特許 5823909 気象画像表示装置及び気象画像表示プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5823909

(24)【登録日】2015年10月16日

(45)【発行日】2015年11月25日

(54)【発明の名称】気象画像表示装置及び気象画像表示プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/02 20060101AFI20151105BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20151105BHJP

【ＦＩ】

   G01W1/02 C

   G06T1/00 285

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-93089(P2012-93089)

(22)【出願日】2012年4月16日

(65)【公開番号】特開2013-221836(P2013-221836A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2015年3月31日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】512099909

【氏名又は名称】甲斐 弘士

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 弘士

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１６５４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１２０５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０６６９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１３７０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１５３７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６９９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７９９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０４２０８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｗ １／０２

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を記憶する画像記憶手段と、
一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向き、及び前記一の気象画像と前記他の気象画像の位置関係を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記拡大縮小率と前記向きに基づき、前記他の気象画像の縮尺及び向きを前記一の気象画像に合わせる調整手段と、
前記検出手段で検出された位置関係に基づき、前記調整手段で調整された前記他の気象画像と前記一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する画像生成手段と、
前記合成画像を表示する表示手段と、
を備え、
前記検出手段は、
前記複数の気象画像から緯度線及び経度線を抽出する抽出手段と、
緯度線及び経度線で囲まれる図形を、緯度線及び経度線の抽出を経た前記他の気象画像から生成するマーカ生成手段と、
緯度線及び経度線の抽出を経た前記一の気象画像から、前記図形と合致する領域を、前記図形の大きさの変更及び傾きの９０度ピッチでの回転を行いつつ探索するマッチング手段と、
を備え、
前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の大きさの変更率を前記拡大縮小率として検出し、
前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の向きを前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向きとして検出し、
前記マッチング手段で合致が発生した探索箇所を前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の位置関係として検出すること、
を特徴とする気象画像表示装置。

【請求項2】

縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を記憶する画像記憶手段と、
一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向き、及び前記一の気象画像と前記他の気象画像の位置関係を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記拡大縮小率と前記向きに基づき、前記他の気象画像の縮尺及び向きを前記一の気象画像に合わせる調整手段と、
前記検出手段で検出された位置関係に基づき、前記調整手段で調整された前記他の気象画像と前記一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する画像生成手段と、
前記合成画像を表示する表示手段と、
を備え、
前記検出手段は、
前記複数の気象画像から緯度線及び経度線を抽出する抽出手段と、
前記緯度線及び経度線の抽出を経た前記複数の気象画像から、傾きが０、０近傍、無限大、又は無限大近傍の前記経度線を特定する傾き算出手段と、
緯度線及び経度線で囲まれる図形を、緯度線及び経度線の抽出を経た前記他の気象画像から生成するマーカ生成手段と、
緯度線及び経度線の抽出を経た前記一の気象画像から、前記図形と合致する領域を、前記図形の大きさの変更を行いつつ探索するマッチング手段と、
を備え、
前記傾き算出手段で特定された前記緯度線の傾きを前記複数の気象画像の向きとして検出し、
前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の大きさの変更率を前記拡大縮小率として検出し、
前記マッチング手段で合致が発生した探索箇所を前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の位置関係として検出すること、
を特徴とする気象画像表示装置。

【請求項3】

前記抽出手段は、
ハフ変換により直線及び曲線を検出するハフ変換手段と、
前記ハフ変換手段で検出した直線及び曲線に対する重複プロット数と緯度線及び経度線に相当する所定値とを比較する比較手段と、
を備え、
前記所定値以上となった前記重複プロット数に対応する直線及び曲線を緯度線及び経度線として抽出すること、
を特徴とする請求項１又は２記載の気象画像表示装置。

【請求項4】

前記抽出手段は、
前記気象画像に対して各種の角度で交わる被投影軸を設定して投影変換することでヒストグラムを生成する投影変換手段と、
各ヒストグラムのピークと所定値とを比較する比較手段と、
を備え、
所定値以上のピークに対応する被投影軸上の点と直交する直線を経度線として抽出すること、
を特徴とする請求項１又は２記載の気象画像表示装置。

【請求項5】

コンピュータを、
縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を記憶する画像記憶手段と、
一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向き、及び前記一の気象画像と前記他の気象画像の位置関係を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記拡大縮小率と前記向きに基づき、前記他の気象画像の縮尺及び向きを前記一の気象画像に合わせる調整手段と、
前記検出手段で検出された位置関係に基づき、前記調整手段で調整された前記他の気象画像と前記一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する画像生成手段と、
前記合成画像を表示する表示手段と、
して機能させ、
前記検出手段は、
前記複数の気象画像から緯度線及び経度線を抽出する抽出手段と、
緯度線及び経度線で囲まれる図形を、緯度線及び経度線の抽出を経た前記他の気象画像から生成するマーカ生成手段と、
緯度線及び経度線の抽出を経た前記一の気象画像から、前記図形と合致する領域を、前記図形の大きさの変更及び傾きの９０度ピッチでの回転を行いつつ探索するマッチング手段と、
を備え、
前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の大きさの変更率を前記拡大縮小率として検出し、
前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の向きを前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向きとして検出し、
前記マッチング手段で合致が発生した探索箇所を前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の位置関係として検出すること、
を特徴とする気象画像表示プログラム。

