JP2000023921A - 眼底画像合成方法および眼底画像合成装置ならびに記録媒体 - Google Patents
眼底画像合成方法および眼底画像合成装置ならびに記録媒体Info
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Abstract
作成。 【解決手段】 入力手段,特徴抽出手段,相関処理手
段,画像合成手段,画像蓄積手段,データ蓄積手段,表
示手段および前記各手段を制御する制御手段を備えた眼
底画像合成装置を用いて同一被験者の視線の異なる2枚
の眼底画像を繋ぎあわせて一枚の合成眼底画像を作成す
る眼底画像合成方法であって、同一被験者の視線の異な
る複数の眼底画像の情報を前記入力手段から入力する入
力段階と、前記入力段階で入力された複数の入力眼底画
像において各眼底画像の特徴点を抽出する特徴抽出段階
と、前記特徴抽出段階で抽出された特徴点の周辺領域の
相関をとる相関処理段階と、前記相関処理段階で得られ
た相関の高い領域を各画像間で合致させて行う画像の合
成によって合成眼底画像を組み立てる画像合成段階とを
有する。
Description
て撮影した同一被験者の視線の異なる複数の眼底画像を
コンピュータによって繋ぎ合わせて合成して一枚の眼底
画像(合成眼底画像)を組み立てる眼底画像合成方法お
よび眼底画像合成装置ならびにプログラムを記録した記
録媒体に関するものである。
は、医療機関において、医師またはフォトグラファーが
撮影した同一被験者の視線の異なる複数枚の眼底写真を
ポラロイドなどの紙に出力し、ハサミ,糊や接着テープ
などを用いて人手で写真を繋ぎ合わせることにより、一
枚の眼底画像を張り合わせる方法が一般的であった。
うな合成眼底画像の作成作業は、手作業によるため、例
えば、一人当たり30分から1時間程度掛かり、作業性
が低いという問題がある。この結果、患者に対する眼底
画像の合成作業は少人数分しかできない。また、この作
業は手作業であることから神経を使い、やり直しも多く
発生し、作業者にとって身体的ばかりでなく精神的な負
担増になるという問題もある。
るものであり、その目的とするところは、コンピュータ
処理により同一被験者の視線の異なる複数枚の眼底画像
を電子的にモンタージュ合成することにより、短時間で
精神的負担なく一枚の合成眼底画像を作成する技術を提
供することにある。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
手段,画像合成手段,画像蓄積手段,データ蓄積手段,
表示手段および前記各手段を制御する制御手段を備えた
眼底画像合成装置を用いて同一被験者の視線の異なる2
枚の眼底画像を繋ぎあわせて一枚の合成眼底画像を作成
する眼底画像合成方法であって、同一被験者の視線の異
なる複数の眼底画像の情報を前記入力手段から入力する
入力段階と、前記入力段階で入力された複数の入力眼底
画像において各眼底画像の特徴点を抽出する特徴抽出段
階と、前記特徴抽出段階で抽出された特徴点の周辺領域
の相関をとる相関処理段階と、前記相関処理段階で得ら
れた相関の高い領域を各画像間で合致させて行う画像の
合成によって合成眼底画像を組み立てる画像合成段階と
を有する。前記入力段階で入力された複数の前記眼底画
像を画像処理によって2値化して血管画像を抽出する段
階と、抽出された前記血管画像を細線化して血管の交点
を求める段階と、合成対象となる前記2枚の眼底画像の
うちの第1の眼底画像上のある血管の1交点を中心とし
た一定サイズの周辺領域に対する第2の眼底画像上の全
ての血管の交点およびその近傍点を中心とした周辺領域
との相関を求め、その相関の最大値を第1の眼底画像の
前記血管の1交点と対応する第2の眼底画像の位置とし
て交点ペアを見つける交点相関計算処理段階と、前記第
1の眼底画像上の他の各交点に対する第2の眼底画像上
の交点ペアを見つける前記交点相関計算処理を行い、見
つけた各交点ペアの中で最大でかつある閾値以上の相関
値を持つ交点ペアを前記2枚の眼底画像の合成位置とす
る合成位置決定処理段階と、前記合成位置決定処理で決
定された交点ペアの位置を合致させることにより前記2
枚の眼底画像を合成する段階と、合成された合成画像を
表示する段階と、合成画像を蓄積する段階とを有する。
の手段を採用することができる。
または合成された合成眼底画像を表示する段階におい
て、前記2枚の眼底画像のデータをそのまま保持してお
き、前記2枚の眼底画像の表示の優先度を定め、前記2
枚の眼底画像が重なっている部分については優先度の高
い方の眼底画像を前面に表示し、他方の眼底画像を背面
に隠して表示するように合成または表示する。
または合成された合成眼底画像を表示する段階におい
て、前記2枚の眼底画像間で最も相関の高い血管の交点
または前記交点の近傍の近傍点を通る直線で、前記2枚
の眼底画像が重なっている部分を分けて前記2枚の眼底
画像を合成または表示する。
または合成された合成眼底画像を表示する段階におい
て、重なっている前記2枚の眼底画像の外側の枠が交わ
る2点を結ぶ直線で、前記2枚の眼底画像が重なってい
る部分を分けて前記2枚の眼底画像を合成または表示す
る。
または合成された合成眼底画像を表示する段階におい
て、前記2枚の眼底画像の重なっている部分の各点毎の
平均値または各点の周辺領域の平均値を前記点の値とす
ることを含む演算処理を行って前記2枚の眼底画像を合
成または表示する。
において、前記2枚の眼底画像の重なっている部分にお
