説明する。いま、コンピュータ100のユーザはコンピュータ100の操作部に画像データCの指定を入力し、不法投棄が行われた可能性のある場所の表示をコンピュータ100に指示する。
コンピュータ100の制御部101はコンピュータ100の操作部を経由してユーザの指示を受け、補正処理部102に画像データCを指定してこれらの画像データを分析可能な状態にすることを要求する。
Next, the flow of processing in the present embodiment will be described with reference to FIG. Now, the user of the
The
補正処理部102は制御部101の指示を受け、図1のステップS01にあたる画像補正処理を行う。補正処理部102はこの処理において、まず、画像データCを記憶領域から読み出す。そして、補正処理部102は、画像データCが人工衛星から送られてきたものであり、人間にとって見やすいように補正されているため、この補正を戻す。これにより、画像データCは人工衛星のセンサが捉えた本来の状態の画像になる。
The
次に、補正処理部102は画像データCに対して、画像データCを撮影した人工衛星のセンサと、撮影の対象物との間に存在する大気からの放射等による輝度等の減衰を取り除く処理である大気補正を行う。さらに、補正処理部102は画像データCに対して人工衛星のセンサのレンズの歪と、人工衛星の位置や姿勢による画像の歪との補正処理である幾何補正を行う。補正処理部102はこうした補正を行った後、画像データCを記憶領域に書き込み、前処理完了を制御部101に出力する。
Next, the
制御部101は補正処理部102からの前処理完了の通知を入力し、続いて図1のステップS02の処理にあたる画像データCの領域分けを分割処理部103に指示する。分割処理部103は制御部101から指示を受け、記憶領域から処理済画像データCを読み出す。そして、分割処理部103は処理済画像データC上の各ピクセルについて、Rバンドと、Gバンドと、Bバンドと、Irバンドとの合計4個のバンドに着目し、処理済画像データCを領域分けする。
The
分割処理部103は処理済画像データC上のピクセルについて、隣接するピクセルの輝度もしくは領域の平均輝度との差が、それぞれのバンドの閾値内に収まる場合、それらを1つの領域に統合して行き、領域を作成する。分割処理部103はこの領域分けを処理済画像データC上の全てのピクセルに関して行い、この結果を元に処理済画像データCのピクセルがどの領域に含まれるかを表す領域情報を生成して記憶領域に書き込み、制御部101に領域分けの完了を通知する。この処理により、処理済画像データC上の森林や農地等を別の領域として区別することが可能となる。
When the difference between the brightness of the adjacent pixels or the average brightness of the areas falls within the threshold value of each band, the
制御部101は分割処理部103からの通知を受け、続いて図1のステップS03にあたる植生指数平均値算出処理を行うため、植生判定部104に処理済画像データCと、領域情報とを指定して植生指数平均値算出処理の実行を要求する。植生指数平均値算出処理によって処理済画像データC中の各領域の植生が豊かであるか乏しいかが判明する。
The
植生判定部104は制御部101からの要求を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、植生判定部104は処理済画像データC中の各領域について、各ピクセルのNDVI(Normalized Difference Vegetation Index:正規化植生指標)を計算する。このNDVIは(Irバンド−Rバンド)/(Irバンド+Rバンド)という計算式によって求められる。
In response to a request from the
さらに、植生判定部104は各領域に対してNDVIの平均値であるE(NDVI)を求める。このE(NDVI)が高い領域に関しては、植生が豊かであることが分かる。そして、植生判定部104は各領域のE(NDVI)と、所定の閾値であるT_E_NDVIとを比較し、E(NDVI)≧T_E_NDVIである領域に関して、“植生域”と判定する。逆に、植生判定部104は、E(NDVI)<T_E_NDVIである場合には、当該領域に関して、“非植生域”と判定する。
Furthermore, the
植生判定部104は“植生域”と判定した各領域に対して、“植生域”を領域情報中に設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。以降の処理では、“植生域”と判断された領域を不法投棄箇所ではない領域とみなす。この判断は、[表1]中のスペクトル(分光放射輝度)特徴に対応するルールによるものである。そして、植生判定部104は処理済画像データCの全ての領域に対して“植生域”か、“非植生域”かの判定と、判定結果の格納とが終わると、制御部101に判定完了を通知する。
The
制御部101は植生判定部104から通知を受け、続いて図1のステップS04にあたる輝度平均値算出処理を行うため、処理済画像データCと、領域情報とを指定して輝度判定部105に輝度平均値算出処理の実行を要求する。この輝度平均値算出処理によって処理済画像データC中の領域のうち、極端に輝度の高いところや低いところが検知され、こうした領域は雲やビル、あるいは水域であるとみなされて以降の処理の対象から除外される。また、この判断は、[表1]中のスペクトル(分光放射輝度)特徴に対応するルールによるものである。
The
輝度判定部105は制御部101からの指示を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、輝度判定部105は処理済画像データC中の“植生域”でない領域に関してRバンドと、Gバンドと、Bバンドと、Irバンドとの各々の平均値を求める。輝度判定部105は全てのバンドの輝度の平均値がいずれも所定の閾値よりも高い領域については、当該領域は雲、あるいはビルや工場などの人工物であると判断し、当該領域に関して “雲/人工物”を領域情報に設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。