【請求項6】

コンピュータを、
縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を記憶する画像記憶手段と、
一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向き、及び前記一の気象画像と前記他の気象画像の位置関係を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記拡大縮小率と前記向きに基づき、前記他の気象画像の縮尺及び向きを前記一の気象画像に合わせる調整手段と、
前記検出手段で検出された位置関係に基づき、前記調整手段で調整された前記他の気象画像と前記一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する画像生成手段と、
前記合成画像を表示する表示手段と、
して機能させ、
前記検出手段は、
前記複数の気象画像から緯度線及び経度線を抽出する抽出手段と、
前記緯度線及び経度線の抽出を経た前記複数の気象画像から、傾きが０、０近傍、無限大、又は無限大近傍の前記経度線を特定する傾き算出手段と、
緯度線及び経度線で囲まれる図形を、緯度線及び経度線の抽出を経た前記他の気象画像から生成するマーカ生成手段と、
緯度線及び経度線の抽出を経た前記一の気象画像から、前記図形と合致する領域を、前記図形の大きさの変更を行いつつ探索するマッチング手段と、
を備え、
前記傾き算出手段で特定された前記緯度線の傾きを前記複数の気象画像の向きとして検出し、
前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の大きさの変更率を前記拡大縮小率として検出し、
前記マッチング手段で合致が発生した探索箇所を前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の位置関係として検出すること、
を特徴とする気象画像表示プログラム。

【請求項7】

前記抽出手段は、
ハフ変換により直線及び曲線を検出するハフ変換手段と、
前記ハフ変換手段で検出した直線及び曲線に対する重複プロット数と緯度線及び経度線に相当する所定値とを比較する比較手段と、
を備え、
前記所定値以上となった前記重複プロット数に対応する直線及び曲線を緯度線及び経度線として抽出すること、
を特徴とする請求項５又は６記載の気象画像表示プログラム。

【請求項8】

前記抽出手段は、
前記気象画像に対して各種の角度で交わる被投影軸を設定して投影変換することでヒストグラムを生成する投影変換手段と、
各ヒストグラムのピークと所定値とを比較する比較手段と、
を備え、
所定値以上のピークに対応する被投影軸上の点と直交する直線を経度線として抽出すること、
を特徴とする請求項５又は６記載の気象画像表示プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、縮尺及び範囲の異なる複数の気象画像を表示する装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

気象の予測や研究を行う者は、各所の気圧、風向、風力、雲量等の各種の気象現象が表現された気象画像を政府系若しくは民間系の組織から入手して、その解析を行っている。一般的に、気象の解析精度を向上させるには、各気象現象、各地域の現況、及び各高度の現況を統合的に把握する必要がある。

【0003】

そこで、気象の予測者又は研究者は、地上天気図、アジア高層天気図、極東高層天気図、又はアジア太平洋天気図のように表現高度や位置が異なる各種の気象画像を入手し、汎用的なビューアに表示させ、複数の気象画像について画面を切り替えながら表示したり、マルチウィンドウによりそれぞれの気象データを別ウィンドウとして表示したりすることで、頭の中で気象画像の重ね合わせを行っていた。

【0004】

但し、重ね合わせた気象画像を想像する行為はとても煩雑な作業である。そこで、近年は、コンピュータの処理速度の向上に伴い、画面上で複数の気象画像を重ね合わせて表示する気象画像表示装置も提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

【0005】

特許文献１の気象画像表示装置は、ポーラステレオ図法やランベルト正角円錐図法に現れる格子点や緯度経度ポイントを用いて、重ね合わせる気象画像の縮尺の違いや、向きの違いや、位置関係を特定し、両者を揃えて合成する手法を用いている。気象画像がベクターデータとして提供されている場合、又は格子点データや緯度経度ポイントデータが画像に付帯している場合には、有益な手法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−１２０５６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、気象画像は必ずしも格子点や緯度経度ポイントを特定可能な形式で提供されているとは限らない。気象画像がビットマップ等のラスターデータとして提供されている場合には、格子点や緯度経度ポイントは、地形の輪郭線、等圧線、風向線、緯度線、および経度線に紛れてしまい、その抽出は困難である。

【0008】

すなわち、コンピュータが格子点や緯度経度ポイントを特定困難な形式で提供されている気象画像については、特許文献１の手法を用いても重ね合わせは困難であり、気象を予測又は研究する者に対する煩雑さの解消には至らなかった。

【0009】

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、どのようなデータ形式の気象画像であっても、縮尺や向きや位置関係を揃えて合成表示することができる気象画像表示装置及び気象画像表示プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様は、気象画像表示装置において、縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を記憶する画像記憶手段と、一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向き、及び前記一の気象画像と前記他の気象画像の位置関係を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記拡大縮小率と前記向きに基づき、前記他の気象画像の縮尺及び向きを前記一の気象画像に合わせる調整手段と、前記検出手段で検出された位置関係に基づき、前記調整手段で調整された前記他の気象画像と前記一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する画像生成手段と、前記合成画像を表示する表示手段と、を備える。

