（一社）建設コンサルタンツ協会 近畿支部 第48回（平成27年度）研究発表会 論集 プレゼンテーション発表アブストラクト №214 位置方位情報を用いた画像検索・閲覧手法および画像位置配列のズレ修正法 （株）パスコ 芝浦工業大学 １．研究背景と目的 〇遠 藤 弘 隆 中 川 雅 史 方位フィルタリング） ．さらに，抽出されたデジカメ画像を 近年，GPS 受信機や電子コンパスが搭載されたデジタル カメラ（以下，デジカメ）が普及し，膨大な数の位置方位 情報付き画像（以下，デジカメ画像）が撮影されている． トラジェクトリの始点から近い順に配列する（③位置配列 の生成） ． この結果に対して，Scale-Invariant Feature Transform ３） しかしながら，これらの膨大なデジカメ画像の中から道路 (SIFT) で各デジカメ画像間の対応点を求め，相対的な 沿いや海岸線沿いなどの画像を検索する場合，既存の 位置配列のズレを推定する．最後に，ロバスト推定４） を WebGIS（sinsai.info，ALL311 等）上では地図上のアイコ 行い，デジカメ画像を正しい位置配列へ自動修正する（④ ンのクリック等による検索や閲覧に留まり，膨大な量の情 位置配列修正） ． 報整理を迅速に行えず，道路沿いや海岸線沿いといったコ コンテキストベースド逆ジオコーディング ① 位置フィルタリング＋マップマッチング 入力 画像撮影 画像撮影 トラジェクトリ 地点 ② 方位フィルタリング 地点 バッファ 視野角 ンテキスト（文脈）に沿った効率的な画像検索が行えなか った． そこで，本研究ではデジカメ画像の方位情報の活用によ って，位置情報だけではできなかった空間的に連続した検 始点 終点 ③ 位置配列の 生成 索・閲覧ができる可能性に着目し，地図上の画像群から任 意のコンテキスト（文脈）に沿った画像群を検索・閲覧す る手法として，コンテキストベースド逆ジオコーディング １） SIFT を開発した． 表示画像 対応点探索 位置配列の ズレ しかしながら，デジカメの測位手法は，数 m 程度の測位 位置配列の 並び替え 精度である単独測位であるため２），数 m 以下の間隔で撮影 ロバスト推定 ④ 位置配列の修正法 されたデジカメ画像が地図上で配列された際に，相対的な 位置関係が崩れる． 図－１ 処理フロー 本研究では，コンテキストベースド逆ジオコーディング によって入力ルートに沿った画像検索・閲覧ができること ３．実験 を確認し，生成された画像配列の相対的な位置関係が崩れ 東京都江東区豊洲（764 枚）で撮影したデジカメ画像を る課題に着目し，コンテキストベースド逆ジオコーディン 用いて，SIFT およびロバスト推定により修正した位置配列 グ後のデジカメ画像の位置配列のズレ修正を目的とする． を実際の撮影位置の手薄記録と比較し，その一致率を求め， 位置配列修正法の性能評価を行った．本研究では，撮影位 ２．手法 置の前後関係が正しく配列された 2 枚の画像組み合わせ数 本研究の処理フローを図－１に示す．まず，位置情報を 用いてデジカメ画像群を地図上へ投影した後，任意のトラ を，配列された 2 枚の画像組み合わせ数で割ったものを一 致率と定義した． ジェクトリ（連続表示視点の軌跡）を地図上で入力する． このトラジェクトリに対して，任意幅でバッファリングを ４．結果 行い，バッファ内に位置するデジカメ画像を選択すると同 位置配列の修正法の性能評価を行うため，位置配列の相 時に，バッファ内に位置するデジカメ画像を仮想的にトラ 対的位置関係が崩れやすい間隔（本実験では約 0.6m に設 ジェクトリ上へ移動する（①位置フィルタリング＋マップ 定）で撮影した江東区豊洲での実験データの結果を以下に マッチング） ． 示す． 次に，トラジェクトリ上で任意視野角を設定し，視野角 まず，コンテキストベースド逆ジオコーディングの結果 内に収まるように撮影されたデジカメ画像を選択する（② を図 5 に示す．始点から矢印方向にトラジェクトリを入力 － 175 － （一社）建設コンサルタンツ協会 近畿支部 第48回（平成27年度）研究発表会 論集 プレゼンテーション発表アブストラクト №214 し，2m のバッファと 30 度の視野角を設定し，位置方位フ ィルタリングを行った． 表－１は撮影位置手薄記録，ズレ修正前，ズレ修正後の 配列順および一致率を示したものである．前後画像の組み デジカメ画像撮影地点 2mのバッファ，30度 の視野角でフィルタ リングされたデジカ メ画像撮影地点 合わせ 21 組中，ズレ修正前の一致率は 80.9%，ズレ修正後 の一致率は 85.7%であった．これらの結果から，SIFT とロ バスト推定を用いて位置配列のズレを修正できることがわ かった． 本研究では 21 組のデジカメ画像組み合わせで検証 位置方位フィルタリング を行っている．GPS デジカメの測位精度 5m に対し，今回検 入力トラジェクトリ 証した 21 組のデジカメ画像は約 30m の路線上で撮影された 始点 ものであるため，21 組のデジカメ画像の検証でも十分な結 図－２ コンテキストベースド逆ジオコーディングの結果 果を示すことができる． （左図：トラジェクトリ入力後，右図：コンテキストベー ５．