In response to an instruction from the
また、輝度判定部105は全てのバンドの輝度の平均値がいずれも所定の閾値よりも低い領域については、当該領域は海や河川、あるいは池などであると判断し、当該領域に関して“水域”を領域情報に設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。輝度判定部105は処理済画像データC中の“植生域”でない全ての領域に関してこの処理が完了すると、制御部101に処理完了を通知する。
In addition, the
制御部101は輝度判定部105から通知を受け、続いて図1のステップS05にあたる輝度分散値算出処理を行うため、処理済画像データCと、領域情報とを指定して輝度分散値判定部107にこの処理の実行を要求する。この処理では、処理済画像データC中の領域におけるRバンドと、Gバンドと、Bバンドと、Irバンドとの値に基づき、農地や住宅地の判定を行うものである。この判断は、[表1]中のテクスチャ特徴に対応するルールによるものである。
The
輝度分散値判定部107は制御部101からの要求を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、輝度分散値判定部107は領域情報に“水域”などの設定が何もなされていない処理済画像データC中の領域について、Rバンドと、Gバンドと、Bバンドと、Irバンドとのそれぞれの分散値を求め、この分散値の中に所定の第1の閾値を越えるものが1個以上あるものについて、当該領域が住宅地などの人工物であると判断し、当該領域に関して領域情報に“人工物”を設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。
In response to a request from the
また、輝度分散値判定部107は分散値が所定の第2の閾値を全て下回る領域について、当該領域が平地や農地であると判断し、当該領域に関して領域情報に“平地”を設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。輝度分散値判定部107は処理済画像データC中の全ての領域に関してこの処理が完了すると、制御部101に処理完了を通知する。
Further, the luminance variance
制御部101は輝度分散値判定部107からの通知を受け、続いて図1のステップS06にあたる植生指数分散値算出処理を行うため、処理済画像データCと、領域情報とを指定して植生分散値判定部106にこの処理の実行を要求する。この処理では、処理済画像データC中の各領域におけるNDVIの分散値に基づき、この値が所定の閾値よりも大きい場合には、当該領域が人為的植生域であると判断するものである。また、この判断は、[表1]中のテクスチャ特徴に対応するルールによるものである。
The
植生分散値判定部106は制御部101からの要求を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、植生分散値判定部106は領域情報に“植生域”などが設定されていない処理済画像データC中の各領域について、NDVIの分散値であるV(NDVI)を求め、そして、この値が所定の閾値T_V_NDVIに対してV(NDVI)≧T_V_NDVIを満たす領域については、当該領域は人為的植生域であると判断し、当該領域に関して“人為的植生域”を領域情報に設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。植生分散値判定部106は領域情報に“植生域”などが設定されていない処理済画像データC中の全ての領域に関してこの処理が完了すると、制御部101に処理完了を通知する。
The vegetation dispersion
制御部101は植生分散値判定部106からの通知を受け、続いて図1のステップS07にあたる総面積算出処理を行うため、処理済画像データCと、領域情報とを指定して総面積判定部108にこの処理の実行を要求する。この処理は、処理済画像データC中の極めて大きな領域やきわめて小さな領域を、実用的な観点から不法投棄場所とはなり難いものとして以降の処理対象から除外するものである。この判断は、[表1]中の領域形状特徴に対応するルールによるものである。
The
総面積判定部108は制御部101からの要求を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、総面積判定部108は、領域情報に“水域”などが設定されていない処理済画像データC中の領域について面積を求める。総面積判定部108は所定の大きな閾値と、小さな閾値との2つの閾値を用いて領域の面積がこれらの閾値の範囲内に収まるか否かをチェックする。
In response to a request from the
総面積判定部108は、領域の面積がこれらの閾値の範囲内に収まらない場合には、当該領域が実用的な観点から廃棄物などの不法投棄箇所とはなり得ないと判断し、当該領域に関して領域情報に“除外”を設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。総面積判定部108は処理済画像データC中の全ての領域に関してこの処理が完了すると、制御部101に処理完了を通知する。
When the area of the area does not fall within the range of these thresholds, the total
制御部101は総面積判定部108からの通知を受け、続いて図1のステップS08にあたる領域形状判別処理を行うため、処理済画像データCと、領域情報とを指定して形状判定部109にこの処理の実行を要求する。この処理は、処理済画像データC中の細長い領域については道路や畦道等であるとみなして以降の処理対象から除外するものである。この判断は、[表1]中の領域形状特徴に対応するルールによるものである。
The
