JP3002923B2

JP3002923B2 - 画像位置合せ装置およびその使用方法

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Publication number: JP3002923B2
Application number: JP4099989A
Authority: JP
Inventors: 昌弘松下
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 2000-01-24
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: JPH05298417A; US5917469A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の画像が互いに重
なり合うように、これら複数の画像の位置合せを行う画
像位置合せ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】記録された放射線画像を読み取って画像
信号を得、この画像信号に適切な画像処理を施した後、
画像を再生記録することは種々の分野で行なわれてい
る。たとえば、後の画像処理に適合するように設計され
たガンマ値の低いＸ線フィルムを用いてＸ線画像を記録
し、このＸ線画像が記録されたフィルムからＸ線画像を
読み取って電気信号に変換し、この電気信号（画像信
号）に画像処理を施した後コピー写真等に可視像として
再生することにより、コントラスト，シャープネス，粒
状性等の画質性能の良好な再生画像を得ることが行なわ
れている（特公昭61-5193 号公報参照）。

【０００３】また本願出願人により、放射線（Ｘ線，α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射するとこの
放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等の
励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽
発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、
人体等の被写体の放射線画像情報を一旦シート状の蓄積
性蛍光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー
光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られ
た輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この
画像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材料
等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる放射
線画像記録再生システムがすでに提案されている（特開
昭55-12429号，同56-11395号，同55-163472 号，同56-1
04645 号，同55- 116340号等）。

【０００４】このシステムは、従来の銀塩写真を用いる
放射線写真システムと比較して極めて広い放射線露出域
にわたって画像を記録しうるという実用的な利点を有し
ている。すなわち、蓄積性蛍光体においては、放射線露
光量に対して蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光
の光量が極めて広い範囲にわたって比例することが認め
られており、従って種々の撮影条件により放射線露光量
がかなり大幅に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放
射される輝尽発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設
定して光電変換手段により読み取って電気信号に変換
し、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録材料、
ＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可視像として出力さ
せることによって、放射線露光量の変動に影響されない
放射線画像を得ることができる。

【０００５】一方、上述した蓄積性蛍光体シートから得
られた被写体の放射線画像を観察しながら画像解析等を
行うためにバイオイメージアナライザが用いられること
がある。

【０００６】このバイオイメージアナライザは、ＲＮ
Ａ、蛋白質等のオートラジオグラフィ、蛋白質結晶構造
解析等のＸ線回析、動物や植物の薬物代謝分析等の画像
解析を行うものである。このバイオイメージアナライザ
に蓄積性蛍光体シートを用いれば上述した画像解析等を
良好にかつ短時間で行うことができる。

【０００７】また、バイオイメージアナライザを用い
て、ラットの脳切片の放射線画像を表示して、ラットの
脳の薬物代謝分析を行うことがある。この場合、複数の
脳切片を蓄積性蛍光体シートに張り付けて密着露光し、
この蓄積性蛍光体シートに蓄積記録された脳切片の画像
を読み取り、読み取られた複数の脳切片の画像を比較し
ながら、例えば薬物による代謝の相違を分析するもので
ある。

【０００８】この脳切片の薬物代謝分析において、比較
する複数画像にサブトラクション処理や加算処理等の重
ね合せ処理を施してより分析に適した画像を求めること
がある。

【０００９】このサブトラクション処理とは、互いに異
った条件で撮影された複数の放射線画像の差に対応する
画像を得る処理をいい、具体的にはこれら複数の放射線
画像を所定のサンプリング間隔で読み取って各放射線画
像に対応する複数のデジタルの画像信号を得、これら複
数のデジタルの画像信号の各対応するサンプリング点毎
に減算処理を施すことにより、放射線画像中の特定の被
写体部分のみを強調または抽出した放射線画像を得る処
理をいう。

【００１０】また、加算処理とは、複数の放射線画像の
デジタル画像信号の各対応するサンプリング点毎に加算
処理を施すことにより、放射線画像中の各種ノイズを減
少させてより分析に適した画像を得るための処理をい
う。