【0011】

また、本発明の第２の態様は、気象画像表示プログラムにおいて、コンピュータを、縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を記憶する画像記憶手段と、一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向き、及び前記一の気象画像と前記他の気象画像の位置関係を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記拡大縮小率と前記向きに基づき、前記他の気象画像の縮尺及び向きを前記一の気象画像に合わせる調整手段と、前記検出手段で検出された位置関係に基づき、前記調整手段で調整された前記他の気象画像と前記一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する画像生成手段と、前記合成画像を表示する表示手段と、して機能させる。

【0012】

そして、前記検出手段は、前記複数の気象画像から緯度線及び経度線を抽出する抽出手段と、緯度線及び経度線で囲まれる図形を、緯度線及び経度線の抽出を経た前記他の気象画像から生成するマーカ生成手段と、緯度線及び経度線の抽出を経た前記一の気象画像から、前記図形と合致する領域を、前記図形の大きさの変更及び傾きの９０度ピッチでの回転を行いつつ探索するマッチング手段と、を備え、前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の大きさの変更率を前記拡大縮小率として検出し、前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の向きを前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の向きとして検出し、前記マッチング手段で合致が発生した探索箇所を前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の位置関係として検出することを特徴とする。

【0013】

または、前記検出手段は、前記複数の気象画像から緯度線及び経度線を抽出する抽出手段と、前記緯度線及び経度線の抽出を経た前記複数の気象画像から、傾きが０、０近傍、無限大、又は無限大近傍の前記経度線を特定する傾き算出手段と、緯度線及び経度線で囲まれる図形を、緯度線及び経度線の抽出を経た前記他の気象画像から生成するマーカ生成手段と、緯度線及び経度線の抽出を経た前記一の気象画像から、前記図形と合致する領域を、前記図形の大きさの変更を行いつつ探索するマッチング手段と、を備え、前記傾き算出手段で特定された前記緯度線の傾きを前記複数の気象画像の向きとして検出し、前記マッチング手段で合致が発生したときの前記図形の大きさの変更率を前記拡大縮小率として検出し、前記マッチング手段で合致が発生した探索箇所を前記一の気象画像に対する前記他の気象画像の位置関係として検出することを特徴とする。

【0014】

前記抽出手段は、ハフ変換により直線及び曲線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段で検出した直線及び曲線に対する重複プロット数と緯度線及び経度線に相当する所定値とを比較する比較手段と、を備え、前記所定値以上となった前記重複プロット数に対応する直線及び曲線を緯度線及び経度線として抽出するようにしてもよい。

【0015】

前記抽出手段は、前記気象画像に対して各種の角度で交わる被投影軸を設定して投影変換することでヒストグラムを生成する投影変換手段と、各ヒストグラムのピークと所定値とを比較する比較手段と、を備え、所定値以上のピークに対応する被投影軸上の点と直交する直線を経度線として抽出するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像を容易に合成することができ、１枚の合成画像で各種の情報を統合的に管理・観察することができ、気象現象の把握精度を向上させることができるとともに、情報が複数の気象画像に散逸していた現状を鑑みると、ユーザの利便性は飛躍的に高まる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】気象画像表示装置を含むネットワーク構成を示す図である。

【図2】気象画像表示装置が行う処理の全体動作を示すフローチャートである。

【図3】気象画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。

【図4】第１の検出例において、表示手段に表示されるＧＵＩ画面の第１の態様を示す模式図である。

【図5】第１の検出例において、表示手段に表示されるＧＵＩ画面の第２の態様を示す模式図である。

【図6】第１の検出例において、表示手段に表示されるＧＵＩ画面の第３の態様を示す模式図である。

【図7】第１の検出例に係る気象画像表示装置を示すブロック図である。

【図8】第１の検出例に係る検出部の動作を示すフローチャートである。

【図9】第２の検出例に係る検出部の構成を示すブロック図である。

【図10】第２の検出例に係る検出部の動作を示すフローチャートである。

【図11】第２の検出例に係る作用を示す第１の模式図である。

【図12】第２の検出例に係る作用を示す第２の模式図である。

【図13】第２の検出例に係る作用を示す第３の模式図である。

【図14】第２の検出例に係る作用を示す第４の模式図である。

【図15】第２の検出例に係る作用を示す第５の模式図である。

【図16】第２の検出例に係る作用を示す第６の模式図である。

【図17】第２の検出例に係る抽出部の抽出処理を示すフローチャートである。

【図18】第３の検出例に係る検出部の構成を示すブロック図である。

【図19】第３の検出例に係る経度線を抽出する動作を示すフローチャートである。

【図20】第３の検出例に係る経度線抽出の作用を示す模式図である。

【図21】第４の検出例に係る検出部の構成を示すブロック図である。

【図22】第４の検出例に係る気象画像の向きを検出する動作を示すフローチャートである。

【図23】第５の検出例に係る検出部の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る気象画像表示プログラムがインストールされた気象画像表示装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0021】

（全体処理）
図１は、気象画像表示装置１を含むネットワーク構成を示す図である。気象画像表示装置１は、気象画像表示プログラムがインストールされ、インターネット２００に接続可能な所謂コンピュータであり、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、スマートフォン等の携帯端末である。

