JP2009172077A - Device and method to obtain blood vessel position image - Google Patents

Device and method to obtain blood vessel position image Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and its method to obtain a clear near infrared radiation image of blood vessels in whatever environment the device may be used. <P>SOLUTION: The blood vessel positional imaging device 100 is provided with an imaging condition setting part 101, an imaging part 102 to image reflective or transmission light from an organism after irradiating it with near infrared ray to it in accordance with the imaging conditions, a blood vessel region extraction part 103 to extract a blood vessel region within the irradiating near infrared rays, a blood vessel evaluation value calculator 104 to calculate the evaluation value for evaluating the blood vessel region, and an imaging condition decider 105 to decide the optimum imaging conditions from the blood vessel evaluation value calculated by the evaluation calculator 104. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光を用いて生体情報を取得する装置の技術に関するものであり、特に、生体の血管位置を画像で取得する血管位置取得装置および血管位置取得方法に関するものである。   The present invention relates to a technique of an apparatus that acquires biological information using light, and particularly relates to a blood vessel position acquisition apparatus and a blood vessel position acquisition method that acquire a blood vessel position of a living body as an image.

従来、生体の血管位置を画像で取得する装置として、近赤外光を用いたものがある。これは、血液中のヘモグロビンが近赤外光を吸収する性質を利用したものであり、生体に近赤外波長の光を照射し、生体からの反射光もしくは透過光を近赤外感度の高い白黒CCDカメラで撮像している。撮像した画像においては、血管が存在する領域だけ反射もしくは透過が少なくなり、画像上で暗く映し出される。従って、暗く映し出された領域を画像処理により抽出することで血管領域を特定することができる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is an apparatus that uses near infrared light as an apparatus for acquiring a blood vessel position of a living body as an image. This utilizes the property that hemoglobin in blood absorbs near infrared light, irradiates the living body with light of near infrared wavelength, and reflects or transmits light from the living body with high near infrared sensitivity. Images are taken with a monochrome CCD camera. In the captured image, reflection or transmission is reduced only in the region where the blood vessel exists, and the image is displayed darkly on the image. Therefore, a blood vessel region can be specified by extracting a darkly projected region by image processing.

また、このような近赤外光による血管位置取得方式においては、撮影用の近赤外光以外の光、すなわち、外光が、撮影される画像の品質に多大な影響を与え、外光により血管領域が暗く映し出されなくなるため、使用環境に応じて撮影条件の最適化を行う必要がある。これは、一般的に撮影画像内の特定の領域から特徴量を求め、求めた特徴量に基づいて撮影条件を決定する手法が用いられる(例えば、特許文献1参照)。   In such a blood vessel position acquisition method using near-infrared light, light other than the near-infrared light for photographing, that is, outside light has a great influence on the quality of the image to be photographed. Since the blood vessel region is not projected darkly, it is necessary to optimize the imaging conditions according to the use environment. In general, a technique is used in which a feature amount is obtained from a specific region in a photographed image and a photographing condition is determined based on the obtained feature amount (see, for example, Patent Document 1).