ける相関の高い対応する3点を合致させるように、また
は3点以上の点を最小2乗近似法を用いて可能な限り合
致させるように眼底画像を変形させて合成または表示す
る。
において、最も高い相関値がある閾値以下の場合に、前
記2枚の眼底画像中で一定サイズの矩形領域部分の相関
値を計算し、前記相関値が最も高いある閾値以上の領域
同士を合致させて合成または表示させる。
下記の眼底画像合成装置が使用される。眼底画像合成装
置は同一被験者の視線の異なる2枚の眼底画像を繋ぎあ
わせて一枚の合成眼底画像を作成する眼底画像合成装置
であって、複数の視線の異なる眼底画像が入力される入
力手段と、前記入力手段から入力された複数の入力眼底
画像の特徴点を抽出する特徴抽出手段と、前記特徴抽出
手段によって抽出された特徴点の周辺領域の相関をとる
相関処理手段と、前記相関処理手段によって得られた相
関の高い領域を各画像間で合致させることによって合成
画像を作成する画像合成手段と、前記入力手段から入力
された各画像情報を蓄積する画像蓄積手段と、前記各手
段で作成したデータを蓄積するデータ蓄積手段と、前記
各情報やデータを表示する表示手段とを有する。
録媒体が使用される。記録媒体はコンピュータによって
同一被験者の視線の異なる2枚の眼底画像を繋ぎあわせ
て一枚の合成眼底画像を作成するためのプログラムを記
録した記録媒体であって、前記プログラムはコンピュー
タに同一被験者の視線の異なる複数の眼底画像の同一傾
向の特徴点を抽出させ、前記抽出された特徴点の周辺領
域の相関を求めさせ、前記相関の高い領域を各画像間で
合致させるとともに合成画像を作成させて合成眼底画像
を組み立てる。前記プログラムはコンピュータに前記複
数の前記眼底画像を画像処理によって2値化して血管画
像を抽出させ、抽出された前記血管画像を細線化して血
管の交点を求めさせ、合成対象となる前記2枚の眼底画
像のうちの第1の眼底画像上のある血管の1交点を中心
とした一定サイズの周辺領域に対する第2の眼底画像上
の全ての血管の交点およびその近傍点を中心とした周辺
領域との相関を求めさせ、その相関の最大値を第1の眼
底画像の前記血管の1交点と対応する第2の眼底画像の
位置として交点ペアを見つける交点相関計算処理をさ
せ、前記第1の眼底画像上の他の各交点に対する第2の
眼底画像上の交点ペアを見つける前記交点相関計算処理
を行わせ、見つけた各交点ペアの中で最大でかつある閾
値以上の相関値を持つ交点ペアを前記2枚の眼底画像の
合成位置とする合成位置決定処理を行わせ、前記合成位
置決定処理で決定された交点ペアの位置を合致させるこ
とにより前記2枚の眼底画像を合成させ、合成された合
成画像を表示させ、合成画像を蓄積させる。
採用することができる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、前記2枚の眼底画像のデータをそ
のまま保持させておき、前記2枚の眼底画像の表示の優
先度を定め、前記2枚の眼底画像が重なっている部分に
ついては優先度の高い方の眼底画像を前面に表示させ、
他方の眼底画像を背面に隠して表示させるように合成ま
たは表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、前記2枚の眼底画像間で最も相関
の高い血管の交点または前記交点の近傍の近傍点を通る
直線で、前記2枚の眼底画像が重なっている部分を分け
て前記2枚の眼底画像を合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、重なっている前記2枚の眼底画像
の外側の枠が交わる2点を結ぶ直線で、前記2枚の眼底
画像が重なっている部分を分けて前記2枚の眼底画像を
合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、前記2枚の眼底画像の重なってい
る部分の各点毎の平均値または各点の周囲領域の平均値
を前記点の値とすることを含む演算処理を行って前記2
枚の眼底画像を合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させる際、前記2枚の眼底画像
の重なっている部分における相関の高い対応する3点を
合致させるように、または3点以上の点を最小2乗近似
法を用いて可能な限り合致させるように眼底画像を変形
させて合成させるように合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させる際、最も高い相関値があ
る閾値以下の場合に、前記2枚の眼底画像中で一定サイ
ズの矩形領域部分の相関値を計算させ、前記相関値が最
も高いある閾値以上の領域同士を合致させるように合成
または表示させる。
の点を中心とした相関を求めることは、処理時間がかか
るため、本発明では調べる対象を血管の交点(分岐点お
よび交叉点)と前記交点の近傍の近傍点に限定すること
によって効率的な合成処理を行うことができる。限定し
た血管の分岐点近傍および交叉点近傍は血管が3ないし
4方向に通っているため、位置が一意に特定できる。こ
のため、この領域が2枚の眼底画像に同じ配置で存在す
れば、同一領域であることが分かり、この領域を重ねる
ことにより合成が可能となる。
の正方形やa×bの矩形領域が計算処理時間の点からは
高速になるが、特徴点を中心とした円など他の形状の領
域であっても構わない。
1以上の眼底画像と重なり合っている領域があることを
前提としている。したがって、重なりが1つもない眼底