【００１１】これらサブトラクション処理等の重ね合せ
処理を行うためには、複数の画像が重なり合うように各
画像の位置合せを行う必要がある。

【００１２】ところが、前述したラットの脳切片の薬物
代謝分析を行う場合、比較の対象となる脳切片画像は、
同一の切片から得られたものとは限らないため、これら
の画像の大きさや特徴点が完全に一致するとは限らな
い。また、脳切片を蓄積性蛍光体シート上に張り付ける
際に脳切片が歪んだり、また薬品によって脳切片が拡大
したり縮小したりするため、同一切断面の脳切片同志で
あっても、大きさや形状が完全に一致する放射線画像を
得ることができなかった。このため、脳切片に限らず動
植物の比較分析を行う際に、比較の対象となる画像の位
置を合せることは困難であった。

【００１３】そこで、これらの画像の位置合せを行うた
めの方法として、放射線画像の撮影の際に、被写体とと
もにマーカーを撮影し、このマーカーによって位置合せ
を行う方法（特開昭58-163338 号公報）、位置合せに必
要なパラメータをオペレータがキーボードから入力する
ことにより設定して位置合せを行う方法、および放射線
画像上に任意の点を複数指定して位置合せを行うための
パラメータを決定する方法等が提案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したマ
ーカーを用いる方法では、被写体の撮影の際にマーカー
を被写体の観察の邪魔にならないような位置に配置して
撮影を行う必要があるため、撮影者にとって非常に煩雑
なものであった。

【００１５】また、位置合せに必要なパラメータを入力
する方法では、オペレータが数値を入力する必要がある
ため、オペレータにとって煩雑なものであった。さら
に、放射線画像上に任意の点を複数指定して位置合せを
行うためのパラメータを決定する方法では、例えば、脳
切片の放射線画像等は画像が非常に複雑なため、位置合
せを行った際にこの位置合せを良好に行うことができた
かどうか確認するのが非常に困難であった。

【００１６】本発明は上記事情に鑑み、簡便かつ精度良
く画像の位置合せを行うことができる画像位置合せ装置
およびその使用方法を提供することを目的とするもので
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の画像
位置合せ装置は、複数の画像が互いに重なり合うように
該各画像の位置合せを行う画像位置合せ装置において、
前記各画像の画像信号に基づいて前記各画像を表示する
画像表示手段と、該画像表示手段により表示された前記
各画像を、該各画像の画像信号値が所定のしきい置を越
える画像のみからなる簡易画像に変換する変換手段と、
前記各簡易画像上に任意の多角形を表示する多角形表示
手段と、前記各簡易画像上の前記各多角形を移動させる
移動手段と、前記各簡易画像上の前記各多角形の１つを
変形させるとともに、該変形に連動して他の簡易画像上
の前記多角形を変形させる変形手段と、前記他の簡易画
像上の前記多角形を回転させる回転手段とからなること
を特徴とするものである。

【００１８】また、本発明による第２の画像位置合せ装
置は、本発明による第１の画像位置合せ装置において、
前記各簡易画像上の前記多角形を重ね合せるように表示
する重ね合せ表示手段をさらに備えたことを特徴とする
ものである。

【００１９】さらに、本発明による第３の画像位置合せ
装置は、本発明による第１または第２の画像位置合せ装
置において、前記各簡易画像上の前記各多角形の少なく
とも１つを拡大および／または縮小させる拡大縮小手段
をさらに備えたことを特徴とするものである。

【００２０】また、本発明による第４の画像位置合せ装
置は、本発明による第１、第２または第３の画像位置合
せ装置において、前記しきい値を変化させるしきい値可
変手段をさらに備えたことを特徴とするものである。

【００２１】さらに、本発明による第１の画像位置合せ
装置の使用方法は、前記画像表示手段に位置合せすべき
複数の画像を表示し、前記変換手段により前記複数の画
像をそれぞれ簡易画像に変換し、前記多角形表示手段に
より前記各簡易画像上に三角形を表示し、前記移動手段
および／または前記変形手段により、前記各簡易画像の
うちの１つの簡易画像上の三角形の頂点を前記簡易画像
上の任意の３つの特徴点に合致させるとともに他の簡易
画像上の三角形を変形させ、前記移動手段および／また
は前記回転手段により、前記他の簡易画像上の前記三角
形の頂点を前記各簡易画像上の互いに対応する位置にあ
る３つの特徴点に合致させることを特徴とするものであ
る。