考察 スド逆ジオコーディング後） 2m のバッファと 30 度の視野角という条件でコンテキス コンテキストベースド逆ジオコーディングで配列された トベースド逆ジオコーディングを行った．デジカメ画像を デジカメ画像のズレ修正前後と撮影位置手薄記録の比較結 細かい間隔で撮影するとコンテキストベースド逆ジオコー 果を図－３に示す． ディング処理において，位置配列に相対的なズレが生じる ことを実験において確認した．これに対して，位置配列の 修正を行った．本研究では，SIFT による対応点探索と，そ の対応点数を用いたロバスト推定によりズレが生じた原因 となるデジカメ画像を推定し，並び替えることにより，デ 位置配列 真値 修正 真値 ズレ修正前（コンテキストベースド 逆ジオコーディング後）の位置配列 ジカメ画像の位置配列のズレを修正できることを確認した． ６．結論 ズレ修正後（SIFTおよび ロバスト推定後）の位置配列 本研究では，膨大な数のデジカメ画像を用いた場合でも， 図－３ 位置配列修正前後の比較結果 コンテキストベースド逆ジオコーディングができることを （左図：ズレ修正前の位置配列と撮影位置手薄記録の比較 確認した．さらに，GPS 単独測位の測位精度を考慮した， 結果，右図：ズレ修正後の位置配列と位置配列手薄記録の 地図上でのデジカメ画像の位置配列の修正法を提案し，実 比較結果） 験結果からコンテキストベースド逆ジオコーディングの性 能向上の実現を確認した． 表－１ 位置配列修正前後の一致率 撮影位置 手薄記録 1 2 3 4 5 撮影位置手薄記録 （ファイル名） CIMG2033.JPG CIMG2570.JPG CIMG2571.JPG CIMG2572.JPG CIMG2573.JPG ズレ修正前 （配列順） 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 11 CIMG2574.JPG CIMG2575.JPG CIMG2586.JPG CIMG2587.JPG CIMG2059.JPG CIMG2597.JPG 7 1 8 9 11 12 12 13 14 15 16 CIMG2598.JPG CIMG2063.JPG CIMG2064.JPG CIMG2067.JPG CIMG2068.JPG 19 10 13 14 15 17 18 19 20 21 22 CIMG2070.JPG CIMG2069.JPG CIMG2607.JPG CIMG2611.JPG CIMG2612.JPG CIMG2615.JPG 16 21 18 20 17 22 一致率 前後関係 の正誤 ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ☓ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ☓ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ☓ ◯ ☓ ◯ 17/21 80.9% ズレ修正後 （配列順） 2 3 1 4 5 6 7 8 9 11 12 10 13 14 15 17 18 16 19 20 21 22 一致率 前後関係 の正誤 ◯ ☓ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ☓ ◯ ◯ ◯ ◯ ◯ ☓ ◯ ◯ ◯ ◯ 参考文献 １） Hirotaka Endo, Shinya Hattori, Konosuke Kataoka, Daichi Aihara, Masafumi Nakagawa, Geospatial Photo Retrieval For Ground-Based Disaster Monitoring, The 34th Asian Conference on Remote Sensing, 8 pp, DVD-ROM, 2013. ２） M. Ge, et al, Resolution of GPS carrier-phase ambiguities in Precise Point Positioning (PPP) with daily observations, Journal of Geodesy, 2008. ３） D.G..Lowe, Distinctive Image Feature from Scale-Invariant Keypoints, International Joumal of Computer Vision, Vol.60 No.2 pp.91-110, 2004. ４） 小柳義夫, ロバスト推定法とデータ解析, 日本物理學 18/21 85.7% 會誌, 34(10), 884-891, 1979 － 176 －
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