画像が入力された場合は、本発明で処理することは可能
であるが、重なる場所が見つからず合成されないことに
なる。
施形態を詳細に説明する。なお、実施形態を説明するた
めの全図において、同一機能を有するものは同一符号を
付け、その繰り返しの説明は省略する。
の一実施形態(実施形態1)である眼底画像合成技術に
係わる図である。
ンピュータによって同一被験者の視線の異なる複数の眼
底画像を繋ぎあわせて合成して一枚の眼底画像を組み立
てる。この際、図4に示す眼底画像合成装置が使用され
る。
の制御部203によってそれぞれ制御される入力部20
2,特徴抽出部204,相関処理部205,画像合成部
206,画像蓄積部207,データ蓄積部208および
表示部209とを有するコンピュータ構成になってい
て、同一被験者の視線の異なる2枚の眼底画像を繋ぎあ
わせて一枚の合成眼底画像を作成するためのプログラム
を記録した記録媒体を制御部203に装填した後、前記
プログラムによって順次処理を行って合成眼底画像を組
み立てる構成になっている。
れ、眼底画像合成はこの記録媒体に記録されたプログラ
ムによって行われる。前記記録媒体は以下の構成になっ
ている。
者の視線の異なる2枚の眼底画像を繋ぎあわせて一枚の
合成眼底画像を作成するためのプログラムを記録した記
録媒体であって、前記プログラムはコンピュータに同一
被験者の視線の異なる複数の眼底画像の同一傾向の特徴
点を抽出させ、前記抽出された特徴点の周辺領域の相関
を求めさせ、前記相関の高い領域を各画像間で合致させ
るとともに合成画像を作成させて合成眼底画像を組み立
てる。前記プログラムはコンピュータに前記複数の前記
眼底画像を画像処理によって2値化して血管画像を抽出
させ、抽出された前記血管画像を細線化して血管の交点
を求めさせ、合成対象となる前記2枚の眼底画像のうち
の第1の眼底画像上のある血管の1交点を中心とした一
定サイズの周辺領域に対する第2の眼底画像上の全ての
血管の交点およびその近傍点を中心とした周辺領域との
相関を求めさせ、その相関の最大値を第1の眼底画像の
前記血管の1交点と対応する第2の眼底画像の位置とし
て交点ペアを見つける交点相関計算処理をさせ、前記第
1の眼底画像上の他の各交点に対する第2の眼底画像上
の交点ペアを見つける前記交点相関計算処理を行わせ、
見つけた各交点ペアの中で最大でかつある閾値以上の相
関値を持つ交点ペアを前記2枚の眼底画像の合成位置と
する合成位置決定処理を行わせ、前記合成位置決定処理
で決定された交点ペアの位置を合致させることにより前
記2枚の眼底画像を合成させ、合成された合成画像を表
示させ、合成画像を蓄積させる。
採用することができる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、前記2枚の眼底画像のデータをそ
のまま保持させておき、前記2枚の眼底画像の表示の優
先度を定め、前記2枚の眼底画像が重なっている部分に
ついては優先度の高い方の眼底画像を前面に表示させ、
他方の眼底画像を背面に隠して表示させるように合成ま
たは表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、前記2枚の眼底画像間で最も相関
の高い血管の交点または前記交点の近傍の近傍点を通る
直線で、前記2枚の眼底画像が重なっている部分を分け
て前記2枚の眼底画像を合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、重なっている前記2枚の眼底画像
の外側の枠が交わる2点を結ぶ直線で、前記2枚の眼底
画像が重なっている部分を分けて前記2枚の眼底画像を
合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底
画像を表示させる際、前記2枚の眼底画像の重なってい
る部分の各点毎の平均値または各点の周囲領域の平均値
を前記点の値とすることを含む演算処理を行って前記2
枚の眼底画像を合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させる際、前記2枚の眼底画像
の重なっている部分における相関の高い対応する3点を
合致させるように、または3点以上の点を最小2乗近似
法を用いて可能な限り合致させるように眼底画像を変形
させて合成させるように合成または表示させる。
記2枚の眼底画像を合成させる際、最も高い相関値があ
る閾値以下の場合に、前記2枚の眼底画像の周辺領域で
一定サイズの矩形領域部分の相関値を計算させ、前記相
関値が最も高いある閾値以上の領域同士を合致させるよ
うに合成または表示させる。
のフローチャートで示すようにスタートS1(ステップ
1)から始まり、画像入力処理(画像入力段階)S2,
特徴抽出処理(特徴抽出段階)S3,相関処理(相関処
理段階)S4,画像合成処理(画像合成段階)S5を経
て合成眼底画像を組み立てて終了(エンド)する(S
6)。
を参照しながら本実施形態1について詳細に説明する。
なお、以下において処理は段階をも意味する場合もあ
る。
はスタート、S102は眼底画像を複数枚入力する処
理、S103は眼底画像を2値化し、血管画像を抽出す
る処理、S104は血管画像を細線化し、血管の交点
(分岐点305および交叉点306:図5および図6参
照)を求める処理である。S102が画像入力処理(画
像入力段階)を構成し、S103およびS104が特徴
抽出処理(特徴抽出段階)を構成する。
示すように、眼底画像A(第1の眼底画像:図5におい
