이 글에서는 다양한 방사 측정 보정 유형과 소프트웨어에서 해당 방사 측정 보정을 성공적으로 수행하는 데 필요한 Exif/XMP 태그 목록에 대해 설명합니다. 반사율 지도를 생성할 때 이미지 픽셀 값은 여러 요인에 따라 달라지므로 지형 반사율의 방사 측정값을 신뢰할 수 있게 얻으려면 이러한 요인을 보정해야 합니다. 이러한 요인에는 다음이 포함됩니다
- 센서 설정: 노출 시간, 셔터 속도, ISO, 조리개.
- 센서 특성: 광학계에서의 광 투과율, 칩 내에서의 감지 및 디지털화.
- 장면 조건: 들어오는 햇빛, 카메라 위치 및 방향.
방사 측정 보정은 장면의 조명과 센서의 영향을 고려하여 장면의 물리적 특성을 추정하기 위해 외부 변수를 보정함으로써 해당 문제를 해결합니다. 다중 스펙트럼 이미지의 방사 측정 보정은 프로젝트의 3단계(DSM, 정사영상 및 색인)에서 수행할 수 있습니다.
반사율 맵을 생성할 때 PIX4Dmapper 이미지의 메타데이터에 있는 정보를 사용합니다. 사용 가능한 정보에 따라 PIX4Dmapper 다음 보정 중 하나를 수행할 수 있습니다.
카메라 전용
기본 카메라 방사 측정 보정을 수행하려면 최소한 다음 태그가 필요합니다
- Exif.Photo.ExposureTime
- Exif.Photo.FNumber
- Exif.Photo.ISOSpeedRatings
보다 자세한 수정을 위해서는 아래에 설명된 대로 추가 태그가 필요합니다.
기본적으로, 위에 언급된 세 가지 기본 태그와 방사 측정 감도 또는 색상 보정 행렬 중 하나 이상이 발견되면 카메라 수준의 방사 측정 보정이 수행됩니다.
암전류
Xmp.Camera.BlackCurrent는 빛이 없을 때의 암전류 또는 블랙 전류 값을 나타냅니다. 이 태그는 채널당 하나의 스칼라 값을 포함해야 하며, 해당 대역의 모든 픽셀에 대해 암전류가 균일하다고 가정합니다.
Exif.Image.BlackLevel 및 Exif.Image.BlackLevelRepeatDim 과 같은 표준 태그를 사용할 수도 있습니다 .
방사선 측정 감도
Xmp.Camera.BandSensitivity에는 각 채널의 방사 측정 감도가 포함됩니다.
비네팅
비네팅은 카메라의 공간적 투과율 차이로 인해 발생하는 불균일 현상입니다. 비네팅 맵은 공간적 투과율을 최대값 1로 정규화하여 정량화합니다. 일반적으로 카메라는 가장자리보다 중앙에서 더 많은 빛을 투과하므로, 비네팅 맵은 중앙에서 1이고 가장자리로 갈수록 1보다 작아집니다. 비네팅 맵에 대한 정보는 2차원 다항식 또는 방사형 다항식 형태의 해석적 근사치로 제공될 수 있습니다.
방사형 다항식
다항식의 형태는 다음과 같습니다
(Cx, Cy)는 Xmp.Camera.VignettingCenter 계수 ci는 Xmp.Camera.VignettingPolynomial.
2차원 다항식
다항식의 형태는 다음과 같습니다
태그 Xmp.Camera.VignettingPolynomial2DName 에는 c{i,j}의 i 및 j 값이 포함되어 있으며 c{i,j} 값은 Xmp.Camera.VignettingPolynomial2D.
예를 들어, Xmp.Camera.VignettingPolynomial2DName={"0,0,1,0, ..., 2,2,3,1"} 및 Xmp.Camera.VignettingPolynomial2D={0.633287676149, 1.47936368033, ..., -1.58329242609, 0.130259802058}는 c_{0,0}=0.633287676149, c_{1,0}=1.47936368033 등을 의미합니다.