図10は、特許文献1で開示された環境の変化があっても、それに影響されることなく、常に静脈パターンを鮮明に撮影する撮影方式の処理(指を撮影した指画像において行う処理)の内容を示すフローチャートである。まず指の輪郭を抽出し、指の内側の領域を確定する(ステップS600)。そして、ステップS616に進み、ステップS616から始まる光量調整モードでは、撮像画像が最適になるよう光源出力を調整する。まず、点灯している光源と反対側の指の領域の平均輝度が目標範囲内であるかチェックし(ステップS616)、目標範囲より低ければ(ステップS618)、光量を上げる(ステップS620)。目標範囲より高ければ、さらに光量を下げられるかチェックし(ステップS622)、下げられるようならば下げる(ステップS624)。ところが、光源の光量を最低出力としてもなお白飛びが見られる。より具体的には、指の輪郭線付近に集中的に飽和輝度の画素が見られる場合には、感度調整モードに遷移して、次にさらにカメラの感度を下げる(ステップS610)。カメラ感度調整モードでは、光量調整モードと同様に点灯している光源と反対側の指領域の平均輝度が目標範囲内であるかチェックし(ステップS606)、目標範囲より高ければ(ステップS608)、カメラの感度を下げる(ステップS610)。目標範囲より低ければ、さらに感度を上げられるかチェックし(ステップS612)、上げられるようならば上げる(ステップS614)。カメラの感度を設定しうる最高値に設定してなお目標値に達しないならば、感度調整では撮像に限界があるので、光源の光量を上げて(ステップS620)、光量調整モードに遷移する。ここで、上記フローでは、カメラの感度調節範囲に上限を設け、上限を超える場合、光量調節に遷移するようにしている。以上を繰り返し、指の明るさが目標範囲内となった時点で、画質制御を終了する(ステップS626)、ことで、外光の強度によらずに最適な画質で指を撮像することができる。
特開2006−155575号公報
FIG. 10 shows a process of an imaging method (a process performed on a finger image obtained by capturing a finger) that always captures a vein pattern clearly without being affected by changes in the environment disclosed in Patent Document 1. It is a flowchart which shows the content. First, the contour of the finger is extracted, and the region inside the finger is determined (step S600). Then, the process proceeds to step S616, and in the light amount adjustment mode starting from step S616, the light source output is adjusted so that the captured image is optimized. First, it is checked whether the average luminance of the finger area opposite to the lit light source is within the target range (step S616). If it is lower than the target range (step S618), the amount of light is increased (step S620). If it is higher than the target range, it is checked whether the amount of light can be further reduced (step S622). However, even if the light amount of the light source is the minimum output, whiteout is still observed. More specifically, if saturated luminance pixels are seen in the vicinity of the contour line of the finger, the mode shifts to the sensitivity adjustment mode, and the camera sensitivity is further lowered (step S610). In the camera sensitivity adjustment mode, it is checked whether the average brightness of the finger area opposite to the lit light source is within the target range as in the light amount adjustment mode (step S606), and if it is higher than the target range (step S608), The sensitivity of the camera is lowered (step S610). If it is lower than the target range, it is checked whether the sensitivity can be further increased (step S612), and if it can be increased, it is increased (step S614). If the camera sensitivity is set to the maximum value that can be set and does not reach the target value, there is a limit to imaging in sensitivity adjustment. Therefore, the light amount of the light source is increased (step S620), and the light amount adjustment mode is entered. Here, in the above flow, an upper limit is set in the sensitivity adjustment range of the camera, and when the upper limit is exceeded, transition is made to light amount adjustment. The above is repeated, and when the brightness of the finger is within the target range, the image quality control is terminated (step S626), so that the finger can be imaged with the optimum image quality regardless of the intensity of the external light. .
JP 2006-155575 A

しかしながら、上記従来の血管位置取得装置では、指領域の平均輝度値を評価値として用いており、目的とする血管の特徴、すなわち、撮影画像における血管領域が暗く映し出される特徴が評価値に反映されていないため、撮影画像内の血管領域がどのくらい鮮明に映っているかの評価を行うことができず、血管領域が暗く映し出され最もよく現れている最適な画像を確実に得ているとはいえない。   However, in the above-described conventional blood vessel position acquisition device, the average luminance value of the finger region is used as the evaluation value, and the target blood vessel characteristic, that is, the characteristic in which the blood vessel region in the captured image is darkly reflected is reflected in the evaluation value. Therefore, it is not possible to evaluate how clear the blood vessel region is in the captured image, and it cannot be said that the optimal image that appears most often appears darkly. .

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、使用環境に関わらず血管領域が鮮明に撮像された近赤外光画像を取得することが可能な血管位置取得装置および血管位置取得方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems and provides a blood vessel position acquisition device and a blood vessel position acquisition method capable of acquiring a near-infrared light image in which a blood vessel region is clearly imaged regardless of the use environment. The purpose is to do.

第1の発明に係る血管位置取得装置は、撮影条件設定手段と、画像撮影手段と、血管領域抽出手段と、血管評価値算出手段と、撮影条件決定手段とを備えている。撮影条件設定手段は、生体を撮影する際の撮影条件を設定する。画像撮影手段は、撮影条件に基づいて近赤外光が照射された生体からの反射光または透過光を撮影し近赤外光画像を生成する。血管領域抽出手段は、近赤外光画像内の血管像を血管領域として抽出する。血管評価値算出手段は、血管領域に基づいて血管評価画素と血管領域に隣接する皮膚評価画素とを決定し、血管領域を評価するための血管評価値を算出する。撮影条件決定手段は、血管評価算出手段において算出された血管評価値に基づいて最適撮影条件を決定する。   The blood vessel position acquisition device according to the first invention includes imaging condition setting means, image imaging means, blood vessel region extraction means, blood vessel evaluation value calculation means, and imaging condition determination means. The shooting condition setting means sets shooting conditions when shooting a living body. The image photographing means photographs the reflected light or transmitted light from the living body irradiated with near infrared light based on the photographing conditions, and generates a near infrared light image. The blood vessel region extracting means extracts a blood vessel image in the near-infrared light image as a blood vessel region. The blood vessel evaluation value calculation means determines a blood vessel evaluation pixel and a skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region based on the blood vessel region, and calculates a blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region. The imaging condition determining unit determines the optimum imaging condition based on the blood vessel evaluation value calculated by the blood vessel evaluation calculating unit.

