DE112015005733T5

DE112015005733T5 - Bildverarbeitungsvorrichtung, Bildverarbeitungsverfahren und Bildverarbeitungsprogramm

Info

Publication number: DE112015005733T5
Application number: DE112015005733.1T
Authority: DE
Inventors: Yamato Kanda; Takashi Kono; Masashi Hirota
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2017-09-14
Also published as: JPWO2016117117A1; US10292577B2; CN107105989B; JP6473177B2; WO2016117117A1; CN107105989A; US20170311782A1

Abstract

Eine Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst: eine Einheit zum Erkennen einer tiefen Region, die eine tiefe Region auf einem intraluminalen Bild erkennt; eine Konturrandextraktionseinheit, die einen Konturrand einer Innenwand eines Kanals extrahiert; eine Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region die eine erhöhte Region im Konturrand und eine erhöhte Richtung der erhöhten Region analysiert; und eine Einheit zum Erkennen einer anomalen Region, die eine erhöhte Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region erkennt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildverarbeitungsvorrichtung, ein Bildverarbeitungsverfahren und ein Bildverarbeitungsprogramm zum Durchführen einer Bildverarbeitung an einem intraluminalen Bild.
Hintergrund
Eine Technik, die auf einer Randlinie auf einem endoskopischen Bild und Pixeldaten um den Rand herum basiert, zum Ermitteln, ob der Rand ein anomaler Geweberand ist, wurde herkömmlich offenbart (siehe z. B. Patentliteratur 1). Bei dieser Technik erfolgt die Ermittlung, ob der Rand ein anomaler Geweberand ist, auf Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Schnittpunkts zwischen einem Pixelwertgradientenvektor (Pixelwertabnahmerichtung) in einer inneren peripheren Position eines Bogens der Randlinie und der Randlinie. Insbesondere wenn der Pixelwertgradientenvektor und die Randlinie einander schneiden, wird der Rand als Polyp ermittelt, wenn der Pixelwertgradientenvektor und die Randlinie einander hingegen nicht schneiden, wird der Rand als normale Kontur ermittelt.
Liste der Referenzschriften
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2007-244518 .

Kurzdarstellung
Technisches Problem
Unterdessen steigen, da die Abnahme der Pixelwerte durch Schattierung und Schatten nahe einer Schleimhautfalte auf dem endoskopischen Bild verursacht wird, die Pixelwerte einer Schleimhautoberfläche, die sich im hinteren Bereich der Schleimhautfalte befindet, öfters. Aus diesem Grund kann, wenn nur die in der oben erwähnten Patentliteratur 1 beschriebene Technik verwendet wird, ein Pixelwertgradientenvektor der Schleimhautoberfläche, wie in der inneren peripheren Position des Bogens angeordnet, sich sogar dann mit dem Schleimhautfaltenrand schneiden, wenn der Schleimhautfaltenrand ein normaler Schleimhautfaltenrand ist, was zu einer fehlerhaften Ermittlung des Rands als anomaler Geweberand führt.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung des vorstehenden entwickelt und ein Ziel der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Bildverarbeitungsvorrichtung, eines Bildverarbeitungsverfahrens und eines Bildverarbeitungsprogramms, die in der Lage sind, einen anomalen Geweberand mit hoher Genauigkeit zu erkennen, während gleichzeitig eine fehlerhafte Ermittlung eines normalen Rands als anomal unterdrückt wird.
Lösung des Problems
Um das obigen Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst eine Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Einheit zum Erkennen einer tiefen Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine tiefe Region auf einem intraluminalen Bild erkennt; eine Konturrandextraktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Konturrand einer Innenwand eines Kanals extrahiert; eine Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Region im Konturrand und eine erhöhte Richtung der erhöhten Region analysiert; und eine Einheit zum Erkennen einer anomalen Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region erkennt.
Ein Bildverarbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Schritt zum Erkennen einer tiefen Region auf einem intraluminalen Bild; einen Konturrandextraktionsschritt zum Extrahieren eines Konturrands einer Innenwand eines Kanals; einen Schritt zum Analysieren einer erhöhten Region im Konturrand und einer erhöhten Richtung der erhöhten Region; und einen Schritt zum Erkennen einer anomalen Region zum Erkennen einer erhöhten Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region.
Ein Bildverarbeitungsprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung veranlasst einen Computer dazu, auszuführen: einen Schritt zum Erkennen einer tiefen Region auf einem intraluminalen Bild; einen Konturrandextraktionsschritt zum Extrahieren eines Konturrands einer Innenwand eines Kanals; einen Schritt zum Analysieren einer erhöhten Region im Konturrand und einer erhöhten Richtung der erhöhten Region; und einen Schritt zum Erkennen einer anomalen Region zum Erkennen einer erhöhten Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, da eine Konturrandregion mit einer erhöhten Form in einer Richtung einer luminalen tiefen Region als anomale Region erkannt wird, möglich, die anomale Region mit hoher Genauigkeit zu erkennen, während eine fehlerhafte Erkennung eines normalen Konturrands als anomal unterdrückt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaubild zum Beschreiben eines Umrisses von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 ist ein Schaubild, das einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch eine Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region der Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
4 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch eine Einheit zum Erkennen einer luminalen tiefen Region der Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung zum Analysieren einer erhöhten Region, wie durch eine Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region der Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch eine Einheit zum Erkennen einer anomalen Region der Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration einer Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist ein Schaubild, das einen Umriss einer Konturrandteilungsverarbeitung, wie durch eine Teileinheit der Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
10 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region durchgeführt, die in der Bildverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
11 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration einer Einheit zum Erkennen einer anomalen Region gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region durchgeführt, die in der Bildverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt ist, gemäß der zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
13 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
14 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
15 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
16 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
17 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
18 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht.
19 ist ein Blockschaubild, das die Funktionskonfiguration einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß anderen Ausführungsformen veranschaulicht.
20 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung durchgeführt, gemäß den anderen Ausführungsformen schematisch veranschaulicht.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Modi zum Ausführen der vorliegenden Erfindung (im Folgenden als Ausführungsformen) bezeichnet) beschrieben.
1 ist ein Schaubild zum Beschreiben eines Umrisses von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist 1 ein Schaubild, das ein intraluminales Bild, das unter Verwendung eines in einen lebendigen Körper eingeführtes Endoskop zur intravitalen Beobachtung erfasst wurde, als Beispiel für ein intraluminales Bild schematisch veranschaulicht. Im Allgemeinen erfasst das Endoskop ein Bild einer Schleimhautoberfläche der Innenwand eines Lumens aus einer schrägen Richtung. Aus diesem Grund erscheint auf dem unter Verwendung des Endoskops erfassten Bild ein Bereich von einer Schleimhautoberfläche auf einer Nahseite des Lumens in naher Bilderfassungsdistanz einer Schleimhautoberfläche eines luminalen tiefen Abschnitts in ferner Bilderfassungsdistanz, wie in 1 veranschaulicht, und erscheint in diesem Bereich manchmal eine anomale Region. Ein Konturrand, der durch eine Schleimhautfalte gebildet wird, hat grundsätzlich eine Form, die auf einer Seite erhöht ist, die einer luminalen Tiefenrichtung entgegengesetzt ist, und eine Form, die in der luminalen Tiefenrichtung erhöht ist, ist im Konturrand der anomalen Region gebildet. Die Bildverarbeitungsvorrichtungen gemäß den Ausführungsformen konzentrieren sich auf einen Unterschied zwischen diesen erhöhten Formen, um die anomale Region zu erkennen. Das intraluminale Bild, das unter Verwendung des Endoskops erfasst wird, ist im Allgemeinen ein Farbbild mit einem Pixelwert für jede der Wellenlängenkomponenten von R (Rot), G (Grün) und B (Blau) in jeder Pixelposition, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
(Erste Ausführungsform)
2 ist ein Blockschaubild, das die Funktionskonfiguration einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Eine in der Figur veranschaulichte Bildverarbeitungsvorrichtung 1 hat eine arithmetische Einheit 2 und eine Speichereinheit 3.
Die arithmetische Einheit 2 hat eine Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region (als Beispiel für eine Einheit zum Erkennen einer tiefen Region), die eine luminale tiefe Region auf Basis von Informationen erkennt, die mit einer Bilderfassungsdistanz korreliert sind, eine Konturrandextraktionseinheit 22, die einen Konturrand einer Schleimhautwand eines Lumens extrahiert, eine Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region, die eine erhöhte Region im Konturrand und eine erhöhte Richtung der erhöhten Region analysiert, und eine Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region, die eine erhöhte Region, die in der Richtung der luminalen tiefen Region erhöht ist, als anomale Region detektiert.