【００２２】ここで、特徴点とは、全簡易画像に共通し
て表れる比較的目立つ点をいう。

【００２３】

【作用および発明の効果】本発明による画像位置合せ装
置は、画像表示手段により複数の画像を表示し、変換手
段により表示された各画像を、各画像の画像信号値が所
定のしきい値を越える画像のみからなる簡易画像に変換
するようにしたものである。このため、放射線画像が複
雑であっても、簡易な見易い画像により位置合せを行っ
ている状態の確認を容易に行うことができる。

【００２４】また、本発明による画像位置合せ装置は、
放射線画像を簡易画像に変換した後、多角形表示手段に
より各簡易画像上に多角形を表示し、各簡易画像のうち
の１つの簡易画像上に表示された多角形を前述した変形
手段により変形させて、この多角形の頂点を前述した特
徴点に合致させ、その後この１つの簡易画像以外の簡易
画像に表示されている多角形を、前述した移動手段およ
び／または回転手段により各簡易画像上の互いに対応す
る位置にある特徴点に合致させるようにしたものであ
る。このため、数値等を入力する必要なく、多角形を変
形等させることにより簡便に画像の位置合せを行うこと
ができる。

【００２５】さらに、重ね合せ表示手段を用いれば、位
置合せをした画像を確認することができ、より好まし
い。

【００２６】また、簡易画像上の多角形の少なくとも１
つを拡大および／または縮小させる拡大縮小手段を用い
れば、多角形の頂点を簡易画像上の特徴点に合致させる
精度をさらに向上させることができる。

【００２７】さらに、前述したしきい値を変化させるし
きい値可変手段を用いれば、各画像の画像信号値に合せ
てしきい値を変化させ、より位置合せに適した特徴点を
求めることができ、位置合せ精度を向上させることがで
きる。

【００２８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

【００２９】図１は本発明の実施例による画像位置合せ
装置を表す図である。

【００３０】本発明の実施例による画像位置合せ装置１
は、入力された画像信号Ｓに基づいて位置合せすべき複
数の画像を表示するＣＲＴ等の画像表示手段２と、画像
表示手段２に表示された画像を、各画像の画像信号値が
所定のしきい値を越える画像のみからなる簡易画像に変
換する変換手段３と、この変換手段３に接続し、しきい
値を変化させるしきい値可変手段４と、簡易画像上に三
角形を表示する多角形表示手段５と、各簡易画像上の各
三角形を移動させる移動手段６と、各簡易画像上の三角
形の１つを変形させるとともに、この変形に連動して他
の簡易画像上の三角形を変形させる変形手段７と、この
他の簡易画像上の三角形を回転させる回転手段８と、他
の簡易画像上の三角形を相似変形（拡大、縮小）させる
拡大縮小手段９とからなるものである。なお、本実施例
における変換手段３においては、しきい値を越える画像
を１、越えなかった画像を０として２値化を行い、その
後４近傍法によって画像の輪郭および特徴点を抽出する
ことにより各画像を簡易画像に変換するようにしてい
る。

【００３１】上述した変換手段３、しきい値可変手段
４、多角形表示手段５、移動手段６、変形手段７、回転
手段８および拡大縮小手段９は、コンピュータシステム
10に記憶されており、このコンピュータシステム10に接
続されたキーボード11およびマウスカーソル12からなる
入力手段13からの入力に従って、それぞれの手段の有す
る機能を画像表示手段２上で実行するものである。

【００３２】次に、上述した画像位置合せ装置１により
位置合せがなされる画像を得る方法について説明する。
なお、本実施例においては、ラットの脳切片の画像を用
いて位置合せを行うものとする。

【００３３】図２は蓄積性蛍光体シート上にラットの脳
切片が張り付けられた状態を表す図である。

【００３４】図２に示すようにラジオアイソトープが含
有された薬物に浸された複数の脳切片23を蓄積性蛍光体
シート15上に張り付ける。次いでこれらの脳切片23から
放射される放射線により蓄積性蛍光体シート15が密着露
光されて脳切片23の放射線画像が蓄積性蛍光体シート15
に蓄積記録される。

【００３５】蓄積性蛍光体シート15に蓄積記録された放
射線画像は、図示しない読取手段によって読み取られ、
脳切片23の放射線画像を表わすデジタルの画像信号Ｓが
得られる。

【００３６】画像信号Ｓは、本発明の実施例による画像
位置合せ装置１に入力されこの画像位置合せ装置に基づ
いて画像表示手段２に脳切片23の画像が再生される。こ
の複数の脳切片23の画像から、位置合せを行う２つの画
像を選択し、位置合せを行う状態を以下に説明する。な
お、以下に示すそれぞれの手段への入力は、キーボード
11およびマウスカーソル12からなる入力手段13より行う
ものとする。