ここでは、血管評価値算出手段が、例えば、周辺領域とのコントラスト差を表すような血管領域を評価するための血管評価値を算出し、撮影条件決定手段が血管評価値に基づいて撮影条件を決定している。   Here, for example, the blood vessel evaluation value calculation unit calculates a blood vessel evaluation value for evaluating a blood vessel region that represents a contrast difference with the surrounding region, and the imaging condition determination unit determines the imaging condition based on the blood vessel evaluation value. Has been decided.

なお、血管評価値は、例えば、皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算したり、皮膚評価画素の輝度値と血管評価画素の輝度値との比を求めたりすることによって算出される。   The blood vessel evaluation value is calculated, for example, by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel, or obtaining a ratio between the luminance value of the skin evaluation pixel and the luminance value of the blood vessel evaluation pixel. Is done.

従来、近赤外光を用いて血管位置を取得する装置においては、近赤外光以外の光、すなわち、外光に影響されることなく血管位置を取得するための方法として、指領域の平均輝度を算出し、これに基づいて撮影条件を調整していた。ところが、撮像画像中における指部分全体は最適画質に調整されるものの、抽出対象となる血管部分を最も効果的に抽出できるように撮像されているとは限らない。   Conventionally, in a device that acquires a blood vessel position using near-infrared light, a finger region average is used as a method for acquiring a blood vessel position without being affected by light other than near-infrared light, that is, outside light. Luminance was calculated, and shooting conditions were adjusted based on this. However, although the entire finger portion in the captured image is adjusted to the optimum image quality, the image is not always captured so that the blood vessel portion to be extracted can be extracted most effectively.

そこで、本発明の血管位置取得装置においては、血管評価値算出手段が、血管領域に基づいて血管評価画素と血管領域に隣接する皮膚評価画素とを決定し、皮膚評価画素の輝度値および血管評価画素の輝度値に基づいて血管領域を評価するための血管評価値を算出している。そして、撮影条件決定手段が、血管評価算出手段において算出された血管評価値に基づいて撮影条件を決定している。   Therefore, in the blood vessel position acquisition device of the present invention, the blood vessel evaluation value calculation means determines a blood vessel evaluation pixel and a skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region based on the blood vessel region, and the luminance value of the skin evaluation pixel and the blood vessel evaluation are determined. A blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region is calculated based on the luminance value of the pixel. The imaging condition determining unit determines the imaging condition based on the blood vessel evaluation value calculated by the blood vessel evaluation calculating unit.

これにより、血管評価画素における輝度値と皮膚評価画素における輝度値との関係から近赤外光画像において血管領域を最も鮮明に撮像することができる撮影条件を決定する血管評価値を算出することができる。
この結果、撮影条件を血管評価値に基づいて決定することができるので使用環境に関わらず血管領域が鮮明に撮像された近赤外光画像を取得することが可能となる。
Accordingly, it is possible to calculate a blood vessel evaluation value that determines an imaging condition capable of capturing the blood vessel region most clearly in the near-infrared light image from the relationship between the luminance value in the blood vessel evaluation pixel and the luminance value in the skin evaluation pixel. it can.
As a result, since the imaging condition can be determined based on the blood vessel evaluation value, it is possible to acquire a near-infrared light image in which the blood vessel region is clearly imaged regardless of the use environment.

第2の発明に係る血管位置取得装置は、第1の発明に係る血管位置取得装置であって、血管評価値算出手段は、皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することによって血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition device according to a second invention is the blood vessel position acquisition device according to the first invention, wherein the blood vessel evaluation value calculation means subtracts the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel. The blood vessel evaluation value is calculated by

ここでは、皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することによって血管評価値を算出している。
これにより、血管領域と周辺領域とのコントラスト差の程度を反映した評価値を算出することが可能となる。この結果、血管領域が周辺領域に比べて最も暗く映し出される撮影条件を決定することができる。
Here, the blood vessel evaluation value is calculated by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel.
This makes it possible to calculate an evaluation value that reflects the degree of contrast difference between the blood vessel region and the peripheral region. As a result, it is possible to determine an imaging condition in which the blood vessel region is projected most darkly compared to the surrounding region.

