この記事では、さまざまな放射補正の種類と、それぞれの放射補正を正常に実行するためにソフトウェアが必要とするExif/XMPタグのリストについて説明します。反射率マップを作成する際、画像のピクセル値は多くの要因に依存しており、地形の反射率を放射測定的に信頼できる値にするためには、これらの要因を補正する必要があります。これらの要因には以下が含まれます。
- センサー設定：露出時間、シャッタースピード、ISO感度、絞り。.
- センサーの特性：光学系における光透過、センシング、およびチップ内でのデジタル化。.
- シーンの状況：入射する日光、カメラの位置、および向き。.
放射補正は、シーンの照明とセンサーの影響を考慮してシーンの物理的特性を推定するために外部変数を補正することで、その問題を解決します。マルチスペクトル画像の放射補正は、ステップ 3 で実行できます。プロジェクトの DSM、オルソモザイク、およびインデックス。.
反射率マップを生成する際、PIX4Dmapperは画像のメタデータに含まれる情報を使用します。利用可能な情報に応じて、PIX4Dmapperは以下のいずれかの補正を行うことができます。.
I. カメラのみ
基本的なカメラの放射補正を行うには、少なくとも以下のタグが必要です。
- Exif.Photo.ExposureTime
- Exif.Photo.FNumber
- Exif.Photo.ISO感度
より詳細な修正を行うには、以下のとおり追加のタグが必要です。.
デフォルトでは、上記で述べた3つの基本タグに加えて、放射感度または色補正マトリックスのいずれかが見つかった場合に、カメラレベルの放射補正が実行されます。.
暗電流
Xmp.Camera.BlackCurrent は、暗電流またはブラック電流、つまり光が全く当たっていない状態の値を示します。このタグには、チャンネルごとに1つのスカラー値が含まれている必要があり、暗電流はこのバンド上のすべてのピクセルで均一であると想定されます。
標準タグ Exif.Image.BlackLevel および Exif.Image.BlackLevelRepeatDim。
放射測定感度
Xmp.Camera.BandSensitivityに は、各チャンネルの放射測定感度が含まれています。
ビネット
周辺光量落ちとは、カメラ内部の空間的な透過率の差によって生じる不均一性のことです。周辺光量落ちマップは、空間的な透過率を最大値1に正規化した値です。一般的に、カメラは中心部で周辺部よりも透過率が高いため、周辺光量落ちマップは中心部で1、周辺部に向かうにつれて1より小さくなります。周辺光量落ちマップの情報は、2次元多項式または放射状多項式による解析的近似の形で提供できます。.
動径多項式
多項式は次の形式です。
(Cx, Cy) は Xmp.Camera.VignettingCenter 、係数 ci は Xmp.Camera.VignettingPolynomial。
2次元多項式
多項式は次の形式です。
タグ Xmp.Camera.VignettingPolynomial2DName には c{i,j} の i と j の値が含まれており、c{i,j} の値は Xmp.Camera.VignettingPolynomial2D。
例えば、 Xmp.Camera.VignettingPolynomial2DName={"0,0,1,0, ..., 2,2,3,1"} および Xmp.Camera.VignettingPolynomial2D={0.633287676149, 1.47936368033, ..., -1.58329242609, 0.130259802058} は、c_{0,0}=0.633287676149、c_{1,0}=1.47936368033 などを意味します。
色の変化
異なるバンド間でスペクトル感度が重なっている場合、色補正行列を適用してバンドを分離することができます。これはn×nの二次行列で、nはチャンネル数です。この行列は各ピクセルに適用されます。これは Xmp.Camera.ColorTransform。
無効なピクセル
Xmp.Camera.InvalidPixel には、無効なピクセル (ホットピクセルやデッドピクセルなど) のリストが (x, y) 座標のリストとして格納されます。
II. 日射量
マルチスペクトルカメラの中には、太陽センサー、スカイセンサー、またはサンシャインセンサーとも呼ばれる下方光センサー（DLS）を搭載しているものがあり、これは太陽からの入射光を捉えます。このようなセンサーは、マルチスペクトルセンサーが捉えるのと同じスペクトル帯域で、飛行中の光の状態を記録します。.
このような情報があれば、PIX4Dmapperは飛行中に撮影された画像を正規化することができ、それによって異なる照明条件下で撮影された画像を比較することが可能になる。.
以下は、太陽光照射補正に使用されるXMPタグのリストです。.
- Xmp.Camera.SunSensor には、画像の各チャンネルに対応する生の値（デジタルカウント）が格納されます。また、 Xmp.Camera.SunSensorExposureTime と Xmp.Camera.SunSensorSensitivity い ない タグ付けされ
- Xmp.Camera.SunSensorExposureTime には、太陽センサーの露光時間が秒単位で格納されます。
- Xmp.Camera.SunSensorSensitivity には、太陽センサーの感度が格納されています。
太陽センサーの値タグに加えて、太陽センサーの向きタグ（カメラに対する太陽センサーの相対角度（「太陽角度」）または太陽センサーのIMUによる向き推定値（「DLS IMUを使用した太陽角度」））が指定されている場合は、デフォルトで角度補正が行われます。.
a. 太陽の角度
この放射測定補正は、入射する太陽光線の方向、およびそれが被写体と太陽センサーに投影される方向を考慮に入れています。.
太陽センサーがカメラにしっかりと接続され、同期されている場合、両者はリグを形成します。この場合、相対的な向きは、 Xmp.Camera.SunSensorRelativeRotation 。例としては、Parrot Disco-Pro AG または senseFly eBee ドローンを搭載した Sequoia が挙げられます。これは、写真測量によって得られる向きとは異なり、IMU はドリフトしやすいため、DLS IMU を使用するよりも正確です。
b. DLS IMUを使用した太陽角度
太陽センサーとカメラが固定された配置になっていない場合（例えば、太陽センサーがドローンにランダムに固定されている場合、ジンバルが使用されている場合、または太陽センサーとカメラが同期していない場合）、カメラの向きから太陽センサーの向きを導き出すことはできません。太陽センサーにIMU（慣性計測装置）が内蔵されている場合は、IMUによる向きの推定値を太陽角度補正に使用できます。.
太陽センサーにIMUが組み込まれている場合、その向きは Xmp.Camera.SunSensorYaw、 Xmp.Camera.SunSensorPitch、および Xmp.Camera.SunSensorRoll （度単位）にタグ付けされる必要があります。
レガシータグ
これらのタグは、主要なタグが存在しない場合の互換性維持のために読み込まれますが、新しい設計では使用すべきではありません。.