【００３７】まず、変換手段３により２つの画像を、各
画像の画像信号値が所定のしきい値を越える画像のみか
らなる簡易画像に変換する。これは図３に示すように、
２つの画像の所定の位置における画像信号の値が所定の
しきい値Ｔｈを越えている部分を抽出し、輪郭として抽
出した部分のみを表示するものである。本実施例におい
ては、２つの画像を所定のしきい値Ｔｈ_A，Ｔｈ_Bによ
り２値化した後、４近傍法により脳切片23の輪郭を抽出
し、さらに比較的目立つ点を特徴点として抽出してい
る。この４近傍法は、図４に示すように、ある画像の１
つの画素に着目し（図４の斜線により表される画素）、
その画素の周囲の４画素（図４の黒点を付した画素）を
比較し、その４画素が全て同じものであった場合は、そ
の部分は抽出せず、４画素が異なるものであった場合
は、その部分を抽出するという方法である。

【００３８】このようにして、変換された輪郭線および
特徴点からなる２つの簡易画像Ａ，Ｂ上には、図５に示
すように多角形表示手段５により三角形Ｔ１およびＴ２
がそれぞれ表示される。

【００３９】次いで、図６に示すように移動手段６と変
形手段７により、簡易画像Ａに表示された三角形Ｔ１の
頂点を、簡易画像Ａ上の任意の３つの特徴点に合致させ
るように移動および変形させる。ここで行う変形手段７
による三角形の変形は、三角形Ｔ１のみに対してなされ
るものであるが、三角形Ｔ１の変形に連動して三角形Ｔ
２も変形されるよう制御され、三角形Ｔ１と三角形Ｔ２
とは常に略同一なものとなっている。この三角形Ｔ１の
移動と変形は以下のようにして行われる。

【００４０】まず、移動変形等のパラメータを以下に示
すように定める。

【００４１】簡易画像Ａ側簡易画像Ｂ側共通三角形の重心Ｇｇ画像領域の重心Ｐｐ三角形の頂点ｉＶ_i(i=1,2,3) ｖ_i(i=1,2,3) 位置パラメータＯＧｏｇ頂点パラメータＧＶ_i(i=1,2,3) ｇｖ_i(i=1,2,3) 回転角パラメータ θ 相似率パラメータ α ここで、点Ｏ，ｏはそれぞれの画像領域の左上角の点と
し、位置パラメータは三角形の重心の位置ベクトル、頂
点パラメータは三角形の重心から頂点ｉへの位置ベクト
ルを表す。また、これらのパラメータにおいて、重心座
標、頂点座標、位置パラメータおよび頂点パラメータは
整数型の変数として、回転角パラメータ、相似率パラメ
ータは倍精度型の変数として扱った。また、三角形Ｔ
１，Ｔ２は常に相似であるから、ｇｖ_i(i=1,2,3) ＝α×Rotate（ＧＶ_i(i=1,2,3) ，θ） …(1) 但し α：相似率パラメータ Rotate：角度θの回転と表すことができる。

【００４２】まず、三角形Ｔ１の移動であるが、マウス
カーソル12により、三角形Ｔ１のいずれかの頂点をドラ
ッグすることにより行う。図７に示すように三角形Ｔ１
の位置がΔＤベクトル移動する時には、三角形Ｔ１の全
ての頂点がΔＤベクトル移動する。したがって、移動後
の三角形Ｔ１の重心をＧ′とすると、ＯＧ′＝ＯＧ＋ΔＤ …(2) となる。この式(2) によって三角形Ｔ１は移動される。