第3の発明に係る血管位置取得装置は、第1または第2の発明に係る血管位置取得装置であって、血管評価値算出手段は、複数の撮影条件において血管評価値を算出し、撮影条件決定手段は、血管評価値が最大の時の撮影条件を最適撮影条件として決定する。   A blood vessel position acquisition device according to a third invention is the blood vessel position acquisition device according to the first or second invention, wherein the blood vessel evaluation value calculation means calculates blood vessel evaluation values under a plurality of imaging conditions, The determining means determines the imaging condition when the blood vessel evaluation value is maximum as the optimal imaging condition.

ここでは、複数の撮影条件において血管評価値を算出し、その中で血管評価値が最大となる時の撮影条件を最適撮影条件として決定している。
これにより、血管領域を最も鮮明に撮像することができる撮影条件を決定することが可能となる。
Here, blood vessel evaluation values are calculated under a plurality of imaging conditions, and the imaging conditions at which the blood vessel evaluation value is maximized are determined as the optimum imaging conditions.
As a result, it is possible to determine an imaging condition that allows the blood vessel region to be imaged most clearly.

第4の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、血管評価値算出手段は、血管評価画素算出手段と、皮膚評価画素算出手段と、評価値算出手段とを有している。血管評価画素算出手段は、血管領域の幅方向において中心となる画素を血管評価画素とする。皮膚評価画素算出手段は、血管領域の輪郭画素を幅方向において外側に所定の画素膨張させ、膨張させた画素を皮膚評価画素とする。評価値算出手段は、血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲に存在する皮膚評価画素の輝度値を用いて求めた皮膚代表値から、注目範囲に存在する血管評価画素の輝度値を用いて求めた血管代表値を減算した差分値を、近赤外光画像における全ての血管評価画素位置においてそれぞれ求め、差分値を全て足し合わせることで血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition device according to a fourth invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to third inventions, wherein the blood vessel evaluation value calculation means includes a blood vessel evaluation pixel calculation means, and a skin evaluation. It has pixel calculation means and evaluation value calculation means. The blood vessel evaluation pixel calculating means sets the pixel that is the center in the width direction of the blood vessel region as the blood vessel evaluation pixel. The skin evaluation pixel calculating means expands the contour pixels of the blood vessel region by a predetermined pixel outward in the width direction, and sets the expanded pixels as skin evaluation pixels. The evaluation value calculation means calculates the luminance value of the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range from the skin representative value obtained using the luminance value of the skin evaluation pixel existing in the attention range centering on one of the blood vessel evaluation pixels. A difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value obtained by using is obtained at all blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, and the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the difference values.

ここでは、血管評価画素算出手段が、血管領域の幅方向において中心となる画素を血管評価画素として抽出し、皮膚評価画素算出手段が、血管領域の輪郭画素を幅方向において外側に所定の画素、言い換えれば、所定の層分膨張させ、膨張させた画素を皮膚評価画素としている。そして、評価値算出手段が、血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲に存在する皮膚評価画素の輝度値を用いて求めた皮膚代表値から、注目範囲に存在する血管評価画素の輝度値を用いて求めた血管代表値を減算した差分値を、近赤外光画像における全ての血管評価画素位置においてそれぞれ求め、算出した差分値を全て足し合わせることで血管評価値を算出している。   Here, the blood vessel evaluation pixel calculating unit extracts a pixel that is centered in the width direction of the blood vessel region as a blood vessel evaluation pixel, and the skin evaluation pixel calculating unit is configured to output a contour pixel of the blood vessel region to a predetermined pixel outside in the width direction, In other words, a predetermined pixel layer is expanded and the expanded pixel is used as a skin evaluation pixel. Then, the evaluation value calculation means calculates the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range from the skin representative value obtained using the luminance value of the skin evaluation pixel existing in the attention range centering on one of the blood vessel evaluation pixels. A difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value obtained using the luminance value is obtained at each of the blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, and the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the calculated difference values. Yes.

なお、ここでいう「血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲」における「中心」には、重心の場合も含まれる。
これにより、画像撮影手段によって生成された近赤外光画像に撮像された血管領域全体に対して血管評価値を算出することができるので、血管領域全体をより最適に撮影することが可能となる。
The “center” in the “attention range centered on one of the blood vessel evaluation pixels” here includes the case of the center of gravity.
As a result, the blood vessel evaluation value can be calculated for the entire blood vessel region imaged in the near-infrared light image generated by the image photographing means, so that the entire blood vessel region can be imaged more optimally. .

第5の発明に係る血管位置取得装置は、第4の発明に係る血管位置取得装置であって、皮膚代表値は、注目範囲に存在する皮膚評価画素の輝度値の平均値とし、血管代表値は、注目範囲の中心に位置する血管評価画素の輝度値、または、注目範囲内に存在する血管評価画素の輝度値の平均値とする。   A blood vessel position acquisition device according to a fifth invention is the blood vessel position acquisition device according to the fourth invention, wherein the skin representative value is an average value of luminance values of the skin evaluation pixels existing in the attention range, and the blood vessel representative value Is the luminance value of the blood vessel evaluation pixel located in the center of the attention range or the average value of the luminance values of the blood vessel evaluation pixels existing in the attention range.