Die Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region hat eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit 211, die eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente auswählt, deren Absorptionsgrad und Streuung in einem lebendigen Körper am geringsten ist, eine Randumgebungsregion-Eliminierungseinheit 212, die Pixel einer Randumgebungsregion auf einem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente eliminiert, und eine Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert, die eine Region mit relativ niedrigen Pixelwerten auf dem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente erkennt, nachdem die Pixel der Randumgebungsregion eliminiert wurden.
Eine Region, in der die von der Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert erkannten Pixel in einem Cluster vorhanden sind, wird im Allgemeinen als luminale tiefe Region angenommen. Die Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region führt bekannte Markierungsprozesse (Referenzschrift: Labeling, ”Digital Image Processing”, S. 181, CG-ARTS Society) an den von der Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert erkannten Pixel durch, um eine Region mit der größten Fläche nach Zusammenführen verbundener Pixel in eine Region als luminale tiefe Region zu erkennen.
Im Fall eines Bilds, das aus R-, G- und B-Komponenten zusammengesetzt ist, wählt die Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit 211 die R-Komponente als Komponente weit weg von einer Blutabsorptionsbande, mit einer langen Wellenlänge und durch die Absorption und Streuung im lebendigen Körper kaum beeinflusst, aus. Die Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit 211 kann eine solche Auswahl durchführen, um die Abnahme von Pixelwerten aufgrund von Blutgefäßen und dergleichen zu unterdrücken, die in einer Schleimhautoberfläche erscheinen, um Pixelwertinformationen zu erhalten, die mit der Bilderfassungsdistanz zur Schleimhautoberfläche am stärksten korreliert sind.
Die Randumgebungsregion-Eliminierungseinheit 212 wendet z. B. eine Randextraktionsverarbeitung an (Referenzschrift: Edge Extraction (S. 114) und Contour Extraction (S. 209), ”Digital Image Processing”, CG-ARTS Society), um eine Randregion zu identifizieren, und führt danach eine bekannte Erweiterungsverarbeitung (Referenzschrift: Extraction/Contraction Process, ”Digital Image Processing”, S. 179, CG-ARTS Society) an der Randregion durch, um umgebende Regionen zu identifizieren und eliminieren. Somit eliminiert die Randumgebungsregion-Eliminierungseinheit 212 die Randumgebungsregionen, um in der Lage zu sein, die Schleimhautmembran eines luminalen tiefen Abschnitts (die Schleimhautmembran, wo Beleuchtungslicht schwer hinreichen kann, so dass der Pixelwert einer Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente verringert wird) wie eines schattierten Abschnitts um einen Konturrand einer Schleimhautfalte und eine Region, bei der das Risiko einer Falscherkennung besteht, zu eliminieren.
Die Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert erkennt Pixel, die relativ niedrige Pixelwerte aufweisen und ein vordefiniertes Flächenverhältnis auf dem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente belegen, nachdem die Randumgebungsregionen eliminiert wurden. Man beachte, dass die Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert Pixel mit Pixelwerten kleiner gleich einem Schwellenwert erkennen kann, der auf Basis eines Bereichs von Pixelwerten der Pixel auf dem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente eingestellt wurde, nachdem die Randumgebungsregionen eliminiert wurden.
Die Konturrandextraktionseinheit 22 wählt eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente (z. B. die R-Komponente) aus, deren Absorptions- und Streuungsgrad im lebendigen Körper am geringsten ist, um eine Randextraktionsverarbeitung am Bild dieser Wellenlängenkomponente durchzuführen. Die oben erwähnte bekannte Randextraktionsverarbeitung kann auch auf diese Randextraktionsverarbeitung angewandt werden. Die Konturrandextraktionseinheit 22 wählt die Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente aus, um in der Lage sein zu können, einen Rand, der durch ein oder mehrere Blutgefäße oder dergleichen gebildet ist, in einer Schleimhautoberfläche nicht fälschlicherweise als Konturrand zu extrahieren. Man beachte z. B., dass ein Konturrandextraktionsverfahren, wie in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2014-104293 offenbart, oder eine Randextraktionsverarbeitung, die an erhaltenen dreidimensionalen Pixelwertinformationen durchgeführt wird, wie in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2012-11137 offenbart, auch auf die Konturrandextraktionsverarbeitung der ersten Ausführungsform angewandt werden kann.
Die Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region hat eine Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region, die eine bogenförmige Region im Konturrand erkennt, und eine Einheit 232 zum Berechnen einer bogenförmigen erhöhten Richtung, die eine erhöhte Richtung der erkannten bogenförmigen Region berechnet. 3 ist ein Schaubild, das einen Umriss einer von der Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region durchgeführten Verarbeitung schematisch veranschaulicht. Wenn ein gewellter Konturrand auf einem Bild vorhanden ist, wie in 3 veranschaulicht, analysiert die Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region den Konturrand als drei erhöhte Regionen, während bogenförmige Regionen sequentiell erkannt werden, und die Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region ermittelt jeweils die erhöhten Richtungen der drei erhöhten Regionen.
Die Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region hat eine Markierungseinheit 231a, die so konfiguriert ist, dass sie Verbindungskonturränder markiert, um die gleiche Markierung zu sein, eine Einheit 231b für robuste Schätzungen, die so konfiguriert ist, dass sie eine bogenförmige (= erhöhte) Region durch robuste Schätzung auf Basis von Pixeln in den Konturrändern der gleichen Markierung erkennt, und eine Wiederholungssteuerungseinheit 231c, die so konfiguriert ist, dass sie einen Größenunterschied zwischen der Fläche einer beliebigen Konturrandregion außer der als bogenförmigen Region erkannten und einem vordefinierten Schwellenwert ermittelt.
Die Markierungseinheit 231a führt Verbindungskonturrandpixel, die zu verarbeiten sind, zusammen, um bogenförmige Regionen in der darauffolgenden Stufe zu erkennen. Die Markierungseinheit 231a führt z. B. die oben erwähnte bekannte Markierungsverarbeitung durch. Dies kann die Erkennungsgenauigkeit und die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessern.
Die Einheit 231b für robuste Schätzungen extrahiert willkürlich z. B. zumindest drei oder mehr Punkte von Pixeln in den Konturrändern der gleichen Markierung, um einen Kreis auf die Koordinaten der extrahierten Pixel anzupassen, mithilfe des Verfahrens kleinster Quadrate. Danach ermittelt die Einheit 231b für robuste Schätzungen eine Distanz zwischen dem Kreis und jedem der Pixel in jedem der Konturränder der gleichen Markierung, um die Anzahl von Pixeln (Pixelzählung) zu berechnen, wobei jede dieser Distanzen kleiner gleich einem vordefinierter Wert ist. Nachdem diese Prozesse der „Pixelextraktion”, „Kreisanpassung” und „Berechnung der Pixelzahl mit Distanzen kleiner gleich dem vordefinierten Wert” für eine vordefinierte Anzahl von Malen wiederholt durchgeführt wurden, wird schließlich ein Kreis, der die größte Pixelzahl enthält, wobei eine Distanz zu jedem Pixel kleiner gleich dem vordefinierten Wert ist, ausgewählt, um Pixel als bogenförmige Region auszuwählen, deren Distanz zum Kreis jeweils kleiner gleich dem vordefinierten Wert ist. Man beachte, dass das Verfahren der robusten Schätzung, wie von der Einheit 231b für robuste Schätzungen durchgeführt, nicht auf das hier beschriebene beschränkt ist und ein beliebiges anderes bekanntes Schätzungsverfahren angewandt werden kann.
Bei allen erkannten bogenförmigen Regionen stellt die Einheit 232 zum Berechnen einer bogenförmigen erhöhten Richtung eine Richtung aus der Sehne in Richtung Bogen jeder bogenförmigen Region als erhöhte Richtung der bogenförmigen Region ein. Mehr bevorzugt berechnet die Einheit 232 zum Berechnen der bogenförmigen erhöhten Richtung eine Richtung von der Krümmungsmitte der bogenförmigen Region in Richtung Mittelpunkt des Bogens der bogenförmigen Region, um diese Richtung als erhöhte Richtung der bogenförmigen Region einzustellen. Alternativ kann die Einheit 232 zum Berechnen der bogenförmigen erhöhten Richtung eine Richtung vom Mittelpunkt des Bogens in Richtung Krümmungsmitte der bogenförmigen Region berechnen, um eine Richtung, die der berechneten Richtung entgegengesetzt ist, als erhöhte Richtung einzustellen.