【００４３】次いで、三角形Ｔ１の変形であるが、マウ
スカソール12により三角形Ｔ１のいずれかの頂点をドラ
ッグすることにより行う。これによりその頂点のみが移
動して、三角形Ｔ１の形状が変形され、これに連動して
簡易画像Ｂの三角形Ｔ２も同様の変形がなされる。この
際、図８に示すように三角形Ｔ１の頂点Ｖ_iがＶ_i′に
移動し、頂点ｉの頂点パラメータＧＶ_iがΔＤ移動する
場合を考えると、三角形Ｔ１の重心Ｇは重心Ｇ′に変わ
り、位置パラメータもＯＧからＯＧ′に変わる。ここ
で、頂点１がドラッグされて移動したとすると位置パラ
メータＯＧ′は、ＯＧ′＝（ＧＶ₁′＋ＧＶ₂＋ＧＶ₃）／３＋ＯＧ …(3) で表される。また各頂点パラメータも新しい重心Ｇ′か
らの位置ベクトルとなるため、移動した頂点をＶ_iと書
き直すと、ＧＶ_i(i=1,2,3) はＧ′Ｖ_i(i=1,2,3) とな
り、Ｇ′Ｖ_i(i=1,2,3) ＝ＧＶ_i(i=1,2,3) ＋Ｇ′Ｇ …(4) となる。この際、三角形Ｔ２も同様にして変形される。
例えば頂点１がドラッグされて移動した時は、三角形Ｔ
１の場合と同様に、ｏｇ′＝（ｇｖ′₁＋ｇｖ₂＋ｇｖ₃）／３＋ｏｇ …(5) ｇ′ｖ_i(i=1,2,3) ＝ｇｖ_i(i=1,2,3) ＋ｇ′ｇ …(6) となる。

【００４４】ここで、マウスカーソル12が画像上の画素
単位で位置情報を示す場合には、点Ｇ′，ｇ′について
補正が必要となる。この補正は、ＧＶ_i(i=1,2,3) は常
に整数値をとるものであるが、重心を求める際にこれを
３で除算することにより、座標値が実数値となるために
必要となるものであり、重心を求めた後に重心の座標値
の小数点以下を四捨五入して整数値座標に変換すること
により行えばよい。しかしながら、簡易画像Ｂの点ｇ′
の場合は式(1) の様に回転および実数倍操作を行うと、
ｇ′ｖ_i(i=1,2,3) が整数値とならない。このため、
ｇ′ｖ_i(i=1,2,3) を四捨五入して整数値にしてもよい
が、この四捨五入によりＧ′Ｖ_i(i=1,2,3) とｇ′ｖ_i
(i=1,2,3) の長さ関係が変化し、処理を重ねるにつれて
誤差が目立ってしまう。このため本実施例においては式
(1) の演算を処理の最後まで実数で行ってから画像表示
の際に四捨五入を行うようにしている。さらに、四捨五
入等によって生じた誤差を減らすために、移動等がなさ
れなかった頂点の処理前後におけるずれを演算し、この
ずれを点ｇ′に加えて補正を行う。例えば、上述した頂
点１がドラッグされて移動した時は、ｏｖ₂＝ｏｇ＋ｇｖ₂＝ｏｇ′＋ｇ′ｖ₂ …(7) であることを利用して頂点２のずれを計算し、補正を行
う。以上の処理を必要に応じて三角形Ｔ１の各頂点に対
して行うことにより三角形Ｔ１を変形させる。

【００４５】上述した三角形Ｔ１の移動、変形の際に、
簡易画像Ａ上の特徴点が見難いような場合には、画像を
図３に示す画像にして、しきい値可変手段４によりしき
い値Ｔｈを変化させて所望の特徴点が抽出されるように
すればよい。

【００４６】上述した移動、変形を行い、三角形Ｔ１の
各頂点を簡易画像Ａの特徴点に合致させた後、移動手段
６、回転手段８および拡大縮小手段９により、三角形Ｔ
２の移動、回転および相似変形を行う。ここで行われる
三角形の回転および相似変形は、三角形Ｔ２のみに対し
てなされるものである。この三角形Ｔ２の移動、回転、
相似変形は簡易画像Ｂと簡易画像Ａとの互いに対応する
特徴点と三角形Ｔ２の頂点とを合致させるために行うも
のであり、以下のようにして行われる。

【００４７】まず、三角形Ｔ２の移動であるが、上述し
た三角形Ｔ１の移動の場合と同様に、マウスカーソル12
により三角形Ｔ２のいずれかの頂点をドラッグすること
により行う。三角形Ｔ２の位置がΔｄベクトル移動する
時には、三角形Ｔ２の全ての頂点がΔｄベクトル移動す
る。したがって、移動後の三角形Ｔ２の重心をｇ′とす
ると、ｏｇ′＝ｏｇ＋Δｄ …(8) となる。この式(8) によって三角形Ｔ２は移動される。