て眼底画像左)上の血管の1交点と、重ね合わせる対象
である眼底画像B(第2の眼底画像:図5において眼底
画像右)上の全ての交点もしくはその近傍の点(近傍
点)を、中心とした一定サイズの周辺領域に対する相関
を求め、最大相関値をもつ交点を交点ペアとする処理、
すなわち交点ペアを見つける処理である。
上の血管の全ての交点に対し眼底画像B(第2の眼底画
像)上の最大相関値を持つ交点ペアを見つける処理をし
たか否かの判定処理であり、NOの場合はS105に戻
り、YESの場合はS107に進む。
かつある閾値以上の交点ペアを2枚の眼底画像(A,
B)の合成位置と決定する処理、S108は決定された
交点ペアの位置を合致させることにより2枚の眼底画像
(A,B)を合成する処理である。
判定処理であり、NOの場合はS105に戻り、YES
の場合はS110に進む。
値、2つの眼底画像の合成眼底画像)による3つ以上の
眼底画像との合成が可能の時の複数眼底画像間の相関処
理により合成画像および合成データを求める処理であ
る。
合成データ群(合成画像における各眼底画像の合成点の
位置座標、各眼底画像の優先順位情報、合成方法等)を
蓄積する処理である。前記S105から前記S111の
各処理によって相関処理(相関処理段階)が構成され
る。
なり部分を処理した合成画像を表示する処理、S113
は重なり部分を処理した合成画像を蓄積する処理であ
り、これによって合成眼底画像が組み立てられて作業が
終了(エンド:S114)する。前記S112と前記S
113が画像合成処理(画像合成段階)を構成する。
一合成例を、図6に第1の眼底画像(眼底画像A:画像
左)の分岐点および交叉点を示す拡大図を、図7に血管
の交点(分岐点)における相関処理領域の一例を示す。
ここで、301は眼底画像左、302は眼底画像右、3
03は交点画像左、304は交点画像右、305は分岐
点、306は交叉点、307は合成画像、308は周辺
領域RKi、309は交点Ki、310は周辺領域RPjn、
311は交点Pj、Mは周辺領域RKi308または周辺
領域RPjn310の大きさ、Nは中心点Pj(Pjn=c)4
05の近傍領域Qj407の大きさ、401は大きさM
×Mの周辺領域RPjn=1、402は大きさM×Mの周辺
領域RPjn=c、403は大きさM×Mの周辺領域RPjn=N
2、404は中心点Pjn=1、405は中心点Pjn=c、4
06は中心点Pjn=N 2、407は大きさN×Nで中心点
Pjn=cの近傍領域Qj、408は血管をそれぞれ表す。
説明する。
を複数枚入力する処理S102として、デジタル眼底カ
メラを用いて撮影された入力画像201が入力部202
を通じて入力され、制御部203を通じて画像蓄積部2
07へ蓄積する。また、制御部203では各眼底画像の
位置関係(上下左右など)を把握し、データ蓄積部20
8へ蓄積する。この際、各眼底画像は合成眼底画像を組
み立てるため、各眼底画像において少なくとも1つの眼
底画像と重なりを持つように撮影する。
03は、特徴抽出部204に対して各眼底画像を2値化
し、血管画像を抽出する処理S103および前記血管画
像を細線化し、血管の交点(分岐点および交叉点)を求
める処理S104を実行させる。
のペアとなる第1の眼底画像(眼底画像左301:像
A)と、第2の眼底画像(眼底画像右302:像B)を
合成する処理例を説明する(図6参照)。血管の分岐点
および交叉点を求める処理S104まで実行された結果
得られた分岐点305と交叉点306を眼底画像中にプ
ロットすると、交点画像左303と交点画像右304に
ように表される。そして、眼底画像の位置関係に基づ
き、以下に説明する一連の処理(S105からS10
8)を隣り合う2枚の眼底画像の組み(図5の例では眼
底画像左301と眼底画像右302)を対象に繰り返し
処理する。この際、位置関係に応じて、ある位置の眼底
画像は、重なる位置を調べる対象となるペアの眼底画像
の位置を限定する(たとえば、眼底画像左301は眼底
画像右302との重なる位置は調べるが、上下の眼底画
像との重なる位置は調べないなど)ことができる。この
ような位置の限定は画像を変形しない場合や表示の優先
度を考慮して行われる。
される効果がある。
て、眼底画像A上の血管の1交点と、重ね合わせる対象
である眼底画像B上の全ての交点もしくは前記交点の近
傍の近傍点を中心とした一定サイズの周辺領域に対する
相関を求め、最大相関値を持つ交点ペアを見つける処理
S105から決定された交点ペアの位置を合致させるこ
とにより2枚の眼底画像(像A,像B)を合成する処理
S109までの一連の処理を実行するように指示する。
えは、眼底画像左301にある全ての血管の交点(分岐
点または交叉点)を基準として、それぞれの交点に対応
する血管の交点もしくはその近傍にあると予想される眼
底画像右302上の対応点を探索するということであ
る。
(分岐点または交叉点)中の一交点と、眼底画像右30
2にある全ての血管の交点(分岐点または交叉点)もし
くは交点の近傍点との類似度合いを判定するために、眼
底画像左301の血管の一交点を中心とする周辺領域と
眼底画像右302にある全ての血管の交点もしくは交点
の近傍点を中心とする周辺領域との相関係数rを計算す
る。
する周辺領域と最も相関の高い眼底画像右302上の交
点もしくは交点の近傍点を中心とする周辺領域を見つ
け、そのときの眼底画像左301の血管の一交点と眼底
画像右302上の交点(もしくは交点の近傍点)を合致
させるように2枚の眼底画像左301と眼底画像右30