【0022】

インターネット２００には、気象画像Ｇ提供サーバ１００が接続されており、気象画像表示装置１は、気象画像Ｇ提供サーバ１００から複数の気象画像Ｇをダウンロードする。気象画像Ｇ提供サーバ１００は、民間や気象庁や気象協会が提供するコンピュータであり、各種の気象画像Ｇがアップロードされている。

【0023】

気象画像Ｇは、地上天気図、アジア高層天気図、極東高層天気図、又はアジア太平洋天気図のように、それぞれ種類が異なり、また日時、縮尺、位置、又は画像の向きの少なくとも何れかが提供先に応じて異なっている場合がある。

【0024】

そこで、この気象画像表示装置１は、複数の気象画像Ｇの大きさや向きを揃え、適切な位置関係に重なるようにして、複数の気象画像Ｇを合成し、複数の気象画像Ｇが持つ各種の情報を統合した一枚の合成画像を表示させる。

【0025】

図２は、この気象画像表示装置１が行う処理の全体動作を示すフローチャートである。まず、気象画像表示装置１は、インターネット２００上の気象画像Ｇ提供サーバ１００と通信し、当該気象画像Ｇ提供サーバ１００から複数の気象画像Ｇを受信する（ステップＳ０１）。

【0026】

次に、気象画像表示装置１は、受信した複数の気象画像Ｇから一の気象画像を基準気象画像Ｇ１に決定し、他の気象画像を調整気象画像Ｇ２に決定し、基準気象画像Ｇ１に対する調整気象画像Ｇ２の拡大縮小率、基準気象画像Ｇ１に対する調整気象画像Ｇ２の向き、及び基準気象画像Ｇ１と調整気象画像Ｇ２の位置関係を検出する（ステップＳ０２）。

【0027】

基準気象画像Ｇ１は、何れが選択されてもよいが、例えば、地上天気図等の最下層のレイヤーや雲が写り込まないように可視領域の電磁波を用いて撮影した真夜中の可視画像が好ましい。拡大縮小率は、基準気象画像Ｇ１に大きさを揃えるための調整気象画像Ｇ２の拡大率又は縮小率である。向きは、東西南北が画像の上下左右の何れに設定されているかを示す。位置関係は、基準気象画像Ｇ１の描画領域と調整気象画像Ｇ２の描画領域との重複箇所を示す。

【0028】

複数の気象画像Ｇの相違点検出が終了すると、気象画像表示装置１は、拡大縮小率が示す倍率で調整気象画像Ｇ２を拡大又は縮小し（ステップＳ０３）、基準気象画像Ｇ１の向きに揃えるように調整気象画像Ｇ２の向きを回転させる（ステップＳ０４）。

【0029】

調整気象画像Ｇ２の調整が終了すると、気象画像表示装置１は、検出した位置関係に沿うように基準気象画像Ｇ１に調整気象画像Ｇ２を重ねた合成画像を生成する（ステップＳ０５）。

【0030】

そして、気象画像表示装置１は、合成画像を表示手段８０（図３参照）に表示させる（ステップＳ０６）。表示手段８０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイであり、コンピュータである気象画像表示装置１に接続又は付属している。

【0031】

（全体構成）
この気象画像表示装置１の全体構成を説明する。図３は、気象画像表示装置１の全体構成を示すブロック図である。この気象画像表示装置１は、気象画像表示プログラムを実行することにより、通信部１０と記憶部２０と検出部３０と調整部４０と画像生成部５０とデータベース６０とビューア７０とを備える。

【0032】

通信部１０は、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、又は携帯電話回線と接続可能なネットワークアダプタを含み構成され、インターネット２００を介して気象画像Ｇ提供サーバ１００と通信し、気象画像Ｇ提供サーバ１００から気象画像Ｇをダウンロードする。記憶部２０は、一時記憶メモリ又は不揮発性メモリを含み構成され、通信部１０がダウンロードした気象画像Ｇが展開される。

【0033】

検出部３０は、主にＣＰＵを含み構成され、記憶部２０に記憶された基準気象画像Ｇ１に対する調整気象画像Ｇ２の拡大縮小率、位置関係、及び向きを検出する。

【0034】

検出方法としては、ユーザの目視によるＧＵＩを用いた調整操作に応じた拡大縮小率や向きや位置関係の検出を行う手動方法や、複数の気象画像Ｇに共通して描画されている図形をマーカとするパターンマッチング方法が挙げられる。

【0035】

パターンマッチング方法において、マーカとなり得る図形は、緯度線と経度線とに囲まれた一領域、画像内で輪郭が閉じたループを描く台湾等の島であるこれら図形で画像上を走査し、各所で図形を大小させながら、また９０度ピッチで回転させながら、パターンマッチングする。気象画像Ｇの向きは、画像と直交する経度線が画像を横断するか縦断するかによって判断してもよい。

【0036】

調整部４０は、主にＣＰＵを含み構成され、基準気象画像Ｇ１に調整気象画像Ｇ２の大きさと向きを揃える画像処理を行う。当該画像処理は、調整気象画像Ｇ２の拡大又は縮小処理と回転処理である。調整部４０は、検出部３０が検出した拡大縮小率が示す倍率で調整気象画像Ｇ２を拡大又は縮小する。また、調整部４０は、検出部３０が検出した基準気象画像Ｇ１と調整画像の向きを揃えるように調整気象画像Ｇ２を回転させる。