【００４８】次いで、三角形Ｔ２の回転であるが、マウ
スカーソル12により三角形Ｔ２のいずれかの頂点をクリ
ックして、回転中心の頂点を指定した後に、他の頂点を
ドラッグすることにより行う。なお、本実施例において
は、回転中心より反時計回りを正の回転方向とし、簡易
画像Ａ側の三角形Ｔ１に対する簡易画像Ｂ側の三角形Ｔ
２の相対的回転角を回転角パラメータθとした。図９に
示すように三角形Ｔ２が、ある回転角パラメータθ₀を
有する場合、回転中心となる頂点ｖ_rを決定した後、他
の頂点ｖ_i(i≠r)をドラッグすることにより、マウスの
位置が点ｒへ移動したとする。この際、三角形Ｔ２の辺
ｖ_rｖ_iの長さは変化しないから、回転後の点ｖ′_i(i
≠r)は、ｇｖ′_i＝ｇｖ_r＋ｒｖ′_i×｜ｖ_rｖ_i｜／｜ｒｖ′_i｜ …(9) と表される。ここで｜ｖ_rｖ_i｜，｜ｒｖ′_i｜はそれ
ぞれベクトルｖ_rｖ_i，ｒｖ′_iの大きさである。ま
た、回転角の大きさ｜Δθ｜（＝角ｒｖ_rｖ_i）は、三
角形ｒｖ_rｖ_iにより三辺の長さを知ることができるた
め、余弦定理を用いて求めることができる。本実施例に
おいては｜Δθ｜の符号を辺ｖ_rｖ_iを頂点ｖ_rを中心
として＋｜Δθ｜回転したときの頂点ｖ_iの移動点ｖ″
_iと点ｖ′_iの距離｜ｖ″_iｖ′_i｜と、−｜Δθ｜回
転したときの頂点ｖ_iの移動点ｖ″_iと点ｖ′_iとの距
離｜ｖ″_iｖ′_i｜とを比較することにより決定する。
すなわち、−｜Δθ｜回転したときよりも＋｜Δθ｜回
転したときの距離｜ｖ″_iｖ′_i｜の方が小さければΔ
θは正、また逆に−｜Δθ｜回転したときの距離｜ｖ″
_iｖ′_i｜の方が小さければΔθは負とするものであ
る。

【００４９】ここで、三角形Ｔ１を変形したときと同様
に、マウスカーソル12が画像上の画素単位で位置情報を
示す場合には、回転角および三角形の位置について補正
が必要である。すなわち、三角形Ｔ２を指定角度回転さ
せると、回転後の三角形Ｔ２の頂点の座標が整数値に四
捨五入されるため、指定回転角度に対して誤差を持って
表示される。この誤差を補正するために、回転後に表示
された三角形Ｔ２の重心の位置に基づいて、三角形Ｔ２
の回転角を計算し直す。すなわち、回転後に表示された
三角形の重心位置をＧ″としたとき、三角形Ｇ″ｖ_rＧ
における角Ｇ″ｖ_rＧを余弦定理により算出し、これを
回転角とする。この際、回転角の符号は先に求めたもの
を用いる。次に、頂点の位置の補正であるが、回転後の
重心Ｇ′から頂点ｖ_rへの頂点パラメーターはベクトル
Ｇｖ_rを角θ回転させたものであり、また頂点ｖ_rの位
置は回転前後で変化しない。そこで、回転前後の頂点ｖ
_rのずれを計算し、それに基づいて補正を行う。すなわ
ち、ｏｖ_r＝ｏｇ＋ｇｖ_r＝ｏｇ′＋Rotate（ＧＶ_r，θ₀） …(10) かつｏｖ_r＝ｏｇ′＋ｇ′ｖ_r＝ｏｇ′＋Rotate（ＧＶ_r，θ₀＋Δθ）…(11) であることを利用して、頂点ｖ_rのずれを計算して補正
を行う。

【００５０】次に、三角形Ｔ２の相似変換について説明
する。本実施例における相似変換は、マウスカーソル12
で三角形Ｔ２のいずれかの頂点をドラッグし三角形Ｔ２
を拡大または縮小することにより行うものである。ま
た、本実施例においては、三角形Ｔ１に対する三角形Ｔ
２の大きさの比を相似率パラメータαとした。図10に示
すように三角形Ｔ２の頂点ｖ₁をマウスカーソル12によ
りドラッグして点ｍへ移動した場合、新たな頂点位置
ｖ′₁は点ｍからｇｖ_iベクトルの延長線上に降ろした
垂線の足の位置とする。この際の相似率パラメータα
は、 α＝｜ｇｖ′₁｜／｜ＧＶ₁｜ …(12) により求められる。式(12)により求められたαを用いて
他の頂点ｖ₂，ｖ₃についての新たな頂点ｖ₂′，
ｖ₃′を式(1) に基づいて求める。