Die Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region hat eine Einheit 241 zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung, die eine luminale Tiefenrichtung auf Basis des Erkennungsergebnisses der luminalen tiefen Region und des Analyseergebnisses der erhöhten Region berechnet, und eine Regionsermittlungseinheit 242, die eine erhöhte Region, die in der luminalen Tiefenrichtung erhöht ist, zu ermitteln.
Die Einheit 241 zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung hat eine Einheit 241a zum Berechnen einer repräsentativen Position einer tiefen Region, die eine repräsentative Position einer luminalen tiefen Region (z. B. einer tiefen Region) berechnet, und eine Einheit 241b zum Berechnen einer repräsentativen Positionsrichtung, die eine Richtung von der repräsentativen Position jeder erhöhten Region zur repräsentativen Position der luminalen tiefen Region als repräsentative Positionsrichtung berechnet.
Die repräsentative Position, die von der Einheit 241a zum Berechnen einer repräsentativen Position einer tiefen Region oder die Einheit 241b zum Berechnen einer repräsentativen Positionsrichtung kann eine beliebige Position sein, solange die Position die luminale tiefe Region oder jede erhöhte Region auf dem Bild repräsentiert. Als eine solche repräsentative Position, z. B. der Schwerpunkt jeder Region, kann die Mitte einer rechteckigen Region, die jede Region begrenzt, oder dergleichen verwendet werden.
Die Regionermittlungseinheit 242 hat eine Winkelberechnungseinheit 242a, die einen Winkel (≤ 180°) zwischen der erhöhten Richtung jeder erhöhten Region und der luminalen Tiefenrichtung berechnet.
Die arithmetische Einheit 2 wird unter Verwendung eines Universalprozessors wie z. B. einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit) oder eines spezifischen Prozessors wie z. B. eines beliebigen diverser arithmetischen Schaltungen, die spezifische Funktionen ausführen, wie eine ASI (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) konfiguriert. Wenn die arithmetische Einheit 2 der Universalprozessor ist, liest die arithmetische Einheit 2 jedes von diversen Programmen, die in der Speichereinheit 3 gespeichert sind, um Anweisungen an jede der Einheiten zu geben oder Daten an diese zu übertragen, die die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 bilden, um den gesamten Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 als Ganzes zu steuern. Wenn die arithmetische Einheit 2 ein spezieller Prozessor ist, kann der Prozessor diverse Prozesse allein ausführen oder kann diverse Prozesse unter Verwendung diverser Daten und dergleichen ausführen, die in der Speichereinheit 3 gespeichert sind, so dass der Prozessor und die Speichereinheit 3 zusammenarbeiten oder miteinander kombiniert werden.
Die Speichereinheit 3 ist durch jeden der diversen IC-Speicher umgesetzt, wie z. B. ROM (Nur-Lese-Speicher) oder RAM (Direktzugriffsspeicher), eine Festplatte, die in ein Datenkommunikationsendgerät integriert oder darüber verbunden ist, oder eine Informationsaufzeichnungseinheit wie z. B. eine CD-ROM und eine Leseeinheit dafür. Die Speichereinheit 3 speichert ein Programm zum Betreiben der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 und um die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 zu veranlassen, diverse Funktionen auszuführen, Daten, die verwendet werden, während dieses Programm läuft, und dergleichen, sowie Bilddaten zu intraluminalen Bildern, die von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 erfasst wurden. Insbesondere speichert die Speichereinheit 3 ein Bildverarbeitungsprogramm gemäß der Ausführungsform und diverse Parameter wie z. B. Schwellenwerte, die bei der Bildverarbeitung verwendet werden.
Diverse Programme wie z. B. das Bildverarbeitungsprogramm, das in der Speichereinheit 3 aufgezeichnet ist, können ebenfalls auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden. Ferner können die diversen Programme in der Speichereinheit 3 oder auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden, bevor die Lieferung eines Computers oder des Aufzeichnungsmediums als Produkt erfolgt, oder können über ein Kommunikationsnetzwerk heruntergeladen werden. Das „Kommunikationsnetzwerk” hier ist z. B. durch ein bestehendes öffentliches Leitungsnetz, LAN (lokales Netz), WAN (Weitverkehrsnetz) oder dergleichen, ob kabelgebunden oder drahtlos, implementiert.
Die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 mit der obigen Konfiguration kann unter Verwendung eines Computers oder zwei oder mehr Computern umgesetzt sein. Im letzteren Fall können die Computer miteinander zusammenarbeiten, um eine Verarbeitung durchzuführen, während Daten durch ein Kommunikationsnetzwerk ausgetauscht werden. Die „Computer” können hier aus einem Universal-Personal Computer, einem Server und dergleichen zusammengesetzt sein.
Ein Prozessor als Teil eines Endoskopsystems, das in einen Subjektkörper eingebracht wird, um das Innere des Subjektkörpers zu beobachten, so dass das gesamte Endoskopsystem gesteuert wird, kann auch die Merkmale der oben beschriebenen Bildverarbeitungsvorrichtung 1 aufweisen.
4 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 1 durchgeführt, veranschaulicht. Zunächst erfasst die arithmetische Einheit 2 in einem ersten Schritt S1 ein intraluminales Bild, das zu verarbeiten ist (Schritt S1).
In Schritt S2 erkennt die Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region eine luminale tiefe Region (Schritt S2). 5 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region durchgeführt veranschaulicht. Die von der Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region durchgeführte Verarbeitung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
In 5 wählt die Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit 211 zunächst eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente aus, deren Absorptions- und Streuungsgrad im lebendigen Körper am geringsten ist (Schritt S201). Beispielsweise bei einem Bild, das aus R-, G- und B-Komponenten zusammengesetzt ist, wählt die Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit 211 die R-Komponente aus, wie oben erwähnt.
Danach eliminiert die Randumgebungsregion-Eliminierungseinheit 212 Pixel einer Randumgebungsregion auf einem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente (Schritt S202). Dies kann verhindern, dass die Randumgebungsregion fälschlicherweise als luminale tiefe Region erkannt wird.
Danach erkennt die Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert eine Region mit einem relativ niedrigen Pixelwert auf dem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente, nachdem die Eliminierungsverarbeitung durchgeführt wurde (Schritt S203).
Danach führt die Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region auf Basis der von der Einheit 213 zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert erkannten Region eine bekannte Markierungsverarbeitung oder dergleichen durch, um eine luminale tiefe Region zu erkennen (Schritt S204). Somit wird die Verarbeitung zum Erkennen einer luminalen tiefen Region durch die Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region beendet.
Nach Schritt S2 extrahiert die Konturrandextraktionseinheit 22 in Schritt S3 den Konturrand einer Schleimhautwand eines Lumens (Schritt S3). Die Konturrandextraktionseinheit 22 wählt eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente (z. B. die R-Komponente) aus, dessen Absorptions- und Streuungsgrad im lebendigen Körper am geringsten ist, und führt die oben erwähnte Randextraktionsverarbeitung am Bild dieser Wellenlängenkomponente durch.
In Schritt S4 analysiert die Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region eine erhöhte Region im Konturrand und die erhöhte Richtung der erhöhten Region (Schritt S4). Wenn der in 3 veranschaulichte Konturrand auf dem Bild vorhanden ist, erkennt die Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region bogenförmige Regionen sequentiell als drei erhöhte Regionen, wie oben erwähnt, und analysiert diese. Danach ermittelt die Einheit 23 zum Analysieren der erhöhten Region jeweils die erhöhten Richtungen der erhöhten Baumrichtungen.
6 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer von der Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region durchgeführten Verarbeitung zur Analyse einer erhöhten Region veranschaulicht. Im Folgenden wird der Umriss der Verarbeitung zur Analyse einer erhöhten Region unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Zunächst markiert die Markierungseinheit 231a Verbindungskonturränder, um die gleiche Markierung zu sein (Schritt S401).
Danach erkennt die Einheit 231b für robuste Schätzungen eine bogenförmige (= erhöhte) Region durch eine robuste Schätzung auf Basis von Pixeln in den Konturrändern der gleichen Markierung (Schritt S402). Die Einheit 231b für robuste Schätzungen erkennt bogenförmige Regionen für alle markierten Konturränder.