【0037】

画像生成部５０は、主にＣＰＵを含み構成され、基準気象画像Ｇ１と調整気象画像Ｇ２とを重ね合わせた合成画像を生成する。調整気象画像Ｇ２を重ね合わせる位置は、検出部３０が検出した基準気象画像Ｇ１と調整気象画像Ｇ２の位置関係に従う。

【0038】

この画像生成部５０は、合成処理に先だって、気象画像Ｇに存在する海上領域及び輪郭を除く陸地領域を透明ピクセルに変更しておく。透明ピクセルへの変更の際には、気象画像Ｇを２値化することで透明ピクセルに変更する領域とその他領域とを分別しておく。また、合成処理に先立って、基準気象画像Ｇ１上に重ね合わせる調整気象画像Ｇ２の透明度を予め設定しておく。

【0039】

データベース６０は、主にＨＤＤを含み構成され、ダウンロードした気象画像Ｇと合成情報と時空情報とを登録する。合成情報は、合成の際の調整気象画像Ｇ２の拡大縮小率、向き、及び位置関係であり、調整部４０から取得する。時空情報は、気象画像Ｇに付帯している日時情報と重ね合わせる際の階層情報であり、通信部１０から取得する。

【0040】

ビューア７０は、主にＣＰＵを含み構成され、合成画像を表示手段８０に表示させたり、撮影日時順又は逆順にデータベース６０に登録された複数の合成画像を連続表示する。

【0041】

（第１の検出例）
このような気象画像表示装置１における拡大縮小率、向き、及び位置関係の検出例を詳細に説明する。本検出例では、ＧＵＩインターフェースを用いてユーザが目視にて画像の大きさや向きや描画位置を変更する。

【0042】

図４乃至６は、表示手段８０に表示されるＧＵＩ画面８１を示す模式図である。図４乃至６に示すように、検出部３０は、表示手段８０にＧＵＩ画面８１を表示させる。ＧＵＩ画面８１には、描画フィールドと回転ボタン８２と確定ボタン８３とが表示される。描画フィールドには、基準気象画像Ｇ１と調整気象画像Ｇ２とが表示される。尚、ＧＵＩ画面８１には、気象画像Ｇの色と透明度を変更する色変更アイコン８４と透明度変更バー８５が設けられている。

【0043】

図４に示すように、調整気象画像Ｇ２上にポインタ８６を位置させてドラッグすると、検出部３０は、ドラッグの始点から終点へ調整気象画像Ｇ２を移動させる。すなわち、マウスボタンの押下を示すマウスイベントが発生し、そのマウスイベント発生時のポインタ８６の位置が調整気象画像Ｇ２内にあると、マウスボタンの押下が継続されている間、ポインタ８６の位置に調整気象画像Ｇ２を移動させる。

【0044】

また、図５に示すように、回転ボタン８２がクリックされると、検出部３０は、クリックの回数を検出し、回数に応じて調整対象の気象画像Ｇを９０度ずつ回転させる。

【0045】

更に、図６に示すように、調整気象画像Ｇ２の角にポインタ８６を合わせてドラッグすると、検出部３０は、ポインタ８６を合わせた角がドラッグの終点に位置するように、調整気象画像Ｇ２の縦横比を維持したまま拡大又は縮小させる。すなわち、マウスボタンの押下を示すマウスイベントが発生し、そのマウスイベント発生時のポインタ８６の位置が調整対象の気象画像Ｇの角であると、マウスボタンの押下が継続されている間、ポインタ８６の位置に其の角が位置するように気象画像Ｇを拡大又は縮小させる。

【0046】

尚、マウスホイールを前後に操作することで、現在の視野中心を拡大縮小の中心にして拡大縮小するようにしてもよい。

【0047】

そして、確定ボタン８３が押下されると、検出部３０は、調整情報として、調整気象画像Ｇ２の基準気象画像Ｇ１に対する位置、拡大又は縮小した倍率、及び回転後の向きを特定する。

【0048】

すなわち、この検出部３０は、図７に示すように、表示制御部３１を備えている。表示制御部３１は、複数の気象画像Ｇを重ねたＧＵＩ画面８１を表示手段８０に表示させ、検出部３０は、ユーザの操作に応じた拡大縮小率、位置、及び回転後の向きを含む調整情報を逐次更新しながら記憶する。

【0049】

図８は、この検出部３０の動作を示すフローチャートである。まず、検出部３０の表示制御部３１は、記憶部２０から複数の気象画像Ｇを読み出し（ステップＳ１１）、ＧＵＩ画面８１上の描画フィールドに重ねて表示する（ステップＳ１２）。このとき、複数の気象画像Ｇを区別できるように、画像の枠をなぞった色付きの太線で強調したり、等値線や緯度経度線の色を気象画像Ｇ毎に変えて肉眼で区別できるようにしてもよい。

【0050】

ユーザが入力手段９０を用いて調整気象画像Ｇ２の移動操作を行うと（ステップＳ１３）、表示制御部３１は、操作に応じた移動先に調整気象画像Ｇ２を再描画し（ステップＳ１４）、検出部３０は、移動先の座標を位置関係を示す情報として調整情報に含める（ステップＳ１５）。