2を合成する。
{(ai,bi):i=1,...,n}が与えられたとする。この
ときのaの平均,変動をそれぞれaAV,Sa、bの平
均,変動をそれぞれbAV,Sbで表す。また、aとbの
共変動と相関係数をそれぞれSab,rabで表すと、aと
bの相関係数rabは次のように表せる。
一交点Ki(i=1,...,I)309と図7に示す中心点Pj
(Pjn=c)405(例は血管の分岐点)(j=1,...,J;n=
1,...,c...,N2)を眼底画像右302上の交点Pj311
として、相関を計算する方法を処理例として説明する。
相関の計算は、原画上(撮影時の眼底画像)で行う。
心とした大きさM×Mの周辺領域RKiと、眼底画像右3
02上の大きさN×Nで中心点Pjn=c405の近傍領域
Qj(n=1,...,c...,N2)407を定める。この近傍領域
Qj内のN2個の点(中心点Pjn=1404から中心点P
jn=N 2406まで)をそれぞれ中心とする大きさM×M
の周辺領域RPjn=c(n=1,...,c...,N2)402と周辺領
域RKiとの類似度合いを相関係数rKiPjnで評価する。
と周辺領域RKiと周辺領域RPjnの組みを対応候補とす
る。交点Kiと対応する眼底画像右302上の他の全て
の交点Pjに対しても、同様の処理を行う。このとき、
交点Kiと眼底画像右302上の全ての交点Pjとの相関
係数rKiPjnが求められる。この中で最も高い相関係数
rKiPjnを持つ交点Pjと交点Kiが対応すると仮定す
る。
Ki309と眼底画像右302上の血管の交点Pj311
を調べるのではなく、眼底画像右302上の血管の交点
Pj311およびその交点の近傍の近傍点Pjnを調べる
理由は以下の通りである。
影時の条件が厳密に同じではないため、画像として別の
画像となる。この結果、血管値抽出を行い細線化し、交
点を抽出した段階で、対応する交点同士が厳密に同じ画
素とならない可能性が高い。したがって、片方の画像の
交点を基準として、もう一方の画像の交点およびその近
傍の近傍点を対応点として探すことにより、精度の高い
対応点を見つけることができるのである。
iに対しても、同様に眼底画像右302上の血管の交点
Pj311およびその交点の近傍点を調べる処理を実行
し、それぞれの交点Kiに対応する眼底画像右302上
の対応する交点の候補を見つける。
大の相関係数rKiPjnを持つ交点の組を眼底画像左30
1と眼底画像右302を合致させる点とし、2枚の眼底
画像を合成する処理を行う。このとき、最大の相関係数
rKiPjnを持つ交点の1組だけでなく、上位3位まで
(もしくはそれ以上)の交点の組が対応するように補完
もしくは変形させて、合成することも可能である。
る。ただし、最大の相関係数rKiPjnを持つとされた交
点の相関係数rKiPjnがある定めた閾値以下(たとえば
0.9)であった場合には、前記2枚の眼底画像間に対
応する交点がないと判断する。
で一定サイズの矩形領域部分の相関値を計算し、前記相
関値が最も高くある閾値以上(たとえば0.9)の領域
同士を合致させる。
しても同様に処理S105から処理S108までを行
い、同様に合致させる交点の組を見つける。全ての画像
を処理したか(S109)で判断し、処理が完了(YE
S)していれば、S110,S111に順次進む。
値,2つの眼底画像の合成眼底画像)による3つ以上の
眼底画像との合成が可能の時の複数眼底画像間の相関処
理により合成画像および合成データを求める処理であ
る。
る合成データ群(合成画像における各眼底画像の合成点
の位置座標,各眼底画像の優先順位情報,合成方法等)
を蓄積する処理である。S105〜S111で相関処理
が行われる。
203は制御部203に装填された記録媒体のプログラ
ムによって合成眼底画像を表示部209に表示するとと
もに、データ蓄積部208に画像の各種情報を蓄積す
る。すなわち、相関処理部205は制御部203を通じ
て、画像蓄積部207に合成画像(合成眼底画像)を、
データ蓄積部208に各画像の合成点の位置座標,画像
の優先順位情報,合成方法等の合成データを、それぞれ
蓄積する。
成が可能な場合には、(1)位置の優先順位を定める、
(2)相関が最も高い画像同士の合成を優先する、
(3)複数の画像が合致するように画像を変形する、な
どの方法を用いて合成を行う。
理由は、球面である3次元構造を持つ眼底を2次元の平
面に写像することにより、眼底写真の中央附近と周辺附
近では歪みの程度が異なるためである。一般に医療の世
界では、取得した画像に手を加えて変形させることを嫌
うため、変形によって血管を合わせるよりも、血管の繋
ぎが多少不自然でも変形を加えずに合成した方がよい
(医師が頭の中で繋がりを補完可能)という意見があ
る。変形を行うかどうかは、世の中の動向に合わせて決
定されると考えられる。
113の情報蓄積処理が行われ、その後作業が終了(エ
ンド)する(S114)。前記S112は、指定された
合成方法に応じて重なり部分を処理した合成画像を表示
する処理であり、S113は、重なり部分を処理した合
成画像を蓄積する処理である。前記S112およびS1
13は画像合成処理となる。
合成画像を、画像合成部206にて指定された合成方法
に応じて重なり部分を処理し、組み立てられた合成画像
を、ディスプレイやプリンタ等の出力媒体に表示する処
理S112を行う。この場合、各眼底画像情報を別々に
持ち、合成するための重ね合わせの位置情報に応じて、
表示を行うことで表示のバリエーションが増える。画像