Danach ermittelt die Wiederholungssteuereinheit 231c einen Größenunterschied zwischen der Fläche einer beliebigen Konturrandregion außer der als bogenförmige Region erkannten und einem vordefinierten Schwellenwert (Schritt S403). Infolge der Ermittlung, wenn die Fläche der Konturrandregion größer als der Schwellenwert ist (in Schritt S403 „Ja”), stellt die Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region die Konturrandregion außer der als bogenförmige Region erkannten als neues Verarbeitungsziel ein (Schritt S404) und die Verfahrensweise kehrt zu Schritt S401 zurück. Wenn hingegen die Fläche der Konturrandregion außer der als bogenförmige Region erkannten kleiner gleich dem vordefinierten Schwellenwert ist (in Schritt S403 „Nein”), schließt die Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region die Erkennung von bogenförmigen Regionen ab und die Verfahrensweise geht zu Schritt S405 über.
In Schritt S405 berechnet die Einheit 232 zum Berechnen einer bogenförmigen erhöhten Richtung eine erhöhte Richtung der erkannten bogenförmigen (= erhöhten) Region (Schritt S405). Somit wird die Verarbeitung zur Analyse einer erhöhten Region durch die Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region beendet.
Bei der ersten Ausführungsform wird das Verfahren zum Verwenden von Markierung und robuster Schätzung bei der Erkennung von bogenförmigen Regionen veranschaulicht, die robuste Schätzung kann jedoch wiederholt an allen Konturrandpixeln durchgeführt werden, ohne dass eine Markierung erfolgt. Ferner kann eine Kreis-Hough-Transformation verwendet werden, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-244519 offenbart. Außerdem kann statt einer Kreisanpassung bei der robusten Schätzung eine Ellipsenanpassung durchgeführt werden.
Nach Schritt S4 erkennt die Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region in Schritt S5 eine erhöhte Region, die in der Richtung der luminalen tiefen Region erhöht ist, als anomale Region (Schritt S5). 7 ist ein Ablaufplan, der einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region durchgeführt veranschaulicht. Im Folgenden wird die Verarbeitung durch die Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Zunächst berechnet die Einheit 241a zum Berechnen einer repräsentativen Position einer tiefen Region in der Einheit 241 zum Berechnen einer luminalen tiefen Richtung eine repräsentative Position der luminalen tiefen Region, wie in Schritt S2 ermittelt (Schritt S501).
Danach berechnet die Einheit 241b zum Berechnen der repräsentativen Positionsrichtung die Richtung von der repräsentativen Position jeder erhöhten Region, wie in Schritt S4 ermittelt, zur repräsentativen Position in der luminalen tiefen Region als luminale tiefe Richtung (Schritt S502). Als repräsentative Position der erhöhten Region kann z. B. der Mittelpunkt eines Bogens oder der Mittelpunkt einer Sehne sowie der Schwerpunkt, wie oben erwähnt, verwendet werden.
Danach berechnet die Winkelberechnungseinheit 242a in der Regionermittlungseinheit 242 für jede erhöhte Region einen Winkel zwischen der erhöhten Richtung der erhöhten Region und der luminalen tiefen Richtung (Schritt S503).
Danach ermittelt die Regionermittlungseinheit 242 eine Region, deren von der Winkelberechnungseinheit 242a berechneter Winkel kleiner gleich einem vordefinierten Schwellenwert ist, als erhöhte Region (Schritt S504). Dieser Schwellenwert wird z. B. als Wert kleiner gleich 90° eingestellt.
Schließlich erkennt die Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region die ermittelte erhöhte Region als anormale Region (Schritt S505). Somit wird die Verarbeitung zum Erkennen einer anomalen Region durch die Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region beendet.
Nach Schritt S5 gibt die arithmetische Einheit 2 in Schritt S6 das Ergebnis der Erkennung der anomalen Region aus (Schritt S6). Somit wird eine Verarbeitungsreihe, wie von der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 durchgeführt, beendet.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird eine Konturrandregion mit einer erhöhten Form in Richtung der luminalen tiefen Region als anomale Region erkannt. Aus diesem Grund kann die anomale Region, d. h. ein anomaler Geweberand, mit hoher Genauigkeit erkannt werden, während unterdrückt wird, dass ein normaler Konturrand fälschlicherweise als anomal erkannt wird.
Ferner wird gemäß der ersten Ausführungsform eine Region mit niedrigem Pixelwert erkannt, nachdem eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente ausgewählt wurde und eine oder mehrere Randumgebungsregionen eliminiert wurden. Aus diesem Grund kann die luminale tiefe Region mit hoher Genauigkeit erkannt werden, während der Einfluss von Schattierung und Schatten von Blutgefäßen und Faltenrändern unterdrückt wird.
Ferner wird gemäß der ersten Ausführungsform eine bogenförmige Region in einem Konturrand erkannt und wird die Richtung der bogenförmigen Region berechnet. Aus diesem Grund können die Erkennung einer erhöhten Region im Konturrand und die Berechnung der Richtung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Ferner werden gemäß der ersten Ausführungsform die Markierung und robuste Schätzung des Konturrands wiederholt, so dass mehrere Bogenformen im Konturrand mit hoher Genauigkeit und schnell erkannt werden können.
Bei der ersten Ausführungsform wird das Verfahren zum Erkennen der luminalen tiefen Region auf Basis von Pixelwerten, die mit der Bilderfassungsdistanz korrelieren, veranschaulicht, die luminale tiefe Region kann aber auch z. B. unter Verwendung eines Verfahrens zum Erkennen einer luminalen Richtung erkannt werden, wie in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2003-93328 offenbart.
(Erste Modifikation)
8 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration einer Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region gemäß einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Eine Einheit 26 zum Analysieren einer erhöhten Region, die in der Figur veranschaulicht ist, hat eine Randteilungseinheit 261, die einen Konturrand auf Basis gekrümmter Richtungen des Konturrands teilt, und eine Einheit 262 zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands, die die erhöhte Richtung jedes Rands (geteilten Rands) nach der Teilung berechnet. Die Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung ist die gleiche wie die Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 1, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, mit Ausnahme der Einheit 26 zum Analysieren einer erhöhten Region.
Die Randteilungseinheit 261 hat eine Koordinatenerfassungseinheit 261a, die die Koordinaten von jeweiligen Pixeln erfasst, die den Rand bilden, nach Verbindung, eine Krümmungsänderungsanalyseeinheit 261b, die eine Änderung einer Krümmung mit Vorzeichen in Bezug auf den Konturrand auf Basis der Koordinaten von Probenpixeln analysiert, wie in vordefinierten Intervallen entlang den erfassten Randkoordinaten platziert, und eine Teilungseinheit 261c, die den Konturrand in Positionen von Vorzeichenumkehr der Krümmung mit Vorzeichen teilt.
Die Randkoordinatenerfassungseinheit 261a erfasst Randkoordinaten z. B. unter Verwendung von einer bekannten Konturfolgeverarbeitung (Referenzschrift: Contour Tracing, Digital Image Processing, S. 178, CG-ARTS Society).
Eine Krümmung k mit Vorzeichen, die von der Krümmungsänderungsanalyseeinheit 261b analysiert wurde, wird mit der folgenden Gleichung (1) auf Basis der Koordinaten (x0, y0), (xy, y1) und (x2, y2) der drei Probenpixel berechnet, wie in vordefinierten Intervallen (gleichen Intervallen) platziert:
Die Umkehr des Vorzeichens der Krümmung k mit Vorzeichen entspricht einer Änderung der gekrümmten Richtung des Konturrands. Die Krümmungsänderungsanalyseeinheit 261b berechnet die Koordinaten der Probenpixel, während diese entlang der Randkoordinaten verschoben werden, um die Krümmung k mit Vorzeichen entsprechend zu analysieren. Man beachte, dass der Intervall zwischen benachbarten Probenpixeln adaptiv entschieden werden kann, z. B. je nach Distanz zu einer Bilderfassungsebene, die z. B. auf Basis der Helligkeit der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente ermittelt wurde.
9 ist ein Schaubild, das einen Umriss einer Konturrandteilungsverarbeitung schematisch veranschaulicht, wie von der Teilungseinheit 261c durchgeführt. Wenn ein wellenförmiger Konturrand, wie in 9 veranschaulicht, vorhanden ist, teilt die Teilungseinheit 261c den Konturrand in drei Regionen, indem zwei Punkte A, B, die Wellenknotenentsprechen, als Grenzen eingestellt werden.