【0051】

また、回転ボタン８２がクリックされると（ステップＳ１６）、表示制御部３１は、調整気象画像Ｇ２を９０度回転させて再描画し（ステップＳ１７）、検出部３０は、合計回転角度を向きを示す情報として調整情報に含める（ステップＳ１８）。

【0052】

更に、ユーザが入力手段９０を用いて調整気象画像Ｇ２の拡大又は縮小操作を行うと（ステップＳ１９）、表示制御部３１は、調整気象画像Ｇ２を操作に応じて拡大又は縮小して再描画し（ステップＳ２０）、検出部３０は、拡大又は縮小された倍率を拡大縮小率を示す情報として調整情報に含める（ステップＳ２１）。

【0053】

そして、確定ボタン８３がクリックされると（ステップＳ２２）、検出部３０は、最終的な調整情報を確定して調整部４０と画像生成部５０に引き渡し（ステップＳ２３）、検出処理を終了する。調整部４０は、引き渡された調整情報に合わせて調整気象画像Ｇ２の大きさと向きを変更し、画像生成部５０は、大きさと向きが変更された調整気象画像Ｇ２を調整情報が示す位置関係に置いて基準調整画像との合成画像を生成する。

【0054】

（第２の検出例）
更に、第２の検出例を詳細に説明する。第２の検出例は、パターンマッチング法を用いて調整情報を特定するものである。この検出部３０は、図９に示すように、ハフ変換により緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを抽出する抽出部３２と、マーカとなる図形Ｏｂを調整気象画像Ｇ２から生成するマーカ生成部３３と、マーカとして用いた図形Ｏｂと基準気象画像Ｇ１の各所とのパターンマッチングを行うマッチング部３４とを備えている。

【0055】

図１０は、この検出部３０の動作を示すフローチャートである。また、図１１乃至１６は、この検出部３０の作用を示す模式図である。

【0056】

最初に、抽出部３２は、図１１に示すように、基準気象画像Ｇ１と調整気象画像Ｇ２とからハフ変換を用いて緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを抽出する（ステップＳ３１）。

【0057】

次に、マーカ生成部３３は、図１２に示すように、調整気象画像Ｇ２から緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋで囲まれた一の領域の輪郭を図形Ｏｂとして抽出する（ステップＳ３２）。

【0058】

図形Ｏｂを抽出すると、マッチング部３４は、図１３に示すように、抽出した図形Ｏｂをマーカとして用い、当該図形Ｏｂで基準気象画像Ｇ１を走査する（ステップＳ３３）。この走査処理において、マッチング部３４は、図１４に示すように、各所で図形Ｏｂを段階的に拡大又は縮小し（ステップＳ３４）、図１５に示すように、更に各所で図形Ｏｂの向きを９０度ずつ回転させ（ステップＳ３５）、逐次パターンマッチングを行う。

【0059】

すなわち、マッチング部３４は、各所の緯度線Ｌｉと経度線Ｌｋとで囲まれる領域とマーカとして用いている図形Ｏｂとが合致するか否かを判断する（ステップＳ３６）。

【0060】

図１６に示すように、図形Ｏｂと合致した領域が存在した場合には（ステップＳ３６，Ｙｅｓ）、その位置が調整気象画像Ｇ２を重ね合わせ箇所となり、合致したときの図形Ｏｂの倍率が調整気象画像Ｇ２の拡大縮小率となり、合致したときの図形Ｏｂの回転量が調整気象画像Ｇ２を回転させる量となり、これらの情報を調整情報に含める（ステップＳ３７）。

【0061】

ハフ変換による抽出部３２について更に詳細に説明する。図９に示すように、抽出部３２は、ハフ変換部３５を備え、ハフ変換処理を用いて気象画像Ｇから直線や曲線を抽出する。また、抽出部３２は、比較部３６を備え、ハフ変換による角度と距離毎の重複プロット数と所定値とを比較することで、直線及び曲線から緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを選択する。

【0062】

図１７は、この抽出部３２による緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋの抽出処理を示すフローチャートである。まず、ハフ変換部３５は、気象画像Ｇを記憶部２０から読み出す（ステップＳ４１）。そして、ハフ変換部３５は、気象画像Ｇを走査して黒色が設定されているピクセルを探す（ステップＳ４２）。すなわち、気象画像Ｇが白黒画像でない場合には、予め二値化しておく。

【0063】

次に、ハフ変換部３５は、検出された黒色のピクセルを通る角度θの直線を気象画像Ｇ上に設定し（ステップＳ４３）、気象画像Ｇの原点から当該直線までの距離ｒを求め（ステップＳ４４）、（θ，ｒ）の極座標二次元空間にプロットする（ステップＳ４５）。この極座標二次元空間への変換は、全ての黒色のピクセルに対して各角度θの全直線について行う。

【0064】

更に、ハフ変換部３５は、検出された黒色のピクセルを通る楕円の中心座標（Ｘ，Ｙ）を設定し（ステップＳ４６）、楕円の半径ｒを求め（ステップＳ４７）、（Ｘ，Ｙ，ｒ）の三次元空間にプロットする（ステップＳ４８）。この三次元空間への変換は、全ての黒色のピクセルと通る全ての楕円について行う。尚、楕円の中心とは、長軸と短軸の交点をいう。

