2015/11/06

見え過ぎちゃって(@_@)…画像鮮明化装置『ALTER ONE』発表

気象庁の新しい静止気象衛星『ひまわり8号』が7月7日にめでたく実運用を開始したことは前回書かせていただきました。

この『ひまわり8号』をはじめとした静止気象衛星が観測する画像は大きく分けて、地球で反射された太陽光を写す「可視画像」と、雲から放出される人の目に見えない赤外線を捉える「赤外画像」と「水蒸気画像」の3種類があります。

可視画像は、雲や地表面によって反射された太陽光を捉える画像です。文字通り、まさに人間の目で見えるとおりの画像です。雨を伴う発達した雲ほど厚みがあり、太陽光を強く反射するためより白く写るので、視覚的にわかりやすい画像です。いっぽうで、夜間は太陽が地球の裏側にあるため、太陽光の反射が無いことから夜間の雲は可視画像に写らないという弱点があります。

いっぽう、赤外画像は、雲から放射される赤外線を捉えた画像です。放射される赤外線の強さは雲の温度により変化する特性をもっており、高い高度にあって温度の低い雲を捉えやすくより白く表現しています。また、極低い雲や霧は、赤外画像にはほとんど写りません。なお、高い高度の雲には、夏の夕立や集中豪雨をもたらす積乱雲のような厚い雲もあれば、晴れた日にはるか上空に薄く現れる巻雲のような雲もあります。このため、白く写っている雲が雨をもたらすとは限りません。

水蒸気画像は赤外画像の一種で、大気中にある水蒸気と雲からの赤外放射のうち6.8ミクロンの波長帯を観測した画像です。この6.8ミクロン波長帯の赤外線は、大気中に存在する水蒸気によく吸収されると同時に、その水蒸気からの放射が行われる特性を持ちます。この特性を利用して、水蒸気画像は、雲がないところでも対流圏上・中層にあるごくわずかの水蒸気からの放射を捉えることができ、その対流圏上・中層の水蒸気が多いところを白く、少ないところを黒く写るように処理が施された画像です。水蒸気画像からは、上空の大気の湿り具合が分かるだけでなく、複数の画像を動画として見ることで、水蒸気の流れを介して上空の大気の流れを見ることができます。

このように「可視画像」と「赤外画像」、「水蒸気画像」はそれぞれに目的があって撮影される画像であり、夜間に「可視画像」が使えないから仕方なく補完する目的だけで「赤外画像」を使うなどという単純なものではないのです。

7月7日に実運用を開始した『ひまわり8号』の画像も、いくら解像度が高まったと言っても基本的にこれは変わりません。また、『ひまわり8号』の観測データは気象庁の気象予報に活用されるだけでなく、民間の気象情報会社や研究機関などにもデータを提供していただけることになったこと、我々民間気象情報会社もこの膨大なデータを予報に活かす研究をする必要が出てきたことは、前回のブログで書いたとおりです。

ということで、弊社ハレックスとしても、この『ひまわり8号』から送られてくる精密な画像の処理と活用方法の研究に取り組むことにしたわけです。

この取り組みにおいて、私がまず最初に着目したのが、画像をさらに鮮明化させたいということ。『ひまわり8号』に搭載されている可視赤外放射計(カメラ)は、可視域3バンド、近赤外域3バンド、赤外域10バンドの計16バンドで観測するセンサーです(従来の『ひまわり7号』は可視1バンド、赤外4バンドの計5バンドでした)。これにより、従来は白黒だった画像も、カラーでの画像の作成も可能になりました。また、解像度も従来の『ひまわり7号』が解像度1kmだったのに比べ、500m解像度と面積比で4倍に向上しています。前回のブログでもご紹介した気象庁が公開しているサンプル画像をご覧いただくとお分かりいただけますが、かなり滑らかな精密な画像が見えるようになりました。

『ひまわり8号』サンプル画像:気象庁HP

この画像をさらに鮮明にすることができないだろうか…、弊社はそこに着目したわけです。気象庁が公開しているサンプル画像をご覧いただくとお分かりいただけると思いますが、一見真っ白に思える雲の画像も、よぉ~く目を凝らして眺めてみると、1つの画素(ピクセル)ごとに多少の濃淡の差があることが分かります。その差をさらに強調することにより、もっといろいろなことが見えてくるのではないか…と考えたわけです。さらには、「可視画像」の限界と考えられてきた夜間の画像の可視化。一見真っ黒に思える夜間の可視画像も1つの画素(ピクセル)ごとに微かな色の濃淡の差があれば、それを強調することにより、なにか見えてくるのではないか…ということも考えました。

それで、いろいろな技術を調べてみたわけです。そこで出会ったのが画像処理を得意とするベンチャー企業リンクプロ(LinkPro)社の画像鮮明化技術でした。この技術に出逢った時、正直鳥肌が立ちました。もしかしたら、これにより実現が可能ではないか…と。