Die Einheit 262 zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands berechnet für alle geteilten Ränder eine Richtung des Passierens jedes geteilten Rands von einem Liniensegment, das beide Enden des Rands verbindet, als erhöhte Richtung des geteilten Rands. Mehr bevorzugt berechnet die Einheit 262 zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands eine Richtung von einem Mittelpunkt des Liniensegments, das beide Enden des Rands verbindet, zu einem Mittelpunkt auf dem geteilten Rand (Mittelpunkt der Länge des geteilten Rands) als erhöhte Richtung des geteilten Rands. Beispielsweise bei dem in 9 veranschaulichten Konturrand analysiert die Einheit 262 zum Analysieren einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands jede von drei geteilten, erhöhten Regionen, um die erhöhte Richtung jeder erhöhten Region zu ermitteln.
10 ist ein Ablaufplan, einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Einheit 26 zum Analysieren einer erhöhten Region durchgeführt. Zunächst erfasst die Randkoordinatenerfassungseinheit 261a die Koordinaten jedes von Pixeln, die jeden Rand bilden, nach Verbindung (Schritt S411).
Danach analysiert die Krümmungsänderungsanalyseeinheit 261b eine Änderung einer Krümmung mit Vorzeichen in Bezug auf den Konturrand auf Basis der Koordinaten von drei Probepixeln, die in vordefinierten Intervallen entlang der erfassten Randkoordinaten platziert sind (Schritt S412).
Danach teilt die Teilungseinheit 261c den Konturrand in einer oder mehreren Positionen einer Vorzeichenumkehr der Krümmung mit Vorzeichen (Schritt S413).
Die Einheit 26 zum Analysieren einer erhöhten Region führt Verarbeitungsschritte S411 bis S413 an allen Konturrändern durch.
Danach berechnet die Einheit 262 zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands die erhöhte Richtung des geteilten Rands (Schritt S414). Somit wird die Verarbeitung zur Analyse einer erhöhten Region durch die Einheit 26 zum Analysieren einer erhöhten Region beendet.
Bei einer ersten Modifikation wird das Verfahren zum Teilen eines Rands auf Basis der Krümmung k mit Vorzeichen veranschaulicht, die Teilungsposition kann jedoch auf Basis einer Änderung des Kreuzprodukts von zwei Vektoren ermittelt werden, so ermittelt, dass von drei Punkten (x0, y0), (x1, y1) und (x2, y2) ein Vektor einen Punkt (x1, y1) als Basispunkt und einen Punkt (x0, y0) als Endpunkt aufweist und der andere Vektor einen Punkt (x1, y1) als Basispunkt und einen Punkt (x2, y2) als Endpunkt aufweist.
Bei der ersten Modifikation kann z. B. ein Mittelpunkt auf jedem geteilten Rand, ein Punkt mit der größten Krümmung auf dem geteilten Rand oder der Mittelpunkt eines Liniensegments, das die Endpunkte des geteilten Rands verbindet, als repräsentative Position der erhöhten Region verwendet werden.
Gemäß der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird eine Konturrandregion mit einer erhöhten Form in Richtung der luminalen tiefen Region als anomale Region erkannt. Aus diesem Grund kann die anomale Region mit hoher Genauigkeit erkannt werden, während unterdrückt wird, dass ein normaler Konturrand fälschlicherweise als anomal erkannt wird.
Ferner wird ein Konturrand gemäß der ersten Modifikation auf Basis jeder gekrümmten Richtung geteilt, um eine erhöhte Richtung jedes geteilten Rands zu berechnen. Aus diesem Grund kann sogar dann, wenn zwei oder mehr erhöhte Formen im Konturrand erscheinen, jede erhöhte Region äußerst genau erkannt werden und die Richtung äußerst genau berechnet werden.
(Zweite Modifikation)
11 ist ein Blockschaubild, das eine Funktionskonfiguration einer Einheit zum Erkennen einer Region gemäß einer zweiten Modifikation der Ausführungsform veranschaulicht. Eine Einheit 27 zum Erkennen einer anomalen Region, wie in der Figur veranschaulicht, hat eine Einheit 271 zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung, die eine luminale Tiefenrichtung auf Basis des Erkennungsergebnisses einer luminalen tiefen Region und des Ergebnisses der Analyse einer erhöhten Region berechnet, und eine Regionermittlungseinheit 272, die eine erhöhte Region ermittelt, die in einer luminalen Tiefenrichtung erhöht ist. Die Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung ist die gleiche wie die Funktionskonfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung 1, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, mit Ausnahme der Einheit 27 zum Erkennen einer anomalen Region.
Die Einheit 271 zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung hat eine Einheit 271a zum Erstellen eines distanzumgewandelten Bilds, die ein distanzumgewandeltes Bild aus der luminalen tiefen Region erstellt, und eine Gradientenrichtungsberechnungseinheit 271b, die eine Gradientenrichtung des distanzumgewandelten Bilds in einer repräsentativen Position jeder erhöhten Region als luminale Tiefenrichtung berechnet.
Die Einheit 271a zum Erstellen eines distanzumgewandelten Bilds erstellt ein distanzumgewandeltes Bild unter Verwendung z. B. einer bekannten Distanzumwandlung (Referenzschrift: Distance Conversion and Skeleton Extraction, ”Image Analysis Handbook”, Tokyo University Press, S. 576).
Die Regionermittlungseinheit 272 hat eine Einheit 272a zum Berechnen eines inneren Produkts, das für jede erhöhte Region das innere Produkt von Einheitsrichtungsvektoren in zwei Richtungen der erhöhten Richtung der erhöhten Region und eine luminale Tiefenrichtung berechnet. Das innere Produkt von Einheitsrichtungsvektoren ist im Fall der gleichen Richtung 1, im Fall von orthogonal 0 und im Fall von entgegengesetzten Richtungen –1.
12 ist ein Ablaufplan, einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Einheit 27 zum Erkennen einer anomalen Region durchgeführt. Die Einheit 271a zum Erstellen eines distanzumgewandelten Bilds erstellt ein distanzumgewandeltes Bild aus einer luminalen tiefen Region (Schritt S511).
Danach berechnet die Gradientenrichtungsberechnungseinheit 271b eine Gradientenrichtung des distanzumgewandelten Bilds in einer jeweiligen Position jeder erhöhten Region als luminale Tiefenrichtung (Schritt S512).
Danach berechnet die Einheit 272a zum Berechnen eines inneren Produkts ein inneres Produkt von Einheitsrichtungsvektoren in zwei Richtungen einer erhöhten Richtung der erhöhten Region und der luminale Tiefenrichtung (Schritt S513).
Danach ermittelt die Regionermittlungseinheit 272 eine erhöhte Region, bei der das innere Produkt größer gleich ein vordefinierten Schwellenwert ist (Schritt S514).
Schließlich erkennt die Einheit 27 zum Erkennen einer anomalen Region die ermittelte erhöhte Region als anormale Region (Schritt S515). Somit wird die Verarbeitung zum Erkennen einer anomalen Region durch die Einheit 27 zum Erkennen einer anomalen Region beendet.
Gemäß einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird das distanzumgewandelte Bild aus der luminalen tiefen Region verwendet, um die luminale Tiefenrichtung zu ermitteln. Aus diesem Grund kann die luminale Tiefenrichtung sogar dann mit hoher Genauigkeit ermittelt werden, wenn der luminale tiefe Abschnitt eine längliche Form aufweist.
(Zweite Ausführungsform)
Bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Fokus auf einem Unterschied von Abmessungen zwischen erhöhten Regionen, die in einem Konturrand enthalten sind, um die Erkennungsgenauigkeit einer anomalen Region weiter zu erhöhen.
13 ist ein Blockschaubild, das die Funktionskonfiguration einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Eine in der Figur veranschaulichte Bildverarbeitungsvorrichtung 4 umfasst eine arithmetische Einheit 5 und eine Speichereinheit 3. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Elemente wie jene in der arithmetischen Einheit 2 der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen.
Die arithmetische Einheit 5 hat eine Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region, eine Konturrandextraktionseinheit 22, eine Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region und eine Einheit 51 zum Erkennen einer anomalen Region. Die Einheit 51 zum Erkennen einer anomalen Region hat eine Einheit 241 zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung, eine Regionermittlungseinheit 242 und eine Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region, die den Merkmalswert einer erhöhten Region berechnet.