색상 변환
서로 다른 밴드의 스펙트럼 감도가 겹치는 경우, 색상 보정 행렬을 적용하여 밴드를 분리할 수 있습니다. 이 행렬은 n×n 크기의 2차 행렬이며, 여기서 n은 채널 수이고 각 픽셀에 적용됩니다. 이 행렬은 Xmp.Camera.ColorTransform.
유효하지 않은 픽셀
Xmp.Camera.InvalidPixel은 유효하지 않은 픽셀(예: 핫픽셀 또는 데드픽셀) 목록을 (x, y) 좌표 목록으로 포함합니다.
II. 태양 복사조도
일부 다중 스펙트럼 카메라는 태양에서 들어오는 복사 에너지를 포착하는 하향광 센서(DLS), 즉 태양 센서, 하늘 센서 또는 햇빛 센서를 장착하고 있습니다. 이러한 센서는 다중 스펙트럼 센서가 포착한 것과 동일한 스펙트럼 대역에서 비행 중 빛 조건에 대한 기록을 제공합니다.
이러한 정보를 제공받으면 PIX4Dmapper 비행 중에 캡처된 이미지를 정규화하여 서로 다른 조명 조건에서 촬영된 이미지를 비교할 수 있습니다.
다음은 태양 복사량 보정에 사용되는 XMP 태그 목록입니다.
- Xmp.Camera.SunSensor는 이미지의 각 채널에 대한 스칼라 값(디지털 카운트)을 포함합니다. Xmp.Camera.SunSensorExposureTime 및 Xmp.Camera.SunSensorSensitivity가 되지 않은 .
- Xmp.Camera.SunSensorExposureTime 에는 태양 센서의 노출 시간(초)이 포함되어 있습니다.
- Xmp.Camera.SunSensorSensitivity 에는 태양 센서의 감도가 포함되어 있습니다.
태양 센서 값 태그 외에도 태양 센서 방향 태그(예: 카메라에 대한 태양 센서의 상대 각도("태양 각도") 또는 태양 센서의 IMU 방향 추정값("DLS IMU를 사용한 태양 각도"))가 제공되는 경우 기본적으로 각도 보정이 수행됩니다.
a. 태양의 각도
이 방사 측정 보정은 입사하는 태양 광선의 방향과 그것이 장면 및 태양 센서에 투영되는 방식을 고려합니다.
태양 센서가 카메라에 단단히 연결되어 동기화되면 두 장치는 리그를 구성합니다. 이 경우 상대 방향은 Xmp.Camera.SunSensorRelativeRotation 에 오일러 각도(오메가, 파이, 카파 시스템, 리그 상대 방향과 동일)로 태그되어야 합니다. 예를 들어 Parrot Disco-Pro AG 또는 senseFly eBee 드론에 Sequoia를 사용하는 경우가 있습니다. 이는 DLS IMU를 사용하는 것보다 더 정확한데, 사진측량으로 얻은 방향과 달리 IMU는 드리프트가 발생할 수 있기 때문입니다.
b. DLS IMU를 이용한 태양 각도 측정
태양 센서와 카메라가 고정된 기하학적 위치에 있지 않은 경우, 예를 들어 태양 센서가 드론에 임의로 고정되었거나, 짐벌이 사용되었거나, 태양 센서와 카메라가 동기화되지 않은 경우, 카메라 방향에서 태양 센서의 방향을 유추할 수 없습니다. 태양 센서 내부에 IMU가 있는 경우, IMU에서 얻은 방향 추정값을 태양 각도 보정에 사용할 수 있습니다.
태양 센서에 IMU가 내장되어 있는 경우, 방향 정보는 Xmp.Camera.SunSensorYaw, Xmp.Camera.SunSensorPitch및 Xmp.Camera.SunSensorRoll (도 단위)에 태그되어야 합니다.
레거시 태그
이러한 태그는 기본 태그가 없는 경우 레거시 유지를 위해 읽히지만, 새로운 디자인에서는 더 이상 사용해서는 안 됩니다.