ここでは、皮膚代表値および血管代表値を、注目範囲に存在する皮膚評価画素あるいは血管評価画素の輝度値を用いて算出している。
これにより、注目範囲に含まれる複数の画素情報の代表値を容易に算出することができる。
Here, the skin representative value and the blood vessel representative value are calculated using the luminance value of the skin evaluation pixel or blood vessel evaluation pixel existing in the attention range.
Thereby, the representative value of the plurality of pieces of pixel information included in the attention range can be easily calculated.

第6の発明に係る血管位置取得装置は、第4または第5の発明に係る血管位置取得装置であって、皮膚評価画素算出手段は、膨張させたそれぞれの皮膚評価画素に対して、膨張させた回数を血管領域からの距離として対応づけて記憶し、評価値算出手段は、注目範囲に存在する皮膚評価画素のうち、注目範囲に存在する血管像の太さの半径と等しい血管領域からの距離を持つ皮膚評価画素のみ用いて皮膚代表値を求める。   A blood vessel position acquisition device according to a sixth invention is the blood vessel position acquisition device according to the fourth or fifth invention, wherein the skin evaluation pixel calculation means expands each expanded skin evaluation pixel. The evaluation value calculating means stores the number of times from the blood vessel region equal to the radius of the thickness of the blood vessel image existing in the attention range among the skin evaluation pixels existing in the attention range. A skin representative value is obtained using only skin evaluation pixels having a distance.

ここでは、皮膚評価画素算出手段が、例えば、輪郭画素を幅方向において外側に1画素膨張させた場合、その画素に対して「1」、2画素膨張させた場合、その画素に対して「2」を、血管領域からの距離として記憶する。そして、評価値算出手段は、注目範囲に存在する血管像の太さの半径と等しい血管領域からの距離を持つ皮膚評価画素、例えば、上記「1」を記憶した画素のみ用いて皮膚代表値を求める。   Here, for example, when the skin evaluation pixel calculating unit expands the contour pixel by one pixel outward in the width direction, when the pixel is expanded by “1” and by two pixels, “2” Is stored as a distance from the blood vessel region. Then, the evaluation value calculating means uses only the skin evaluation pixel having a distance from the blood vessel region equal to the radius of the thickness of the blood vessel image existing in the attention range, for example, the pixel storing the above “1”, and uses the skin representative value. Ask.

これにより、近赤外光画像内において血管像の太さが変化しても、血管評価画素と血管の輪郭までが狭い細い血管では、血管の輪郭に近い皮膚評価画素を、血管評価画素と血管の輪郭までが広い太い血管では、血管の輪郭から遠い皮膚評価画素を自動的に選択することができるので、血管像の太さによらずに同条件で評価値を算出することができる。   As a result, even if the thickness of the blood vessel image changes in the near-infrared light image, the skin evaluation pixel close to the blood vessel contour is replaced with the blood vessel evaluation pixel and the blood vessel in the thin blood vessel where the blood vessel evaluation pixel and the blood vessel contour are narrow. Since a skin evaluation pixel far from the blood vessel contour can be automatically selected for a thick blood vessel having a wide contour, the evaluation value can be calculated under the same conditions regardless of the thickness of the blood vessel image.

第7の発明に係る血管位置取得装置は、第4から第6の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、皮膚評価画素算出手段は、近赤外光画像において最大径を持つ血管像の半径と等しい回数分、血管領域を膨張させる。   A blood vessel position acquisition device according to a seventh aspect is the blood vessel position acquisition device according to any one of the fourth to sixth aspects, wherein the skin evaluation pixel calculation means has a maximum diameter in the near-infrared light image. The blood vessel region is expanded by the number of times equal to the radius of the blood vessel image it has.

ここでは、皮膚評価画素算出手段が、近赤外光画像において最大径を持つ血管像の半径と等しい回数分、血管領域を膨張させている。
これにより、近赤外光画像中の血管像の太さが異なっていても、血管像の太さに応じた皮膚評価画素を確実に選択できる。
Here, the skin evaluation pixel calculation means expands the blood vessel region by the number of times equal to the radius of the blood vessel image having the maximum diameter in the near-infrared light image.
Thereby, even if the thickness of the blood vessel image in a near-infrared light image differs, the skin evaluation pixel according to the thickness of the blood vessel image can be selected reliably.