Der Merkmalswert einer erhöhten Form, der von der Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region zu berechnen ist, ist die Länge einer erhöhten Region, die Fläche der erhöhten Region, ein Wert, der mit der erhöhten Menge korreliert, oder dergleichen. Hier ist der Wert, der mit der erhöhten Menge korreliert, eine Distanz zwischen einem Liniensegment, das beide Enden der erhöhten Region verbindet, und einem Liniensegment, das parallel zum Liniensegment verläuft, eine Tangente zur erhöhten Region, eine Krümmung, wenn eine Bogenform auf die erhöhte Region angepasst wird, ein Krümmungsradius oder dergleichen. Eine erhöhte Region mit einer kurzen Länge, einer kleinen Fläche, einer kleinen erhöhten Menge oder dergleichen ist wahrscheinlich Rauschen. Aus diesem Grund berechnet die Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region die Merkmalswerte von erhöhten Formen, wie oben erwähnt, um diese Regionen nicht fälschlicherweise als anomale Regionen zu erkennen.
14 ist ein Ablaufplan, einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 4 durchgeführt, veranschaulicht. Die Verarbeitungsschritte S11 bis S14 sind die jeweils gleichen wie die Schritte S1 bis S4 in 4.
In Schritt S15 berechnet die Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region den Merkmalswert einer erhöhten Region, die in einer luminalen Tiefenrichtung erhöht ist, und die Einheit 51 zum Erkennen einer anomalen Region erkennt eine erhöhte Region, deren berechneter Merkmalswert in einen vordefinierten Bereich fällt, als anomale Region (Schritt S15). Schritt S15 wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Die Einheit 241 zum Berechnen der luminalen Tiefenrichtung und die Regionermittlungseinheit 242 führt eine gleiche Verarbeitung wie jene der Schritte S501 bis S505 der ersten Ausführungsform (siehe 7) oder der Schritt S511 bis S515 der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform (siehe 12) durch, um eine erhöhte Region zu ermitteln, die in der luminalen Tiefenrichtung erhöht ist. Danach berechnet die Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswert einer erhöhten Region den Merkmalswert der erhöhten Region. Die Einheit 51 zum Erkennen einer anomalen Region erkennt eine erhöhte Region, deren Merkmalswert in den vordefinierten Bereich fällt, als anomale Region.
Nach Schritt S15 gibt die arithmetische Einheit 5 in Schritt S16 das Ergebnis der Erkennung der anomalen Region aus (Schritt S16). Somit wird eine Verarbeitungsreihe, wie von der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt, beendet.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird eine Konturrandregion mit einer erhöhten Form in Richtung der luminalen tiefen Region als anomale Region erkannt. Aus diesem Grund kann die anomale Region mit hoher Genauigkeit erkannt werden, während unterdrückt wird, dass ein normaler Konturrand fälschlicherweise als anomal erkannt wird.
Ferner werden gemäß der zweiten Ausführungsform relativ kleine Regionen unter den Regionen, die aus der luminalen Tiefenrichtung und den erhöhten Richtungen von erhöhten Regionen erkannt wurden, eliminiert. Aus diesem Grund kann weiter unterdrückt werden, dass fälschlicherweise eine anomale Region in einem Konturrand erkannt wird.
(Dritte Ausführungsform)
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt die Tatsache, dass ein Unterschied einer erhöhten Region, die Pixelwertinformationen umgibt, zwischen einer anomalen Region und einem Fall vorliegt, in dem ein Konturrand einer Kante einer Schleimhautfalte, die nicht auf der Seite eines luminalen tiefen Abschnitts ist, in der luminalen Tiefenrichtung erhöht ist, um die Erkennungsgenauigkeit der anomalen Region weiter zu erhöhen. Mehr im Detail nutzt, wenn der Konturrand der Kante der Schleimhautfalte, die nicht auf der Seite des luminalen tiefen Abschnitts ist, in der luminalen Tiefenrichtung erhöht ist, die dritte Ausführungsform die Tatsache, dass die Schleimhautmembran über einer Falte auf der Seite der erhöhten Richtung einer erhöhten Region einen höheren Pixelwert als eine Schleimhautmembran unter einer gegenüberliegenden Falte (Kante) aufweist, was auf eine nähere Bilderfassungsdistanz zurückzuführen ist, während die Pixelwerte der anomalen Region einen umgekehrten Trend zeigen. Somit wird die Erkennungsgenauigkeit der anomalen Region weiter erhöht.
15 ist ein Blockschaubild, das die Funktionskonfiguration einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung 6, wie in 15 veranschaulicht, umfasst eine arithmetische Einheit 7 und eine Speichereinheit 3. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Elemente wie jene in der arithmetischen Einheit 2 der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen.
Die arithmetische Einheit 7 hat eine Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region, eine Konturrandextraktionseinheit 22, eine Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region und eine Einheit 71 zum Erkennen einer anomalen Region. Die Einheit 71 zum Erkennen einer anomalen Region hat eine Einheit 241 zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung, eine Regionermittlungseinheit 242 und eine Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert, die Informationen zu einem Pixelwert um eine erhöhte Region berechnet.
Die Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert berechnet die Änderungshöhe zwischen dem Pixelwert einer Region, die sich auf der Seite der erhöhten Richtung einer erhöhten Region befindet, und dem Pixelwert einer Region, die sich in einer Richtung der Region über die erhöhte Region entgegengesetzt befindet. Beispielsweise berechnet die Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert einen Unterschied, der durch Subtrahieren des Pixelwerts einer Region, die sich auf einer Seite der Region über die erhöhte Region entgegengesetzt befindet, vom Pixelwert einer Region, die sich auf der Seite der erhöhten Richtung einer erhöhten Region befindet, erhalten wird. Wenn eine Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert Pixelwerte berechnet, wird mehr bevorzugt, dass Pixelwerte einer Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente, die mit der Bilderfassungsdistanz korreliert sind, verwendet werden sollten, da eine relative hohe Genauigkeit erhalten werden kann.
16 ist ein Ablaufplan, einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 6 durchgeführt, veranschaulicht. Die Verarbeitungsschritte S21 bis S24 sind die jeweils gleichen wie die Schritte S1 bis S4 in 4.
In Schritt S25 erkennt die Einheit 71 zum Erkennen einer anomalen Region, nachdem eine erhöhte Region in einem Konturrand und die erhöhte Richtung der erhöhten Region analysiert wurden, eine erhöhte Region, deren periphere Pixelwertinformation in einen vordefinierten Bereich fällt, unter erhöhten Regionen, die in der luminalen Tiefenrichtung erhöht sind, als anomale Region (Schritt S25).
Die Einheit 241 zum Berechnen der luminalen Tiefenrichtung und die Regionermittlungseinheit 242 führt eine gleiche Verarbeitung wie die Schritte S501 bis S505 der ersten Ausführungsform (siehe 7) oder der Schritt S511 bis S515 der ersten Modifikation der ersten Ausführungsform (siehe 12) durch, um die erhöhte Region zu ermitteln, die in der luminalen Tiefenrichtung erhöht ist.
Danach berechnet die Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert Informationen zu einem Pixelwert um eine erhöhte Region. Wenn die Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert einen Unterschied berechnet, wie oben erwähnt, ist das Vorzeichen (plus oder minus) zwischen einer normalen Konturrandregion und der anomalen Region unterschiedlich. Insbesondere wird der Unterschied in Bezug auf die normale Konturrandregion positiv, während der Unterschied in Bezug auf die anomale Region negativ wird.
Auf Basis des Berechnungsergebnisses der Einheit 711 zum Berechnen von Informationen zu einem peripheren Pixelwert erkennt die Einheit 71 zum Erkennen einer anomalen Region eine Region, bei der der Unterschied negativ wird, wie oben erwähnt, als anomale Region.
Nach Schritt S25 gibt die arithmetische Einheit 7 in Schritt S26 das Ergebnis der Erkennung der anomalen Region aus (Schritt S26). Somit wird eine Verarbeitungsreihe, wie von der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform durchgeführt, beendet.
Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird eine Konturrandregion mit einer erhöhten Form in Richtung der luminalen tiefen Region als anomale Region erkannt. Aus diesem Grund kann die anomale Region mit hoher Genauigkeit erkannt werden, während unterdrückt wird, dass ein normaler Konturrand fälschlicherweise als anomal erkannt wird.
Ferner kann die anomale Region gemäß der dritten Ausführungsform, da die anomale Region auch unter Berücksichtigung einer Änderung eines Pixelwerts um eine erhöhte Region erkannt wird, mit höherer Genauigkeit erkannt werden.
(Vierte Ausführungsform)
Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden dunkle Teile wie z. B. Spiegelungen, Rückstände, Blasen und dergleichen, wie in einem intraluminalen Bild enthalten, als nichtgeprüfte Regionen ausgeschlossen, bevor eine Extraktion eines Konturrands erfolgt, um die Erkennungsgenauigkeit einer anomalen Region weiter zu erhöhen.