形状判定部109は制御部101からの要求を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、形状判定部109は、領域情報に“水域”などが何も設定されていない処理済画像データC中の領域について、当該領域をカバーすることができる最小の楕円形の長径と、短径との長さを求める。さらに、形状判定部109は短径/長径を計算して長径と、短径との比率を求め、この比率が所定の閾値よりも小さい場合には、即ち、当該領域が極端に長細い形状である場合には、当該領域が道路やあぜ道であると判断し、当該領域に関して領域情報に“除外”を設定し、記憶領域に書き込む。また、さらに、形状判定部109では求めた長径と短径から楕円形の面積を求め、この楕円形の面積と着目している領域面積の比率を、楕円形面積を領域面積で除することによって算出する。この値は当該領域のまとまり具合を示し、この比率が所定の閾値よりも大きい場合には、形状判定部109は当該領域が十字形や環状形などの複雑な線状の領域であると判断し、当該領域に関して領域情報に“除外”を設定し、記憶領域に書き込む。形状判定部109は処理済画像データC中の全ての領域に関してこの処理が完了すると、制御部101に処理完了を通知する。
The
制御部101は形状判定部109からの通知を受け、続いて図1のステップS09にあたる周辺領域識別処理を行うため、処理済画像データCと、領域情報とを指定して周辺領域識別部110にこの処理の実行を要求する。この処理は、処理済画像データC中の領域について、周辺の領域が人工物である場合、当該領域が不法投棄箇所ではないとし、以降の処理対象から除外するものである。この判断は、[表1]中の周辺領域特徴に対応するルールによるものである。
The
周辺領域識別部110は制御部101からの要求を受け、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出す。そして、周辺領域識別部110は処理済画像データC中の領域であって領域情報に“水域”や“人工物”等の設定がされていないものについて、当該領域の周囲が所定の割合以上、“人工物”の設定された領域で囲まれている場合には、即ち、周辺が建物などで囲まれており、廃棄物などの不法投棄が困難である場合には、当該領域が不法投棄箇所ではありえないと判断し、当該領域に関して領域情報に“除外”を設定し、領域情報を記憶領域に書き込む。周辺領域識別部110は処理済画像データC中の全ての領域に関してこの処理を完了すると、制御部101に処理完了を通知する。
The peripheral
制御部101は周辺領域識別部110からの通知を受け、ここまでの処理で領域情報に“水域”や“人工物”等の設定がなされなかった処理済画像データC中の領域は廃棄物の不法投棄場所となりえるものであると判断し、記憶領域から処理済画像データCと、領域情報とを読み出し、領域情報中に“水域”や“人工物”等の設定がなされなかった処理済画像データC中の領域をコンピュータ100の表示部に表示する。
ユーザはコンピュータ100の表示を確認する。
The
The user confirms the display on the
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施の形態において、輝度分散値判定部107などは所定の値に基づいて処理を行っているが、これをコンピュータ100のユーザが任意に変更可能としても良い。ユーザはコンピュータ100の不法投棄箇所の検知の粒度を柔軟に変更可能となるので、ユーザの希望する検知粒度を得ることができる。なお、本発明は中間処理施設や最終処分場などにおける不適正保管の検知も可能である。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention are possible. included. For example, in the present embodiment, the luminance dispersion
100…コンピュータ(不法投棄箇所検知装置)
101…制御部
102…補正処理部
103…分割処理部
104…植生判定部
105…輝度判定部
106…植生分散値判定部
107…輝度分散値判定部
108…総面積判定部
109…形状判定部
110…周辺領域識別部
100 ... Computer (Illegal dumping point detection device)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の前記領域について、植生の豊かさを表す指標である植生指数を、所定のバンドの輝度に基づきピクセル毎に算出してその平均値を求め、前記植生指数の平均値が低い領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生判定手段と、
前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の領域の輝度の平均値を求め、前記輝度の平均値が所定の範囲内の領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす輝度判定手段と、
前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の領域の複数のバンドの輝度に関する分散値を求め、1つ以上の分散値が所定の第1の閾値を超えるか、全ての分散値が所定の第2の閾値未満の領域を不法投棄箇所の候補の対象外とする輝度分散値判定手段と、
前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の各領域の植生指数の分散値を求め、前記植生指数の分散値が所定の閾値以下である領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生分散値判定手段と、
前記分割処理手段の処理結果を元に、前記画像データ中の領域の面積を求め、前記面積が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす総面積判定手段とを具備し、
前記植生判定手段、前記輝度判定手段、前記輝度分散値判定手段、前記植生分散値判定手段、および、前記総面積判定手段によって不法投棄箇所の候補とみなされた前記画像データ中の領域を表示部に表示する