【0065】

そして、ハフ変換部３５は、同一の座標（θ,ｒ）及び（Ｘ，Ｙ，ｒ）に重複してプロットされた数をそれぞれカウントする（ステップＳ４９）。

【0066】

ハフ変換部３５による処理が終了すると、比較部３６は、同一の座標（θ,ｒ）及び（Ｘ，Ｙ，ｒ）に重複してプロットされた数を所定値とそれぞれ比較する（ステップＳ５０）。そして、所定値以上の重複プロット数がカウントされた座標を緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを示す座標情報として特定する（ステップＳ５１）。

【0067】

この所定値は、緯度線Ｌｉや経度線Ｌｋを示す直線や曲線に相当する重複プロット数に対応する値である。気象画像Ｇ内には、海岸線、等圧線、風力記号等の各種の直線や曲線が存在するが、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋはこれらと比べて圧倒的に長い。そのため、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋと、その他の直線や曲線とを分ける閾値を設けることで、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋと他の線とを区別できる。

【0068】

（第３の検出例）
更に、第３の検出例を詳細に説明する。第３の検出例は、直線である経度線Ｌｋの抽出に投影変換の手法を用いたものである。すなわち、図１８に示すように、抽出部３２は、ハフ変換部３５と投影変換部３７と比較部３６とを備えている。

【0069】

投影変換部３７は、各向きの被投影軸Ｐａに対して気象画像Ｇを投影する。比較部３６は、経度線Ｌｋの抽出処理において、投影により得られた各ヒストグラムＨｇから所定値以上のピークを検出することで、そのピークに対応する位置を通る投射線を経度線Ｌｋとして検出する。

【0070】

図１９は、この抽出部３２による経度線Ｌｋを抽出する動作を示すフローチャートである。また、図２０は、この抽出部３２による作用を示す模式図である。

【0071】

まず、図１９及び図２０に示すように、投影変換部３７は、気象画像Ｇと同一平面上に、気象画像Ｇと各種の角度で交わる被投影軸Ｐａを有する投影空間を設定して投影変換する（ステップＳ６１）。投影空間は、角度θの被投影軸Ｐａと、被投影軸Ｐａに対して直交する縦軸を有する。そして、投影変換部３７は、被投影軸Ｐａ上の各点で直交する各直線上に乗る黒色ピクセルの数をカウントし、角度θの被投影軸ＰａにおけるヒストグラムＨｇを生成する（ステップＳ６２）。このＳ６１〜Ｓ６２の処理は、各角度θの各被投影軸Ｐａに対して実施する。

【0072】

次に、比較部３６は、各ヒストグラムＨｇのピークを検出し（ステップＳ６３）、所定値以上となるピークを抽出する（ステップＳ６４）。そして、比較部３６は、所定値以上のピークに対応する被投影軸Ｐａ上の点と直交する直線を経度線Ｌｋとして特定する（ステップＳ６５）。

【0073】

（第４の検出例）
更に、第４の検出例を詳細に説明する。第４の検出例に係る検出部３０は、第１の検出例と気象画像Ｇの向きを検出する態様が異なる。この第４の検出例では、傾きが０又は無限大となる経度線Ｌｋを探索し、その経度線Ｌｋの向きによって気象画像Ｇの向きを検出する。すなわち、図２１に示すように、検出部３０は、傾き算出部３８を備えている。

【0074】

図２２は、この傾き算出部３８による気象画像Ｇの向きを検出する動作を示すフローチャートである。まず、傾き算出部３８は、抽出部３２によって抽出された経度線Ｌｋ上の２点の座標を特定する（ステップＳ７１）。

【0075】

そして、傾き算出部３８は、その２点のＸ座標若しくはＹ座標が同じであるか異なっているかを判断する（ステップＳ７２）。異なっていれば（ステップＳ７２，Ｎｏ）、次の経度線ＬｋについてＳ７１〜Ｓ７２を繰り返す。

【0076】

一方、同じであれば（ステップＳ７２，Ｙｅｓ）、その２点を通る経度線Ｌｋの延び方向を気象画像Ｇの向きとする（ステップＳ７３）。この傾き算出部３８により、気象画像Ｇの縦辺又は横辺に直交する経度線Ｌｋが検出され、気象画像Ｇの向きが特定される。

【0077】

尚、傾きが０又は無限大とは、厳密には０近傍又は無限大近傍が含まれ、２点のＸ座標若しくはＹ座標が同じであるか異なっているかは、座標値が所定範囲内に収まっているか否かにより判断される。

【0078】

（第５の検出例）
更に、第５の検出例を詳細に説明する。第５の検出例に係る検出部３０は、第１乃至４の検出例と比べて、予めマーカとして用いる図形Ｏｂを記憶している。すなわち、図２３に示すように、この検出部３０は、マーカ記憶部３９とマッチング部３４とを備えている。マーカ記憶部３９は、気象画像Ｇ内で輪郭が閉じたループを描く台湾等の地形の図形Ｏｂを記憶している。マッチング部３４は、大きさと向きを変更した図形Ｏｂで気象画像Ｇ内を走査し、暫時マッチングを行う。