17 ist ein Blockschaubild, das die Funktionskonfiguration einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung 8, wie in 17 veranschaulicht, umfasst eine arithmetische Einheit 9 und eine Speichereinheit 3. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Elemente wie jene in der arithmetischen Einheit 2 der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen.
Die arithmetische Einheit 9 hat eine Einheit 21 zum Erkennen einer luminalen tiefen Region, eine Einheit 91 zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region, eine Konturrandextraktionseinheit 22, eine Einheit 23 zum Analysieren einer erhöhten Region und eine Einheit 24 zum Erkennen einer anomalen Region.
Die Einheit 91 zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region identifiziert Nicht-Schleimhautregionen (dunkle Teile, helle Teile, Rückstände, Blasen und dergleichen) auf Basis von Informationen zu Farbe, Frequenz, Form usw., um diese identifizierten Nicht-Schleimhautregionen als nichtgeprüfte Regionen auszuschließen. Die Einheit 91 zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region identifiziert Nicht-Schleimhautregionen durch Anwenden von Techniken, die z. B. in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2011-234931 (dunkler Teil, heller Teil), in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2012-143340 (Rückstand) und der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungs-Nr. 2007-313119 (Blase) offenbart sind.
18 ist ein Ablaufplan, einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 8 durchgeführt, veranschaulicht. Die Schritte S31 und S32 entsprechen den Schritten S1 und S2 in 4.
Die Einheit 91 zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region identifiziert nach Schritt S32 Nicht-Schleimhautregionen (dunkle Teile, helle Teile, Rückstände, Blasen und dergleichen) auf Basis von Informationen zu Farbe, Frequenz, Form usw., um die identifizierten Nicht-Schleimhautregionen als nichtgeprüfte Regionen auszuschließen (Schritt S33).
Die Verarbeitungsschritte S34 bis S37 entsprechen sequentiell den Verarbeitungsschritten S3 bis S6 in 4.
Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird eine Konturrandregion mit einer erhöhten Form in Richtung der luminalen tiefen Region als anomale Region erkannt. Aus diesem Grund kann die anomale Region mit hoher Genauigkeit erkannt werden, während unterdrückt wird, dass ein normaler Konturrand fälschlicherweise als anomal erkannt wird.
Ferner werden nichtgeprüfte Regionen gemäß der vierten Ausführungsform ausgeschlossen, bevor die Extraktion der Konturrandregion erfolgt. Aus diesem Grund kann die anomale Region mit größerer Genauigkeit erkannt werden.
Man beachte, dass die Funktionskonfiguration der Einheit 91 zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region auch bei der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen 1 bis 3 bereitgestellt sein kann.
(Andere Ausführungsformen)
Auch wenn die Modi zum Durchführen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die oben erwähnten ersten bis vierten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise wenn eine anomale Region erkannt wird, kann eine bogenförmige Region, die auf der gleichen Seite wie eine luminale tiefe Region vorhanden ist, unter Bezugnahme auf eine gerade Linie, die durch die Sehne der bogenförmigen Region verläuft, als anomale Region erkannt werden.
Neben einem endoskopischen Bild für einen lebendigen Körper kann die vorliegende Erfindung auch auf ein intraluminales Bild eines virtuellen Endoskops angewandt werden, das bei der CT-Kolonographie erstellt wird, und ein intraluminales Bild, das mit einem industriellen Endoskop erfasst wird.
19 ist ein Blockschaubild, das die Funktionskonfiguration einer Bildverarbeitungseinrichtung gemäß einer unterschiedlichen Ausführungsform veranschaulicht. Eine in der Figur veranschaulichte Bildverarbeitungsvorrichtung 10 umfasst eine arithmetische Einheit 11 und eine Speichereinheit 3. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Elemente wie jene in der arithmetischen Einheit 2 der Bildverarbeitungsvorrichtung 1 mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen.
Die arithmetische Einheit 11 hat eine Konturrandextraktionseinheit 22, eine Einheit 101 zum Analysieren einer erhöhten Region und eine Einheit 102 zum Erkennen einer anomalen Region. Die Einheit 101 zum Analysieren einer erhöhten Region hat eine Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region. Die Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region hat eine Markierungseinheit 231a, eine Einheit 231b für robuste Schätzungen und eine Wiederholungssteuereinheit 231c. Die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region 102 hat eine Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region.
20 ist ein Ablaufplan, einen Umriss einer Verarbeitung, wie durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 10 durchgeführt, veranschaulicht. Die Verarbeitungsschritte S41 bis S42 sind die jeweils gleichen wie die Schritte S1 und S3 in 4.
In Schritt S43 analysiert die Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region in der Einheit 101 zum Analysieren einer erhöhten Region eine erhöhte Region in einem Konturrand (Schritt S43). Nachdem die Einheit 231 zum Erkennen einer bogenförmigen Region die Verarbeitungsschritte S401 bis S404, wie in 6 veranschaulicht, sequentiell ausgeführt hat, wird die Verarbeitung zur Analyse einer erhöhten Region beendet.
In Schritt S44 berechnet die Einheit 511 zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region den Merkmalswert jeder erhöhten Region, und die Einheit 102 zum Erkennen einer anomalen Region erkennt eine erhöhte Region, deren berechneter Merkmalswert in einen vordefinierten Bereich fällt, als anomale Region (Schritt S44).
In Schritt S45 gibt die arithmetische Einheit 11 das Ergebnis der Erkennung der anomalen Region aus (Schritt S45). Somit wird eine Verarbeitungsreihe, wie von der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 durchgeführt, beendet.
Gemäß der oben beschriebenen Bildverarbeitungsvorrichtung 10 kann ein anomaler Geweberand mit größerer Genauigkeit erkannt werden, da ein Konturrand in mehrere Bogenformen geteilt wird, um eine anomale Region zu ermitteln.
Man beachte, dass die Einheit 262 zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands, wie von der Einheit 26 zum Analysieren einer erhöhten Region eliminiert, wie in 8 veranschaulicht, auch als Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region in der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 verwendet werden kann. Anders ausgedrückt hat die Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region in diesem Fall eine Randteilungseinheit 261. Die Randteilungseinheit 261 hat eine Randkoordinatenerfassungseinheit 261a, eine Krümmungsänderungsanalyseeinheit 261b und eine Teilungseinheit 261c.
Ferner kann die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region in der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 die Funktion der Einheit 711 zum Berechnen einer peripheren Pixelwertinformation aufweisen, wie in 15 veranschaulicht. In diesem Fall kann die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region eine anomale Region auch unter Berücksichtigung der peripheren Pixelwertinformation erkennen.
Ferner kann die Funktion der Einheit 91 zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region, wie bei der vierten Ausführungsform beschrieben, in der Bildverarbeitungsvorrichtung 10 umgesetzt sein. In diesem Fall kann die anomale Region mit größerer Genauigkeit erkannt werden.