ことを特徴とする不法投棄箇所検知装置。 A division processing unit that divides image data captured from the sky into homogeneous regions generated by integrating pixels whose difference between the luminance of adjacent pixels or the average luminance of the region is within a predetermined range;
Based on the processing results of the divided processing means, for the area in the image data, the vegetation index is an index representing the richness of vegetation, the average value is calculated for each pixel based on the luminance of a predetermined band Vegetation judging means for obtaining only a region where the average value of the vegetation index is low as a candidate for illegal dumping point,
A luminance determination unit that obtains an average value of the luminance of the region in the image data based on the processing result of the division processing unit, and considers only a region where the average value of the luminance is within a predetermined range as a candidate for illegal dumping location; ,
Based on the processing result of the division processing means, a variance value relating to the luminance of a plurality of bands in the region in the image data is obtained, and one or more variance values exceed a predetermined first threshold or all variance values A luminance variance value determining means for excluding a region where is less than a predetermined second threshold as a candidate for illegal dumping location;
Based on the processing result of the division processing means, the variance value of the vegetation index of each region in the image data is obtained, and only the region where the variance value of the vegetation index is a predetermined threshold value or less is regarded as a candidate for illegal dumping location. Vegetation dispersion value judging means;
Based on the processing result of the division processing unit, the area of the region in the image data is obtained, and a total area determining unit that considers only a region in which the area is within a predetermined range as a candidate for illegal dumping location,
An area in the image data that is regarded as a candidate for illegal dumping by the vegetation determining means, the luminance determining means, the luminance dispersion value determining means, the vegetation dispersion value determining means, and the total area determining means is displayed. Illegal dumping point detection device characterized by displaying on.
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の不法投棄箇所検知装置。 The luminance dispersion value determining means calculates a luminance dispersion value from a visible red band, a visible green band, a visible blue band, and a near-infrared band. The illegal dumping spot detection device described in 1.