合成方法の手法としては、たとえば下記のような手法が
採用される。
画像〔図9(a)〕と、各合成方法による合成画像〔図
9(b)〜(e)〕が示されている。各合成方法は、
(a)2枚の眼底画像の表示の優先度を定め、2枚の眼
底画像が重なっている部分については優先度の高い方の
眼底画像を前面に表示し、他方を背面に隠して表示する
〔図9(b)〕。
を、2枚の眼底画像を合致させる位置、すなわち2枚の
眼底画像間で対応する交点を通る直線で分けて、2枚の
眼底画像を表示する。この場合、交点を通る線で分ける
場合と、交点の近傍の近傍点を通る線で分ける場合があ
る。また、交点を通る線も優先度等を勘案して決定でき
る。
を、重なっている2枚の眼底画像の外側の枠が交わる2
点を結ぶ直線で分けて、2枚の眼底画像を表示する〔図
9(c)〕。
の各点毎の平均値もしくは各点の周囲領域の平均値を前
記点の値とするなどの演算処理を行い、重なっている部
分を表示する〔図9(d)〕。
の手法の採用も可能である。
ートで示すように、スタートS1120で開始し、2枚
の眼底画像の重なり部分の合成処理方法として、S11
21〜S1124のいずれかを指定することになる。
度の高い方の眼底画像を前面に表示し、他方を背面に隠
して表示する合成画像を作成する。S1122は合成方
法(b)となり、最も相関の高い交点もしくは交点の近
傍の近傍点を通る直線で分けて合成画像を作成する。S
1123は合成方法(c)となり、2枚の眼底画像の外
側の枠が交わる2点を結ぶ直線で分けて合成画像を作成
する。S1124は合成方法(d)となり、重なり部分
の各点毎の平均値もしくは各点の周囲領域の平均値を該
点の値として合成画像を作成する。
た画像は、S1125で重なり部分を合成処理した合成
画像を表示する。これにより、合成,表示作業が終了
〔エンド〕する(S1126)。
トで示す画像合成(合致)手法も採用できる。すなわ
ち、この手法においては、作業を開始(スタート)させ
(S1070)、交点候補の組の中で相関係数の上位何
組を合致させるかの処理を行う(S1071)。S10
71で最上位の組を合致させる場合はS1073に進ま
せ、上位からn組(n=3〜N)までを合致させる場合
はS1072に進ませる。
の交点候補を合致させる点として、n組の交点を対応さ
せるように2枚の眼底画像を補完もしくは変形する。こ
の補完もしくは変形処理によって作業は終了〔エンド〕
する(S1079)。
定し、YESの場合はS1075に進む。また、NOの
場合はS1074に進む。S1074は、最大相関係数
を持つ候補の組を合致させる点とする処理を行う。この
処理が終了するとエンド(S1079)となる。
域で一定サイズの矩形領域部分の相関値を計算する。前
記相関値はS1076において、該相関値の中で最も高
い相関値は或る閾値(b)以上か否かの判定処理がなさ
れ、YESの場合はS1077に進み、NOの場合はS
1078に進む。YESの場合ではS1077におい
て、一定サイズの矩形領域同士を合致させる処理が行わ
れ、この処理が終了するとエンド(S1079)とな
る。NOの場合ではS1078において、合致させる交
点及び合致させる矩形領域がないと判定され作業はエン
ド(S1079)となる。
において、前記2枚の眼底画像の重なっている部分にお
ける相関の高い対応する3点を合致させるように、また
は3点以上の点を最小2乗近似法を用いて可能な限り合
致させるように眼底画像を変形させて合成または表示す
るようにしても高精度な眼底画像の合成または表示が可
能になる。
る。すなわち、本実施形態1の眼底画像合成装置に本実
施形態1の記録媒体を装填して行う本実施形態1の眼底
画像合成方法によれば以下の効果が得られる。
目し、血管を細線化し、血管の交点(分岐点,交叉点)
を抽出し、抽出した交点近傍から構成される領域の相関
を用いて画像を合成することができ、高精度の合成眼底
画像が得られる。
の異なる複数枚の眼底画像を電子的に合成して繋ぎ合わ
せて一枚の眼底画像を張り合わせることが可能となる効
果がある。
を合成し、合成した一枚のモンタージュ画像として眼底
画像を高品質なプリンタ等へ出力できれば、手作業で紙
を張り合わせる必要はなくなり、作業能率の向上が図れ
る。
手作業で掛かっていた作業時間の短縮、作業者への負担
の軽減および空いた時間の他業務への転用ができる効果
がある。
ているため、各眼底画像を別々に保存しておけば、何度
も眼底画像合成のやり直しをすることが可能となる。
を重ね合わせることしかできないが、本実施形態によれ
ば自動的に合成した画像に対し各眼底画像の位置を一画
素づつ上下左右にずらすなど、微調整を行うことも可能
となる利点がある。
点の相関も調べることができるため、出血など画像的に
特徴のある点が抽出されている場合には、その場所が重
ね合わせの対象となり、精度の高い画像合成が行える。
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
について説明したが、同種の画像合成および表示技術に
は適用できる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
目し、血管を細線化し、血管の交点(分岐点,交叉点)
を抽出し、抽出した交点近傍から構成される領域の相関
を用いて画像を合成(モンタージュ合成)することがで
き、手作業による合成眼底画像に比較して高精度でかつ
短時間に合成眼底画像が得ることができる。
点の相関も調べることができるため、出血など画像的に