Bezugszeichenliste

1, 4, 6, 8, 10: Bildverarbeitungsvorrichtung
2, 5, 7, 9, 11: Arithmetische Einheit
3: Speichereinheit
21: Einheit zum Erkennen einer luminalen tiefen Region
22: Konturrandextraktionseinheit
23, 26, 101: Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region
24, 27, 51, 71, 102: Einheit zum Erkennen einer anomalen Region
91: Einheit zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region
211: Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit
212: Randumgebungsregion-Eliminierungseinheit
213: Einheit zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert
231: Einheit zum Erkennen einer bogenförmigen Region
231a: Markierungseinheit
231b: Einheit für robuste Schätzungen
231c: Wiederholungssteuereinheit
232: Einheit zum Berechnen einer bogenförmigen erhöhten Richtung
241, 271, 541: Einheit zum Berechnen einer luminalen Tiefenrichtung
242, 272, 542: Regionermittlungseinheit
241a: Einheit zum Berechnen einer repräsentativen Position einer tiefen Region
241b: Einheit zum Berechnen einer repräsentativen Positionsrichtung
242a: Winkelberechnungseinheit
261: Randteilungseinheit
261a: Randkoordinatenerfassungseinheit
261b: Krümmungsänderungsanalyseeinheit
261c: Teilungseinheit
262: Einheit zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands
271a: Einheit zum Erstellen eines distanzumgewandelten Bilds
271b: Gradientenrichtungsberechnungseinheit
272a: Einheit zum Berechnen eines inneren Produkts
511: Einheit zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region
711: Einheit zum Berechnen von peripheren Pixelwertinformationen

Claims

Bildverarbeitungsvorrichtung, die umfasst: eine Einheit zum Erkennen einer tiefen Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine tiefe Region in einem intraluminalen Bild erkennt; eine Konturrandextraktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Konturrand einer Innenwand eines Kanals extrahiert; eine Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Region im Konturrand und eine erhöhte Richtung der erhöhten Region analysiert; und eine Einheit zum Erkennen einer anomalen Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region erkennt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region umfasst: eine Einheit zum Erkennen einer bogenförmigen Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine bogenförmige Region im Konturrand erkennt; und eine Einheit zum Berechnen einer bogenförmigen erhöhten Richtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Richtung der bogenförmigen Region berechnet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einheit zum Erkennen einer bogenförmigen Region umfasst: eine Einheit für robuste Schätzungen, die so konfiguriert ist, dass sie die bogenförmige Region durch robuste Schätzung auf Basis von Pixeln im Konturrand erkennt; und eine Wiederholungssteuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Wiederholung der Erkennung der bogenförmigen Region durch die robuste Schätzung für Regionen außer der erkannten bogenförmigen Region steuert.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Einheit zum Erkennen einer bogenförmigen Region ferner eine Markierungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie nur Verbindungskonturränder markiert, um die gleiche Markierung zu sein, die Einheit für robuste Schätzungen so konfiguriert ist, dass sie die bogenförmige Region auf Basis von Pixeln in den Konturrändern der gleichen Markierung erkennt, und die Wiederholungssteuereinheit so konfiguriert ist, dass sie eine Wiederholung der Markierung der Konturränder und eine Erkennung der bogenförmigen Region für Regionen außer der erkannten bogenförmigen Region steuert.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Analysieren einer erhöhten Region umfasst: eine Randteilungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Konturrand auf Basis einer gekrümmten Richtung des Konturrands teilt, um geteilte Ränder zu erhalten; und eine Einheit zum Berechnen einer erhöhten Richtung eines geteilten Rands, um eine erhöhte Richtung jedes der geteilten Ränder zu berechnen.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Randteilungseinheit umfasst: eine Randkoordinatenerfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Randkoordinaten als Koordinaten jedes von Pixeln, die den Konturrand bilden, in Reihenfolge der Verbindung erfasst; eine Krümmungsänderungsanalyseeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Änderung einer Krümmung mit Vorzeichen in Bezug auf den Konturrand auf Basis von Koordinaten von Probepixeln analysiert, die in vordefinierten Intervallen entlang der erfassten Randkoordinaten platziert sind; und eine Teilungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Konturrand in einer Position einer Vorzeichenumkehr der Krümmung mit Vorzeichen teilt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region umfasst: eine Einheit zum Berechnen einer Tiefenrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Tiefenrichtung auf Basis eines Ergebnisses der Erkennung der tiefen Region und eines Ergebnisses der Analyse der erhöhten Region berechnet; und eine Regionermittlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass er die erhöhte Region ermittelt, die in der Tiefenrichtung erhöht ist, die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region so konfiguriert ist, dass sie die erhöhte Region, wie von der Regionermittlungseinheit ermittelt, als anomale Region erkennt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einheit zum Berechnen einer Tiefenrichtung umfasst: eine Einheit zum Berechnen einer repräsentativen Position einer tiefen Region, die so konfiguriert ist, dass sie eine repräsentative Position der tiefen Region berechnet; und eine Einheit zum Berechnen einer repräsentativen Positionsrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Richtung von einer repräsentativen Position jeder erhöhten Region zur repräsentativen Position der tiefen Region berechnet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einheit zum Berechnen einer Tiefenrichtung umfasst: eine Einheit zum Erstellen eines distanzumgewandelten Bilds, die so konfiguriert ist, dass sie ein distanzumgewandeltes Bild aus der tiefen Region erstellt; und eine Gradientenrichtungsberechnungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Gradientenrichtung jeder erhöhten Region bei einer repräsentativen Position in dem distanzumgewandelten Bild berechnet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Regionermittlungseinheit eine Winkelberechnungseinheit umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie einen Winkel zwischen der erhöhten Richtung der erhöhten Region und der Tiefenrichtung berechnet, und wenn der Winkel kleiner oder gleich einem vordefinierten Schwellenwert ist, die Regionermittlungseinheit so konfiguriert ist, dass sie die erhöhte Region ermittelt, die in der Tiefenrichtung erhöht ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Regionermittlungseinheit eine Einheit zum Berechnen eines inneren Produkts umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie ein inneres Produkt von Einheitsrichtungsvektoren zwischen der erhöhten Richtung der erhöhten Region und der Tiefenrichtung berechnet, und wenn das innere Produkt größer oder gleich einem vordefinierten Schwellenwert ist, die Regionermittlungseinheit so konfiguriert ist, dass sie die erhöhte Region ermittelt, die in der Tiefenrichtung erhöht ist.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region ferner eine Einheit zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie einen Merkmalswert der erhöhten Region berechnet, und die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Region, deren Merkmalswert in einen vordefinierten Bereich fällt, unter erhöhten Region, die in der Tiefenrichtung erhöht sind, als anomale Region erkennt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einheit zum Berechnen eines Merkmalswerts einer erhöhten Region so konfiguriert ist, dass sie eines von einer Länge der erhöhten Region, eines Bereichs der erhöhten Region und eines Werts, der mit einer erhöhten Menge der erhöhten Region korreliert, als Merkmalswert der erhöhten Region berechnet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region ferner eine Einheit zum Berechnen einer peripheren Pixelwertinformation umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine periphere Pixelwertinformation von Pixeln um die erhöhte Region berechnet, und die Einheit zum Erkennen einer anomalen Region so konfiguriert ist, dass sie eine erhöhte Region, deren periphere Pixelwertinformation in einen vordefinierten Bereich fällt, unter erhöhten Region, die in der Tiefenrichtung erhöht sind, als die anomale Region erkennt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Einheit zum Berechnen einer peripheren Pixelwertinformation so konfiguriert ist, dass sie Änderungen eines Pixelwerts zwischen einer Region, die sich in Richtung der erhöhten Richtung in der erhöhten Region befindet, und einer anderen Region, die sich in Richtung einer entgegengesetzten Richtung zur erhöhten Richtung über der erhöhten Region befindet, berechnet.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Erkennen einer tiefen Region umfasst: eine Niedrigabsorptionswellenlängenkomponenten-Auswahleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Bild einer Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente als Wellenlängenkomponente auswählt, deren Absorptions- und Streuungsgrad in einem lebendigen Körper am geringsten ist; eine Randumgebungsregion-Eliminierungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Pixel einer Randumgebungsregion auf dem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente eliminiert; und eine Einheit zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert, die so konfiguriert ist, dass sie eine Region mit einem relativ niedrigen Pixelwert auf dem Bild der Niedrigabsorptionswellenlängenkomponente erkennt, nachdem die Pixel der Randumgebungsregion eliminiert wurden, wobei die Einheit zum Erkennen einer tiefen Region so konfiguriert ist, dass sie die tiefe Region auf Basis eines Ergebnisses der Erkennung durch die Einheit zum Erkennen einer Region mit niedrigem Pixelwert erkennt.
Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Einheit zum Ausschließen einer nichtgeprüften Region umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eines von Spiegelreflexion, dunklen Teilen, Blasen und Rückstandsregionen aus dem intraluminalen Bild ausschließt.
Bildverarbeitungsverfahren, das umfasst: einen Schritt zum Erkennen einer tiefen Region zum Erkennen einer tiefen Region in einem intraluminalen Bild; einen Konturrandextraktionsschritt zum Extrahieren eines Konturrands einer Innenwand eines Kanals; einen Schritt zum Analysieren einer erhöhten Region zum Analysieren einer erhöhten Region im Konturrand und einer erhöhten Richtung der erhöhten Region; und einen Schritt zum Erkennen einer anomalen Region zum Erkennen einer anomalen Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region.
Bildverarbeitungsprogramm, das einen Computer veranlasst, durchzuführen: einen Schritt zum Erkennen einer tiefen Region zum Erkennen einer tiefen Region in einem intraluminalen Bild; einen Konturrandextraktionsschritt zum Extrahieren eines Konturrands einer Innenwand eines Kanals; einen Schritt zum Analysieren einer erhöhten Region zum Analysieren einer erhöhten Region im Konturrand und einer erhöhten Richtung der erhöhten Region; und einen Schritt zum Erkennen einer anomalen Region zum Erkennen einer anomalen Region, die in einer Richtung der tiefen Region erhöht ist, als anomale Region.