前記不法投棄箇所検知装置が、
上空から撮影した画像データを、隣接するピクセルの輝度または領域の平均輝度との差が所定以内であるピクセルを統合して生成した同質の領域に分割する分割処理過程と、
前記画像データ中の前記領域について、植生の豊かさを表す指標である植生指数を、所定のバンドの輝度に基づきピクセル毎に算出してその平均値を求め、前記植生指数の平均値が低い領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生判定過程と、
前記画像データ中の領域の輝度の平均値を求め、前記輝度の平均値が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす輝度判定過程と、
前記画像データ中の領域の複数のバンドの輝度の分散値を求め、1つ以上の分散値が所定の第1の閾値を超えるか、全ての分散値が所定の第2の閾値未満の領域を不法投棄箇所の候補の対象外とする輝度分散値判定過程と、
前記画像データ中の各領域の植生指数の分散値を求め、前記植生指数の分散値が所定の閾値以下である領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生分散値判定過程と、
前記画像データ中の領域の面積を求め、前記面積が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす総面積判定過程と、
前記植生判定過程、前記輝度判定過程、前記輝度分散値判定過程、前記植生分散値判定過程、および、前記総面積判定過程において不法投棄箇所の候補とみなされた領域を表示部に表示する表示過程と、
を有することを特徴とする不法投棄箇所検知方法。 An illegal dumping spot detection method used in an illegal dumping spot detection device,
The illegal dumping point detection device is
A division process for dividing image data taken from the sky into homogeneous regions generated by integrating pixels whose difference between the luminance of adjacent pixels or the average luminance of the region is within a predetermined range,
For the areas in the image data, the vegetation index is an index representing the richness of vegetation, calculated for each pixel based on the luminance of a predetermined band and the average value calculated, the average low value area of the vegetation index and the candidate and everyone to vegetation decision process of the illegal dumping places only,
The average value of the luminance of the area in the image data, the average value of the brightness and the candidate consider as brightness determination process of dumping places only a region within a predetermined range,
A luminance dispersion value of a plurality of bands in an area in the image data is obtained, and an area in which one or more dispersion values exceed a predetermined first threshold or all dispersion values are less than a predetermined second threshold. Luminance variance determination process that is excluded from candidates for illegal dumping locations,
Obtains the dispersion value of the vegetation index of each region in the image data, only a candidate consider as vegetation variance value determination process of the dumping location area is variance of the vegetation index is below a predetermined threshold value,
Measuring the area of a region in the image data, the area of the candidate consider as the total area determination process of dumping places only a region within a predetermined range,
A display process for displaying on the display unit a region regarded as a candidate for illegal dumping in the vegetation determination process, the luminance determination process, the luminance dispersion value determination process, the vegetation dispersion value determination process, and the total area determination process When,
An illegal dumping spot detection method characterized by comprising :
上空から撮影した画像データを、隣接するピクセルの輝度または領域の平均輝度との差が所定以内であるピクセルを統合して生成した同質の領域に分割する分割処理ステップと、
前記画像データ中の前記領域について、植生の豊かさを表す指標である植生指数を、所定のバンドの輝度に基づきピクセル毎に算出してその平均値を求め、前記植生指数の平均値が低い領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生判定ステップと、
前記画像データ中の領域の輝度の平均値を求め、前記輝度の平均値が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす輝度判定ステップと、
前記画像データ中の領域の複数のバンドの輝度の分散値を求め、1つ以上の分散値が所定の第1の閾値を超えるか、全ての分散値が所定の第2の閾値未満の領域を不法投棄箇所の候補の対象外とする輝度分散値ステップと、
前記画像データ中の各領域の植生指数の分散値を求め、前記植生指数の分散値が所定の閾値以下である領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす植生分散値判定ステップと、
前記画像データ中の領域の面積を求め、前記面積が所定の範囲内にある領域のみを不法投棄箇所の候補とみなす総面積判定ステップと、
前記植生判定ステップ、前記輝度判定ステップ、前記輝度分散値判定ステップ、前記植生分散値判定ステップ、および、前記総面積判定ステップにおいて不法投棄箇所の候補とみなされた領域を表示部に表示する表示ステップと
を実行させるためのプログラム。 In the computer of the illegal dumping spot detection device,
A division processing step for dividing the image data taken from the sky into homogeneous regions generated by integrating pixels whose difference between the luminance of adjacent pixels or the average luminance of the region is within a predetermined range;
For the areas in the image data, the vegetation index is an index representing the richness of vegetation, calculated for each pixel based on the luminance of a predetermined band and the average value calculated, the average low value area of the vegetation index A vegetation determination step that considers only a candidate for illegal dumping,
A luminance determination step of obtaining an average value of the luminance of the region in the image data, and considering only a region where the average value of the luminance is within a predetermined range as a candidate for illegal dumping,
A luminance dispersion value of a plurality of bands in an area in the image data is obtained, and an area in which one or more dispersion values exceed a predetermined first threshold or all dispersion values are less than a predetermined second threshold. Luminance variance value step excluded from candidates for illegal dumping locations,
A vegetation dispersion value determination step for obtaining a dispersion value of a vegetation index of each region in the image data, and considering only a region where the dispersion value of the vegetation index is equal to or less than a predetermined threshold;
Determining the area of the region in the image data, and determining the total area only in which the area is within a predetermined range is regarded as a candidate for illegal dumping;
A display step of displaying on the display unit a region regarded as a candidate for illegal dumping in the vegetation determination step, the luminance determination step, the luminance dispersion value determination step, the vegetation dispersion value determination step, and the total area determination step. A program to execute and.
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