【００５１】なお、三角形Ｔ１，Ｔ２は略同一となるよ
うに変形されるものであるため、上述した拡大縮小手段
９による三角形Ｔ２の拡大縮小は、処理中に生じた誤差
を補正する程度のものであり、三角形Ｔ１とＴ２の大き
さが同一であれば、拡大縮小を行う必要はない。

【００５２】以上のように、移動、変形、回転、拡大縮
小された三角形Ｔ１，Ｔ２の状態を図11に示す。この状
態において、簡易画像Ａ上と簡易画像Ｂ上との互いに対
応する位置にある３つの特徴点と三角形Ｔ１，Ｔ２の頂
点とはそれぞれ合致している。

【００５３】このようにして三角形Ｔ１，Ｔ２の各パラ
メータを決定した後、以下に示すようにして簡易画像
Ａ，Ｂを重ね合わせることによって画像の位置合せを行
う。

【００５４】まず、図12に示すように簡易画像Ｂの回転
を行う。本実施例においては、回転中心を簡易画像Ｂの
画像領域の重心（図３，５，６，11に示す簡易画像Ｂ側
のウインドウの対角線の交点）をｐとし、この重心ｐか
ら、簡易画像Ｂ上の三角形Ｔ２の重心ｇまでの位置ベク
トルｐｇを求め、このベクトルｐｇを重心ｐの回りに−
θ回転させる。ここで三角形Ｔ２の重心ｇをウインドウ
の重心ｐの周りに−θ回転させた転をｇ_rとする。簡易
画像Ｂを回転することによって、簡易画像Ｂが表示され
ているウインドウは画像表示手段２の画像表示ウインド
ウの対応する辺と平行でなくなる。これにより、以降の
重ね合せ処理が複雑になるのを避けるために、この回転
した簡易画像Ｂが表示されているウインドウを含む最小
の大きさの四角形領域Ｂ′を定める。この四角形領域
Ｂ′の重心は、回転前の簡易画像Ｂが表示されているウ
インドウの重心ｐと同一である。また、四角形領域Ｂ′
の左上角ｏ_rを新しく三角形の位置パラメータの基準点
とする。すなわち、四角形領域Ｂ′上での回転後の三角
形Ｔ２の位置パラメータｏ_rｇ_rは、ｏ_rｇ_r＝ｏ_rｐ＋ｐｇ_r …(13) と表される。以上の操作により三角形Ｔ１，Ｔ２が回転
角を持つことによる位置ずれはなくなる。画像の回転
は、一般的な回転行列を用いることによって行うことが
できる。

【００５５】次に、三角形Ｔ１，Ｔ２の位置パラメータ
の差Δを Δ＝ｏ_rｇ_r−ｏｇ …(14) により求め、その大きさだけ簡易画像Ｂをずらして簡易
画像Ａに重ね合せれば、図13に示すように２つの簡易画
像Ａ，Ｂの重ね合せが完了する。

【００５６】この２つの簡易画像Ａ，Ｂの重ね合せであ
るが、簡易画像Ａ，Ｂをとりあえず重ね合せて、位置合
せされた状態を観察するようにしても良く、また重ね合
せと同時にサブトラクション処理、加算処理（対応する
画素間での加算）、乗算処理、除算処理等を行い、これ
らの処理を行った後の原画像を表示するようにしてもよ
い。

【００５７】なお、上述した実施例においては、画像上
の特徴点が見難い場合、簡易画像Ａ上の三角形を変形さ
せる際に画像を図４の状態にしてしきい値を変化させる
ようにしているが、これに限定されるものではなく、本
発明においては、三角形の移動、変形、回転および拡大
縮小の任意の場合に図４に示す状態に表示を戻し、所望
とする特徴点が抽出されるようにしきい値を変化させる
ことができるものである。