第8の発明に係る血管位置取得装置は、第4から第7の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、注目範囲は、近赤外光画像において最大径を持つ血管像の太さの直径と、血管領域を1画素分ずつ膨張させた回数とに基づいて1辺の画素数を設定した正方形形状とし、注目範囲には、血管評価画素と皮膚評価画素とが必ず含まれる。   A blood vessel position acquisition device according to an eighth invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the fourth to seventh inventions, wherein the range of interest is a blood vessel image having a maximum diameter in a near-infrared light image. The shape is a square shape with the number of pixels on one side set based on the diameter of the blood vessel and the number of times the blood vessel region has been expanded by one pixel, and the attention range always includes blood vessel evaluation pixels and skin evaluation pixels It is.

ここでは、注目範囲の1辺の画素長について、近赤外光画像おける最大径の血管像の直径と血管領域を膨張させる回数とに基づいて、例えば、最大血管径+膨張回数×2として算出する。
これにより、注目範囲に、無駄なく血管評価画素と血管領域に隣接する皮膚評価画素を含むことができる。
Here, the pixel length of one side of the attention range is calculated as, for example, the maximum blood vessel diameter + the number of expansion times × 2 based on the diameter of the blood vessel image having the maximum diameter in the near-infrared light image and the number of times the blood vessel region is expanded. To do.
Thereby, the blood vessel evaluation pixel and the skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region can be included in the attention range without waste.

第9の発明に係る血管位置取得装置は、第8の発明に係る血管位置取得装置であって、注目範囲における血管像の太さの半径は、注目範囲に存在する血管領域の画素数を注目範囲の1辺の画素数で除して設定する。   A blood vessel position acquisition device according to a ninth invention is the blood vessel position acquisition device according to the eighth invention, wherein the radius of the blood vessel image in the region of interest focuses on the number of pixels of the blood vessel region existing in the region of interest. Set by dividing by the number of pixels on one side of the range.

ここでは、血管像の太さの半径について、注目範囲内に存在する血管領域の画素数を注目範囲の1辺の画素数で除して設定している。
これにより、血管像の太さの半径を容易に算出することが可能となる。
Here, the radius of the thickness of the blood vessel image is set by dividing the number of pixels of the blood vessel region existing in the attention range by the number of pixels on one side of the attention range.
Thereby, the radius of the thickness of the blood vessel image can be easily calculated.

第10の発明に係る血管位置取得装置は、第4から第9の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、評価値算出手段は、注目範囲の血管像が分岐している場合、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。   A blood vessel position acquisition device according to a tenth aspect of the present invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the fourth to ninth aspects, wherein the evaluation value calculation means branches the blood vessel image of the range of interest. In this case, the difference value calculated in the attention range is excluded from the elements for calculating the blood vessel evaluation value.

ここでは、上記条件の場合、評価値算出手段は、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。また、評価値算出手段は、注目範囲の血管像が分岐している場合には、あらかじめその注目範囲での差分値の算出を行わないようにしてもよい。   Here, in the case of the above condition, the evaluation value calculation means excludes the difference value calculated in the attention range from the elements when calculating the blood vessel evaluation value. Further, when the blood vessel image in the attention range is branched, the evaluation value calculation means may not calculate the difference value in the attention range in advance.

ここで、血管が分岐している箇所では、血管が近接しているため意図する皮膚評価画素が得られないという問題がある。
これにより、上記問題のある注目範囲における差分値を除外することができるので、血管評価値の精度を高めることが可能となる。また、差分値の算出を行わないようにすれば効率よく血管評価値の算出を行うことが可能となる。
Here, there is a problem that an intended skin evaluation pixel cannot be obtained at a portion where the blood vessel is branched because the blood vessel is close.
As a result, the difference value in the problematic range of interest can be excluded, and the accuracy of the blood vessel evaluation value can be increased. Further, if the difference value is not calculated, the blood vessel evaluation value can be calculated efficiently.

第11の発明に係る血管位置取得装置は、第4から第10の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、評価値算出手段は、注目範囲の血管評価画素の画素数が所定値、または、注目範囲の中心に位置する血管評価画素に連結する血管評価画素の画素数と異なる場合、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。   A blood vessel position acquisition device according to an eleventh aspect of the invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the fourth to tenth aspects of the invention, wherein the evaluation value calculation means has the number of pixels of the blood vessel evaluation pixels in the attention range. When it is different from the predetermined value or the number of pixels of the blood vessel evaluation pixel connected to the blood vessel evaluation pixel located at the center of the attention range, the difference value calculated in the attention range is excluded from the elements for calculating the blood vessel evaluation value.