特徴のある点が抽出されている場合には、その場所が重
ね合わせの対象となり、精度の高い画像合成が行える。
の異なる複数枚の眼底画像を電子的に合成して繋ぎ合わ
せて一枚の眼底画像を張り合わせ、かつ合成眼底画像の
ディスプレイ上での表示化あるいはプリント出力化が可
能であることから、従来の手作業による紙の張り合わせ
による合成眼底画像の作成に比較し、作業能率の向上が
図れ、かつ作業者の精神的負担の軽減が達成できる。
に保存しておくことによって、必要に応じてコンピュー
タ上で眼底画像の合成および表示が繰り返して行える実
益もある。
画像合成方法を示すフローチャートである。
チャートである。
チャートである。
ブロック図である。
合成例を示す模式図である。
る。
おける相関処理領域の一例を示す模式図である。
合成方法を示すフローチャートである。
像合成方法を示す模式図である。
像合成(合致)手法を示すフローチャートである。
204…特徴抽出部、205…相関処理部、206…画
像合成部、207…画像蓄積部、208…データ蓄積
部、209…表示部、301…眼底画像左、302…眼
底画像右、303…交点画像左、304…交点画像右、
305…分岐点、306…交叉点、307…合成画像、
308…周辺領域RKi、309…交点Ki、310…周
辺領域RPjn311…交点Pj、401…周辺領域R
Pjn=1、402…周辺領域RPjn=c、403…周辺領域R
Pjn=N 2、404…中心点Pjn=1、405…中心点
Pjn=c、406…中心点Pjn=N 2、407…近傍領域
Qj、408…血管。
Claims (17)
- 【請求項1】 入力手段,特徴抽出手段,相関処理手
段,画像合成手段,画像蓄積手段,データ蓄積手段,表
示手段および前記各手段を制御する制御手段を備えた眼
底画像合成装置を用いて同一被験者の視線の異なる2枚
の眼底画像を繋ぎあわせて一枚の合成眼底画像を作成す
る眼底画像合成方法であって、同一被験者の視線の異な
る複数の眼底画像の情報を前記入力手段から入力する入
力段階と、前記入力段階で入力された複数の入力眼底画
像において各眼底画像の特徴点を抽出する特徴抽出段階
と、前記特徴抽出段階で抽出された特徴点の周辺領域の
相関をとる相関処理段階と、前記相関処理段階で得られ
た相関の高い領域を各画像間で合致させて行う画像の合
成によって合成眼底画像を組み立てる画像合成段階とを
有することを特徴とする眼底画像合成方法。 - 【請求項2】 前記入力段階で入力された複数の前記眼
底画像を画像処理によって2値化して血管画像を抽出す
る段階と、抽出された前記血管画像を細線化して血管の
交点を求める段階と、合成対象となる前記2枚の眼底画
像のうちの第1の眼底画像上のある血管の1交点を中心
とした一定サイズの周辺領域に対する第2の眼底画像上
の全ての血管の交点およびその近傍点を中心とした周辺
領域との相関を求め、その相関の最大値を第1の眼底画
像の前記血管の1交点と対応する第2の眼底画像の位置
として交点ペアを見つける交点相関計算処理段階と、前
記第1の眼底画像上の他の各交点に対する第2の眼底画
像上の交点ペアを見つける前記交点相関計算処理を行
い、見つけた各交点ペアの中で最大でかつある閾値以上
の相関値を持つ交点ペアを前記2枚の眼底画像の合成位
置とする合成位置決定処理段階と、前記合成位置決定処
理で決定された交点ペアの位置を合致させることにより
前記2枚の眼底画像を合成する段階と、合成された合成
画像を表示する段階と、合成画像を蓄積する段階とを有
することを特徴とする請求項1に記載の眼底画像合成方
法。 - 【請求項3】 前記2枚の眼底画像を合成する段階また
は合成された合成眼底画像を表示する段階において、前
記2枚の眼底画像のデータをそのまま保持しておき、前
記2枚の眼底画像の表示の優先度を定め、前記2枚の眼
底画像が重なっている部分については優先度の高い方の
眼底画像を前面に表示し、他方の眼底画像を背面に隠し
て表示するように合成または表示することを特徴とする
請求項2に記載の眼底画像合成方法。 - 【請求項4】 前記2枚の眼底画像を合成する段階また
は合成された合成眼底画像を表示する段階において、前
記2枚の眼底画像間で最も相関の高い血管の交点または
前記交点の近傍の近傍点を通る直線で、前記2枚の眼底
画像が重なっている部分を分けて前記2枚の眼底画像を
合成または表示することを特徴とする請求項2に記載の
眼底画像合成方法。 - 【請求項5】 前記2枚の眼底画像を合成する段階また
は合成された合成眼底画像を表示する段階において、重
なっている前記2枚の眼底画像の外側の枠が交わる2点
を結ぶ直線で、前記2枚の眼底画像が重なっている部分
を分けて前記2枚の眼底画像を合成または表示すること
を特徴とする請求項2に記載の眼底画像合成方法。 - 【請求項6】 前記2枚の眼底画像を合成する段階また
は合成された合成眼底画像を表示する段階において、前
記2枚の眼底画像の重なっている部分の各点毎の平均値
または各点の周辺領域の平均値を前記点の値とすること
を含む演算処理を行って前記2枚の眼底画像を合成また
は表示することを特徴とする請求項2に記載の眼底画像
合成方法。 - 【請求項7】 前記2枚の眼底画像を合成する段階にお
いて、前記2枚の眼底画像の重なっている部分における
相関の高い対応する3点を合致させるように、または3
点以上の点を最小2乗近似法を用いて可能な限り合致さ
せるように眼底画像を変形させて合成または表示するこ