【００５８】また、上述した実施例においては、しきい
値可変手段を用いて、原画像を簡易画像に変換する際の
しきい値を変化させて、より位置合わせに適した特徴点
を抽出するようにしているが、特にしきい値可変手段を
設ける必要はなく、しきい値を一定として原画像を簡易
画像に変換するようにしてもよい。

【００５９】また、上述した実施例においては、１枚の
蓄積性蛍光体シートに記録され再生された複数の脳切片
の放射線画像から２つの画像を選択して位置合せを行う
ようにしているが、別の蓄積性蛍光体シートに記録さ
れ、再生された放射線画像から位置合せをすべき画像を
選択するようにしてもよい。

【００６０】さらに、上述した実施例においては、２つ
の画像を用いて位置合せを行っているが特に２つに限定
されるものではなく、３つあるいはそれ以上の画像の位
置合せを行うようにしてもよい。

【００６１】さらに、上述した実施例においては、ラッ
トの脳切片の放射線画像の位置合せを行うようにしてい
るが、これに限定されるものではなく、本発明による画
像位置合せ装置は、いかなる画像の位置合せにも適応で
きるものである。

【００６２】さらに、上述した実施例においては、三角
形により２つの簡易画像の位置合せを行うようにしてい
るが、三角形に限られるものではなく、四角形などの他
の多角形を用いるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による画像位置合せ装置を表す
図

【図２】ラットの脳切片を蓄積性蛍光体シートに張り付
けた状態を表す図

【図３】原画像を簡易画像に変換する状態を説明するた
めの図

【図４】４近傍法を説明するための図

【図５】簡易画像に三角形が表示された状態を表す図

【図６】簡易画像上の三角形を移動、変形させた状態を
表す図

【図７】三角形の移動を説明するための図

【図８】三角形の変形を説明するための図

【図９】三角形の回転を説明するための図

【図１０】三角形の拡大縮小を説明するための図

【図１１】簡易画像上の特徴点に三角形の頂点が合致し
た状態を表す図

【図１２】簡易画像を重ね合せる状態を表す図

【図１３】２つの簡易画像を重ね合わせるようにして位
置合せを行なった状態を表す図

【符号の説明】

１画像位置合せ装置２画像表示手段３変換手段４しきい値可変手段５多角形表示手段６移動手段７変形手段８回転手段９拡大縮小手段 11 キーボード 12 マウスカーソル 13 入力手段Ａ，Ｂ簡易画像Ｔｈしきい値Ｔ１，Ｔ２三角形

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画像が互いに重なり合うように該
各画像の位置合せを行う画像位置合せ装置において、前記各画像の画像信号に基づいて前記各画像を表示する
画像表示手段と、該画像表示手段により表示された前記各画像を、該各画
像の画像信号値が所定のしきい置を越える画像のみから
なる簡易画像に変換する変換手段と、前記各簡易画像上に任意の多角形を表示する多角形表示
手段と、前記各簡易画像上の前記各多角形を移動させる移動手段
と、前記各簡易画像上の前記各多角形の１つを変形させると
ともに、該変形に連動して他の簡易画像上の前記多角形
を変形させる変形手段と、前記他の簡易画像上の前記多角形を回転させる回転手段
とからなることを特徴とする画像位置合せ装置。
【請求項２】前記各簡易画像上の前記多角形を重ね合
せるように表示する重ね合せ表示手段をさらに備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の画像位置合せ装置。
【請求項３】前記各簡易画像上の前記各多角形の少な
くとも１つを拡大および／または縮小させる拡大縮小手
段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記
載の画像位置合せ装置。
【請求項４】前記しきい値を変化させるしきい値可変
手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２また
は３記載の画像位置合せ装置。
【請求項５】前記画像表示手段に位置合せすべき複数
の画像を表示し、前記変換手段により前記複数の画像をそれぞれ簡易画像
に変換し、前記多角形表示手段により前記各簡易画像上に三角形を
表示し、前記移動手段および／または前記変形手段により、前記
各簡易画像のうちの１つの簡易画像上の三角形の頂点を
前記簡易画像上の任意の３つの特徴点に合致させるとと
もに他の簡易画像上の三角形を変形させ、前記移動手段および／または前記回転手段により、前記
他の簡易画像上の前記三角形の頂点を前記各簡易画像上
の互いに対応する位置にある３つの特徴点に合致させる
ことを特徴とする請求項１記載の画像位置合せ装置の使
用方法。