ここでは、上記条件の場合、評価値算出手段は、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。また、評価値算出手段は、上記条件の場合には、あらかじめその注目範囲での差分値の算出を行わないようにしてもよい。   Here, in the case of the above condition, the evaluation value calculation means excludes the difference value calculated in the attention range from the elements when calculating the blood vessel evaluation value. Further, the evaluation value calculating means may not calculate the difference value in the attention range in advance in the case of the above condition.

なお、上記所定値は、例えば、注目範囲内に血管が1本走っていた場合、注目範囲の1辺の画素長を設定してもよい。これは、血管評価値の画素数は、注目範囲の1辺の画素長と等しくなるためであり、このように設定しておけば1本の血管であることを簡単に判定することができる。   The predetermined value may be set to the pixel length of one side of the attention range when, for example, one blood vessel runs within the attention range. This is because the number of pixels of the blood vessel evaluation value is equal to the pixel length of one side of the attention range, and if it is set in this way, it can be easily determined that it is one blood vessel.

ここで、注目範囲を広く設定した場合、注目範囲に細い血管が複数含まれることが起こり、この場合も、血管が近接しているため意図する皮膚評価画素が得られないという問題がある。   Here, when the range of interest is set wide, a plurality of thin blood vessels may be included in the range of interest. In this case as well, there is a problem that intended skin evaluation pixels cannot be obtained because the blood vessels are close to each other.

これにより、上記問題のある注目範囲における差分値を除外することができるので、血管評価値の精度を高めることが可能となる。また、差分値の算出を行わないようにすれば効率よく血管評価値の算出を行うことが可能となる。   As a result, the difference value in the problematic range of interest can be excluded, and the accuracy of the blood vessel evaluation value can be increased. Further, if the difference value is not calculated, the blood vessel evaluation value can be calculated efficiently.

第12の発明に係る血管位置取得装置は、第4から第11の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、評価値算出手段は、注目範囲の皮膚評価画素の画素数が所定値よりも少ない場合、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。   A blood vessel position acquisition device according to a twelfth aspect of the present invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the fourth to eleventh aspects of the present invention, wherein the evaluation value calculation means has the number of pixels of the skin evaluation pixels in the attention range. When the value is smaller than the predetermined value, the difference value calculated in the attention range is excluded from the elements for calculating the blood vessel evaluation value.

ここでは、上記条件の場合、評価値算出手段は、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。また、評価値算出手段は、上記条件の場合には、あらかじめその注目範囲での差分値の算出を行わないようにしてもよい。   Here, in the case of the above condition, the evaluation value calculation means excludes the difference value calculated in the attention range from the elements when calculating the blood vessel evaluation value. Further, the evaluation value calculating means may not calculate the difference value in the attention range in advance in the case of the above condition.

ここで、血管が斜め方向に走行していたり、血管の太さが想定していたよりも太い場合、血管評価画素に対応する皮膚評価画素が注目範囲に含まれないことが起こる。そして、皮膚評価画素が少ない場合には、精度よく皮膚代表値を求めることができないという問題がある。   Here, when the blood vessel is traveling in an oblique direction or the thickness of the blood vessel is thicker than expected, the skin evaluation pixel corresponding to the blood vessel evaluation pixel may not be included in the attention range. And when there are few skin evaluation pixels, there exists a problem that a skin representative value cannot be calculated | required accurately.

これにより、上記問題のある注目範囲における差分値を除外することができるので、血管評価値の精度を高めることが可能となる。また、差分値の算出を行わないようにすれば効率よく血管評価値の算出を行うことが可能となる。   As a result, the difference value in the problematic range of interest can be excluded, and the accuracy of the blood vessel evaluation value can be increased. Further, if the difference value is not calculated, the blood vessel evaluation value can be calculated efficiently.

第13の発明に係る血管位置取得装置は、第4から第12の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、評価値算出手段は、注目範囲における差分値が所定値よりも小さい場合、差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。   A blood vessel position acquisition device according to a thirteenth aspect of the present invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the fourth to twelfth aspects of the present invention, wherein the evaluation value calculation means has a difference value in the attention range that is greater than a predetermined value. If it is smaller, the difference value is excluded from the elements for calculating the blood vessel evaluation value.

ここでは、上記条件の場合、評価値算出手段は、注目範囲において算出される差分値を血管評価値を算出する際の要素から除外する。また、評価値算出手段は、上記条件の場合には、あらかじめその注目範囲での差分値の算出を行わないようにしてもよい。   Here, in the case of the above condition, the evaluation value calculation means excludes the difference value calculated in the attention range from the elements when calculating the blood vessel evaluation value. Further, the evaluation value calculating means may not calculate the difference value in the attention range in advance in the case of the above condition.