とを特徴とする請求項2に記載の眼底画像合成方法。 - 【請求項8】 前記2枚の眼底画像を合成する段階にお
いて、最も高い相関値がある閾値以下の場合に、前記2
枚の眼底画像中で一定サイズの矩形領域部分の相関値を
計算し、前記相関値が最も高いある閾値以上の領域同士
を合致させて合成または表示させることを特徴とする請
求項2に記載の眼底画像合成方法。 - 【請求項9】 同一被験者の視線の異なる2枚の眼底画
像を繋ぎあわせて一枚の合成眼底画像を作成する眼底画
像合成装置であって、複数の視線の異なる眼底画像が入
力される入力手段と、前記入力手段から入力された複数
の入力眼底画像の特徴点を抽出する特徴抽出手段と、前
記特徴抽出手段によって抽出された特徴点の周辺領域の
相関をとる相関処理手段と、前記相関処理手段によって
得られた相関の高い領域を各画像間で合致させることに
よって合成画像を作成する画像合成手段と、前記入力手
段から入力された各画像情報を蓄積する画像蓄積手段
と、前記各手段で作成したデータを蓄積するデータ蓄積
手段と、前記各情報やデータを表示する表示手段とを有
することを特徴とする眼底画像合成装置。 - 【請求項10】 コンピュータによって同一被験者の視
線の異なる2枚の眼底画像を繋ぎあわせて一枚の合成眼
底画像を作成するためのプログラムを記録した記録媒体
であって、前記プログラムはコンピュータに同一被験者
の視線の異なる複数の眼底画像の特徴点を抽出させ、前
記抽出された特徴点の周辺領域の相関を求めさせ、前記
相関の高い領域を各画像間で合致させるとともに合成画
像を作成させて合成眼底画像を組み立てることを特徴と
する記録媒体。 - 【請求項11】 前記プログラムはコンピュータに前記
複数の前記眼底画像を画像処理によって2値化して血管
画像を抽出させ、抽出された前記血管画像を細線化して
血管の交点を求めさせ、合成対象となる前記2枚の眼底
画像のうちの第1の眼底画像上のある血管の1交点を中
心とした一定サイズの周辺領域に対する第2の眼底画像
上の全ての血管の交点およびその近傍点を中心とした周
辺領域との相関を求めさせ、その相関の最大値を第1の
眼底画像の前記血管の1交点と対応する第2の眼底画像
の位置として交点ペアを見つける交点相関計算処理をさ
せ、前記第1の眼底画像上の他の各交点に対する第2の
眼底画像上の交点ペアを見つける前記交点相関計算処理
を行わせ、見つけた各交点ペアの中で最大でかつある閾
値以上の相関値を持つ交点ペアを前記2枚の眼底画像の
合成位置とする合成位置決定処理を行わせ、前記合成位
置決定処理で決定された交点ペアの位置を合致させるこ
とにより前記2枚の眼底画像を合成させ、合成された合
成画像を表示させ、合成画像を蓄積させることを特徴と
する請求項10に記載の記録媒体。 - 【請求項12】 前記プログラムはコンピュータに前記
2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底画
像を表示させる際、前記2枚の眼底画像のデータをその
まま保持させておき、前記2枚の眼底画像の表示の優先
度を定め、前記2枚の眼底画像が重なっている部分につ
いては優先度の高い方の眼底画像を前面に表示させ、他
方の眼底画像を背面に隠して表示させるように合成また
は表示させることを特徴とする請求項11に記載の記録
媒体。 - 【請求項13】 前記プログラムはコンピュータに前記
2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底画
像を表示させる際、前記2枚の眼底画像間で最も相関の
高い血管の交点または前記交点の近傍の近傍点を通る直
線で、前記2枚の眼底画像が重なっている部分を分けて
前記2枚の眼底画像を合成または表示させることを特徴
とする請求項11に記載の記録媒体。 - 【請求項14】 前記プログラムはコンピュータに前記
2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底画
像を表示させる際、重なっている前記2枚の眼底画像の
外側の枠が交わる2点を結ぶ直線で、前記2枚の眼底画
像が重なっている部分を分けて前記2枚の眼底画像を合
成または表示させることを特徴とする請求項11に記載
の記録媒体。 - 【請求項15】 前記プログラムはコンピュータに前記
2枚の眼底画像を合成させまたは合成された合成眼底画
像を表示させる際、前記2枚の眼底画像の重なっている
部分の各点毎の平均値または各点の周囲領域の平均値を
前記点の値とすることを含む演算処理を行って前記2枚
の眼底画像を合成または表示させることを特徴とする請
求項11に記載の記録媒体。 - 【請求項16】 前記プログラムはコンピュータに前記
2枚の眼底画像を合成させる際、前記2枚の眼底画像の
重なっている部分における相関の高い対応する3点を合
致させるように、または3点以上の点を最小2乗近似法
を用いて可能な限り合致させるように眼底画像を変形さ
せて合成させるように合成または表示させることを特徴
とする請求項11に記載の記録媒体。 - 【請求項17】 前記プログラムはコンピュータに前記
2枚の眼底画像を合成させる際、最も高い相関値がある
閾値以下の場合に、前記2枚の眼底画像中で一定サイズ
の矩形領域部分の相関値を計算させ、前記相関値が最も
高いある閾値以上の領域同士を合致させるように合成ま
たは表示させることを特徴とする請求項11に記載の記
録媒体。
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