LinkPro社の画像鮮明化技術で処理した画像の幾つかを以下に掲載します。この画像の左側は元の画像、右側は処理した後の画像です。

画像鮮明化0
画像鮮明化1

画像鮮明化2




特に1枚目。これは水中カメラで撮影した画像に鮮明化処理を加えたものですが、一見、緑色一色に思える海底の様子も、鮮明化処理を加えることで、サンゴの様子がビビッドに表れてきます。これを用いることにより、一見真っ白に思える気象衛星からの雲の画像から何かが読み取れるのではないかと考えたわけです。2枚目の写真は夜の河川の写真です。月明かりくらいの光さえあれば、ここまで鮮明に再現することが出来ます。これにより、夜間の「可視画像」の画像から何かが読み取れるのではないかと考えたわけです。

この技術の活用範囲は、『ひまわり8号』の画像の鮮明化だけにとどまりません。

近年、街中に防犯、防災、計測・記録など様々な目的で監視を行うためのビデオカメラ(監視カメラ)が設置されています。防犯目的の場合は防犯カメラと呼んだり、防災目的の場合は防災カメラなどと呼ばれたりしています。現況を把握するうえで非常に便利なものではあるのですが、ほとんどのものが可視画像での監視に使われているので、逆光時や夜間帯では鮮明な画像を見ることが出来ません。気象災害はいつ起きるとも限りません。逆光の時間帯や、夜間帯であっても災害は起こります。また、大雨による災害の場合、雨で視界が遮られて、肝心の状態の把握が困難であったりもします。

そういう場合にもこの画像鮮明化技術が有効に使えるのではないかと考え、LinkPro社に依頼して、この技術を内蔵してリアルタイムに不鮮明な動画映像を鮮明な映像に最適化する装置(画像鮮明化装置)『ALTER ONE』の商品化をこれまで秘かに進めてきました。その開発プロジェクトのコード名が「見え過ぎちゃって」です(マンマです・笑)。

その商品化がほぼ完成し、11月より正式に販売を開始することとして、11月2日(月)に報道発表をさせていただきました。当社はLinkPro社のこの装置の総合販売代理店として契約を行っております。

画像鮮明化装置『ALTER ONE』報道発表資料

画像鮮明化装置『ALTER ONE』は、一言で言えば、映像信号の微弱な変化をリアルタイムで自動的に調整し、鮮明な映像に最適化する装置です。
●悪天候(霧、雨、雪、黄砂、噴煙等)によって視界が悪くなった映像の処理
●光量不足(夜間、水中等)によって視界が悪くなった映像の処理
●逆光(西日やヘッドライト)によって視界が悪くなった映像の処理
に使えます。カメラ内蔵タイプも並行して開発してはおりますが、まずはボックスタイプの筐体に収めた装置を販売いたします。この装置は基本的に表示するディスプレイ装置の手前に接続され、カメラから送られてくる画像の鮮明化を行います。

「百聞は一見にしかず」で、詳細は下記をご覧ください。

画像鮮明化装置『ALTER ONE』商品紹介サイト

気象情報会社が、何故、このような画像鮮明化装置を取り扱うようになったのかということに関しては、私達の次のような思いがあります。

自然の脅威の来襲から人々の生命と財産をお守りすることを最大のミッション(社会的存在意義)とする我々気象情報会社にとって、台風や大雨、地震や津波、高潮といった自然の脅威(災い)の来襲の予報とそれがもたらすリスク(害)に関する情報を、情報の受け手となる皆様に分かりやすく提供し、行動に結び付けて課題解決や問題解決に結び付けていただくことを事業の柱としてきました。

これを行うために気象庁から送られてくる様々な気象データを活用したサービスをこれまで開発してきましたが、それを進めれば進めるほど、それだけでは自然の脅威の来襲から人々の生命と財産をお守りする上で不十分であるということも、痛いほど感じてきました。災害が今まさに起ころうとしている切迫した状況では、予報の情報よりも、現在どのような状況なのかという「状況の把握」が最も重要となり、そうしたことを行えるサービスも、気象情報会社として手掛ける必要があると考えたわけです。守備範囲の拡大!…ってやつです。それで画像鮮明化装置『ALTER ONE』の販売を始めることにしたわけです。

防災 図3

防災 図4


「状況の予測」と「現況の把握」…、この両者を一元的、かつシームレスに行えるサービスの実現、これが弊社ハレックスが目指していることです。

また、弊社がこの画像鮮明化技術の存在を、気象観測衛星『ひまわり8号』の画像をより鮮明にしてそこから何かを読み取ろうということを目的にした検討の途中で発見したように、この『ALTER ONE』で実現したカメラで撮影した画像を鮮明化する技術の適用範囲は、様々あろうかと思います。これまで市場のニーズを調査するために正式な営業を開始する前に行ったプレ営業でも、建築分野から医療分野まで様々な活用方法のヒントを頂戴することが出来ました。

ご興味がおありの方は、是非、弊社ハレックスの営業部にお問い合わせください。

執筆者

株式会社ハレックス代表取締役社長 越智正昭

株式会社ハレックス
代表取締役社長

越智正昭

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