【0079】

（効果）
以上のように、気象画像表示プログラムをインストールした気象画像表示装置１は、記憶部２０と検出部３０と調整部４０と画像生成部５０と表示手段８０を備えるようにした。記憶部２０は、縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像Ｇを記憶する。検出部３０は、一の気象画像と縮尺を合わせるための他の気象画像の拡大縮小率、一の気象画像に対する他の気象画像の向き、及び一の気象画像と他の気象画像の位置関係を検出する。調整部４０は、検出部３０により検出された拡大縮小率と向きに基づき、他の気象画像の縮尺及び向きを一の気象画像に合わせる。画像生成部５０は、検出部３０で検出された位置関係に基づき、調整部４０で調整された他の気象画像と一の気象画像とを重ね合わせた合成画像を生成する。そして、表示手段８０は、この合成画像を表示する。

【0080】

拡大縮小率、向き、及び位置関係の検出では、まず、複数の気象画像Ｇから緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを抽出する。次に、経度線Ｌｋ及び緯度線Ｌｉで囲まれる図形Ｏｂを、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋの抽出を経た他の気象画像から生成する。そして、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋの抽出を経た一の気象画像から、抽出した図形Ｏｂと合致する領域を、当該図形Ｏｂの大きさの変更及び傾きの９０度ピッチでの回転を行いつつ探索する。

【0081】

そして、マッチングで合致が発生したときの図形Ｏｂの大きさの変更率を拡大縮小率として検出し、図形Ｏｂの向きを一の気象画像に対する他の気象画像の向きとして検出し、合致が発生した探索箇所を一の気象画像に対する他の気象画像の位置関係として検出する。

【0082】

緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋは、ハフ変換により直線及び曲線を検出し、重複プロット数と緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋに相当する所定値とを比較し、所定値以上となった重複プロット数に対応する直線及び曲線を緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋとして抽出するようにすればよい。

【0083】

これにより、縮尺、位置、又は向きの少なくとも何れかが異なる複数の気象画像Ｇを容易に合成することができ、１枚の合成画像で各種の情報を統合的に管理・観察することができ、気象現象の把握精度を向上させることができるとともに、情報が複数の気象画像Ｇに散逸していた現状を鑑みると、ユーザの利便性は飛躍的に高まる。

【0084】

更に、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを抽出し、これらの線に囲まれた図形Ｏｂをマーカとして用いるという手法によれば、格子点等のマーカ抽出が困難であったラスターデータの気象画像Ｇであっても、自動的に合成画像を生成することが可能となる。

【0085】

また、本実施形態の一検出例では、緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋの抽出を経た複数の気象画像Ｇから、傾きが０、０近傍、無限大、又は無限大近傍の経度線Ｌｋを特定し、特定した緯度線Ｌｉの傾きを複数の気象画像Ｇの向きとして検出するようにした。

【0086】

これにより、図形Ｏｂをマーカとして用いてマッチングをする場合と比べて、マーカの向きを変更しながら合致判定をする必要はなくなり、マッチング処理が最大で４分の１の負荷となるため、自動処理の高速化が図れる。

【0087】

また、本実施形態の一検出例では、気象画像Ｇに対して各種の角度で交わる被投影軸Ｐａを設定して投影変換することでヒストグラムＨｇを生成し、各ヒストグラムＨｇのピークと所定値とを比較し、所定値以上のピークに対応する被投影軸Ｐａ上の点と直交する直線を経度線Ｌｋとして抽出するようにした。

【0088】

これにより、自動処理を行う場合、経度線Ｌｋの抽出に関してはハフ変換と比べて遥かに処理の軽い手法で実現することができるので、全体的な自動処理の高速化を図ることができる。

【0089】

以上のように、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものである。すなわち、これら実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことで、様々な形態で実施されることが可能である。そして、これら実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0090】

例えば、基準気象画像Ｇ１に対する調整気象画像Ｇ２の拡大縮小率、向き、及び位置関係を探索する際に、ハフ変換、投影処理、及びユーザ目視による手入力を複合的に用いて緯度線Ｌｉ及び経度線Ｌｋを抽出するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0091】

１ 気象画像表示装置
１０ 通信部
２０ 記憶部
３０ 検出部
３１ 表示制御部
３２ 抽出部
３３ マーカ生成部
３４ マッチング部
３５ ハフ変換部
３６ 比較部
３７ 投影変換部
３８ 傾き算出部
３９ マーカ記憶部
４０ 調整部
５０ 画像生成部
６０ データベース
７０ ビューア
８０ 表示手段
８１ ＧＵＩ画面
８２ 回転ボタン
８３ 確定ボタン
８４ 色変更アイコン
８５ 透明度変更バー
８６ ポインタ
９０ 入力手段
１００ 気象画像提供サーバ
２００ インターネット
Ｇ 気象画像
Ｇ１ 基準気象画像
Ｇ２ 調整気象画像
Ｌｉ 緯度線
Ｌｋ 経度線
Ｏｂ 図形
Ｐａ 非投影軸
Ｈｇ ヒストグラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】