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光学センサーのバンド 光学センサーを利用したカラー合成 データ形式 Adobe Photoshopを利用した画像合成 ダウンロード

Adobe® Photoshop® を利用した画像合成

 Adobe社の画像編集ソフトウェア Photoshopを利用したRGBカラー合成画像を作成する方法を説明します。

 東京上空を観測した LANDSAT-5 TM のデータを元に、トゥルーカラー合成画像を作ってみます。元となるデータは「CEOS-BSQ」形式です。ここで利用するデータ(バンド1〜4まで)は、こちらからダウンロードすることができますので、Photoshopをお持ちの方は実際に処理してみてください。
 ダウンロード可能なサンプルデータは、本ページで利用する東京上空以外、全て JERS-1 OPS(VNIR) のデータです。よって、これ以降に記述するバンドとR, G, Bのチャンネルの組み合わせは、TM と OPS を併記します。実際に合成を試される場合はご注意下さい。
 なお、本ページの説明はPhotoshop バージョン 7.0 Macintosh版を前提としたものです。Windows版や他のバージョンではメニュー構成等に若干の差異がある場合があります。ただし、Windows版や他のバージョンをお使いの場合でも、同じ処理を行う事は可能ですので、メニュー項目の説明等をお使いの環境に合わせて読み替えてください。

トゥルーカラー合成画像の作成

 TM は、同じ場所を7つのバンドで同時に観測します。1〜7のバンドを、R, G, B それぞれのチャンネルに割り当てることで、さまざまな合成画像を作成することができます。ただし、私たちが一般的にカラー合成画像を作成する場合、可視光線を観測するバンドを中心に利用します。これは、TM に限らず、他のセンサーの場合でも同じです。
 トゥルーカラー合成の場合に利用するバンドとR, G, Bのチャンネルは、以下の組み合わせになります。(OPS ではトゥルーカラー合成はできません
チャンネル バンド
TM OPS
R 3 -
G 2 -
B 1 -

 それでは、画像を作成しましょう。
  1. 最初に、Rチャンネル用の画像【B3.raw】を開きます。
    File open CEOS-BSQ は、一般的に利用される Bitmap や JPEG といった画像ファイルとは多くの点で異なる形式です。そのため、Photoshopで開く場合は、右図の通り「形式」を「汎用フォーマット」とする必要があります。

     【B3.raw】を開くには「汎用フォーマットオプション」で「幅」「高さ」に適切な値を入力する必要があります。これらの値はフォーマット説明書LANDSAT, JERS-1)の記述を元に指定すればよいのですが、ここではより簡単な方法を説明します。


    .LAB file
    1. LABファイルをテキストエディタ等で開く(右図)
    2. LABファイルの「Number Of Lines」に記載されている値を確認する
    3. 汎用フォーマットオプション内の「幅」と「高さ」を空白にし、「チャンネル」の「数」を1、「深さ」を8bitと設定、下部の「ヘッダ:サイズ」に「0」を入力する(下図:STEP-1)
    4. 汎用フォーマットオプション内の「幅」に、2. で確認した Number Of Lines の値に1足した値を入力する(下図:STEP-2)
    5. 汎用フォーマットオプション内の「自動入力」ボタンをクリックする(下図:STEP-3)

    options

    Tipstips「幅」「高さ」を知る他の手段として、バイナリエディタを用いる方法もあります。
    任意のバイナリエディタでデータファイルを開くと、右図のようにファイルの先頭近く(ヘッダ部)に、ライン数とレコード長が埋め込まれています。汎用フォーマットオプションには、この値をそのまま入力しても構いません。

    【重要】
     ここでの記述は全て「標準データ」を前提にしたものです。試用のサンプルファイルは標準データの一部を切り出したものですので、「幅」「高さ」ともに「1000」を指定してください。


  2. mode changeファイルを開いた直後は、「グレースケール」モードになっています。これを「RGBカラー」に変更します。

    これで、R,G,B 各チャンネル毎に画像を編集する準備が整いました。

  3. copy and paste次に、Gチャンネル用の画像、【B2.raw】を開きます。
    ※ 開き方は 1. と同じです。
    ファイルを開いたら、「すべてを選択」で画像全体を選択した上で、「コピー」を実行します。

  4. show channelB3.raw】を選択し、チャンネルを表示します。
    チャンネルの「グリーン」を選択し、直前にコピーした【B2.raw】の画像をペーストします。
    ※この時点で、B2.rawは必要なくなります。ファイルは閉じても構いません。


  5. copy and paste次に、Gチャンネル用の画像【B1.raw】を開きます。
    ※ 開き方は 1. と同じです。
    B2.raw同様、「すべてを選択」した上で「コピー」を実行し、B3.raw の「ブルー」チャンネルに「ペースト」します。
    ※この時点で、B1.rawは必要なくなります。ファイルは閉じても構いません。


  6. B3.raw】を選択し、レイヤーを表示します。これで、トゥルーカラー合成による画像が完成しています。
    true color image

     合成直後は、やや暗めの画像になっていますから、「レベル補正」や「カラーバランス」などのさまざま機能を利用して、より見やすいと思えるように画質を調整します。
     例えば、「レベル補正」を利用して次のように調整すると...
    Level補正

    ...下図のような画像になります。
    complete True color image
    - レベル補正後の画像 -


  7. 様々な調整を行って好みの画像が得られたら「名前を付けて保存...」を利用して、任意の形式(BitmapやJPEGなど)で保存します。これで、トゥルーカラー合成済み画像ファイルの完成です。

    以上が、最も簡単だと思われるカラー合成画像の作成方法です。データファイルの読み込みや、各チャンネルへのデータ割り当てなどは、他の手順で処理できる箇所もありますが、それらの説明は割愛します。興味がある方は色々な方法を試してみてもよいかもしれません。
    どのような手順で処理したとしても、前述の表にあるチャンネルとバンドの組み合わが同じならば、最終的な画像も同じになるはずです。

他の合成

フォールスカラー合成画像

 フォールスカラー合成の場合も、手順は「トゥルーカラー合成」の場合とまったく同じです。違いは、チャンネルとバンドの組み合わせだけです。フォールスカラー合成の場合に利用するバンドの組み合わせは、以下のとおりです。

チャンネル バンド
TM OPS
R 4 3
G 3 2
B 2 1

 フォールスカラー合成は、植生(木や草など)を「赤色」で表す合成方法で、森林や田畑の様子を観察するのに適しています。植生を現す「赤」と、都市部や河川などの色合いとの差が大きくなるため、トゥルーカラー合成などに比べて、目的の場所(つまり、森林や田畑)を識別しやすくなるわけです。
 TMではバンド4(OPSではバンド3)が特に植物の反射する波長を捉えやすくなっていますから、それを R チャンネルに割り当てることで、全体が赤みがかった画像を作成しています。
 上記の組み合わせで合成すると、下図のようになるはずです。実際に試してみてください。
complete False color image

ナチュラルカラー合成画像

 ナチュラルカラー合成は、植生を「緑色」で表すことで、フォールスカラー合成よりは幾分私たちの目で見た場合に近い色表現を行います。既にお気づきだと思いますが、ナチュラルカラー合成の場合、植生を示すバンド4(OPSではバンド3)を G チャンネルに割り当てる訳です。最後に、ナチュラルカラー合成の場合のバンドの組み合わせと、サンプル画像を掲載します。

チャンネル バンド
TM OPS
R 3 2
G 4 3
B 2 1
complete Natural color image


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