ここで、差分値が小さいものはノイズとして扱い、上記差分値を破棄することで血管評価値の精度を向上させることができる。この際用いる所定値は、例えば、想定される近赤外光画像における血管領域とその周辺の皮膚領域の輝度値の差に基づいて、差が大きいと想定される場合は大きめの値を、差が小さいと想定される場合は小さめの値を設定することができる。
これにより、上記問題のある注目範囲における差分値を除外することができるので、血管評価値の精度を高めることが可能となる。
Here, the small difference value is treated as noise, and the accuracy of the blood vessel evaluation value can be improved by discarding the difference value. The predetermined value used in this case is, for example, a larger value when the difference is assumed to be large based on the difference in luminance value between the blood vessel region and the surrounding skin region in the assumed near-infrared light image. If the value is assumed to be small, a smaller value can be set.
As a result, the difference value in the problematic range of interest can be excluded, and the accuracy of the blood vessel evaluation value can be increased.

第14の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、血管評価値算出手段は、近赤外光画像における中央付近に限定した評価範囲を対象に血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition device according to a fourteenth aspect is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to third aspects, wherein the blood vessel evaluation value calculation means is located near the center in the near-infrared light image. A blood vessel evaluation value is calculated for the limited evaluation range.

ここでは、血管評価値算出手段が、近赤外光画像における中央付近に限定し、血管評価値を算出する。
これにより、近赤外光が良く当たっている中央の画素領域でのみ血管評価値を算出することができるので、血管評価値の精度を高めることが可能となる。また、対象範囲を絞ることで血管評価値を算出するための演算量を減らすことができる。
Here, the blood vessel evaluation value calculation means calculates the blood vessel evaluation value only in the vicinity of the center in the near-infrared light image.
Thereby, since the blood vessel evaluation value can be calculated only in the central pixel region where the near-infrared light strikes well, the accuracy of the blood vessel evaluation value can be increased. In addition, the calculation amount for calculating the blood vessel evaluation value can be reduced by narrowing the target range.

第15の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、画像撮影手段において撮影した近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成する縮小画像作成手段をさらに備えており、血管領域抽出手段は、縮小近赤外光画像に対して血管領域を抽出し、血管評価値算出手段は、縮小近赤外光画像に対して血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition device according to a fifteenth aspect of the present invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the near-infrared light image captured by the image capturing means is reduced. The image processing apparatus further includes reduced image creation means for creating an infrared light image, the blood vessel region extraction means extracts a blood vessel region from the reduced near infrared light image, and the blood vessel evaluation value calculation means includes reduced near infrared light. A blood vessel evaluation value is calculated for the image.

ここでは、縮小画像作成手段が、近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成し、血管領域抽出手段および血管評価値算出手段は、上記縮小した近赤外光画像に対して各種処理を実行する。
これにより、演算を行う対象画素を減らすことができるので血管評価値を算出するための演算量を大幅に減らすことが可能となる。
Here, the reduced image creating means creates a reduced near infrared light image obtained by reducing the near infrared light image, and the blood vessel region extracting means and the blood vessel evaluation value calculating means apply the reduced near infrared light image to the reduced near infrared light image. Perform various processes.
As a result, it is possible to reduce the number of target pixels to be calculated, so that it is possible to greatly reduce the amount of calculation for calculating the blood vessel evaluation value.

第16の発明に係る血管位置取得装置は、第15の発明に係る血管位置取得装置であって、縮小画像作成手段は、近赤外光画像において最大径を持つ血管像の太さの直径が一定になるように倍率を決定し、近赤外光画像を縮小する。   A blood vessel position acquisition device according to a sixteenth invention is the blood vessel position acquisition device according to the fifteenth invention, wherein the reduced image creating means has a diameter of the thickness of the blood vessel image having the maximum diameter in the near-infrared light image. The magnification is determined so as to be constant, and the near-infrared light image is reduced.

ここでは、縮小画像作成手段は、近赤外光画像において最大径を持つ血管像の太さの直径が一定になるように倍率を決定し、近赤外光画像を縮小する。
これにより、撮影対象の変更等によりカメラと生体との距離が変化し、近赤外光画像内の対象物の大きさが変わって血管径が変化しても、縮小近赤外光画像においては、血管径を常に一定にすることができるため、血管評価値を算出する際に用いる多種のパラメータを個別に修正する手間を省くことができる。
Here, the reduced image creating means determines the magnification so that the diameter of the blood vessel image having the maximum diameter in the near infrared light image is constant, and reduces the near infrared light image.
As a result, even if the distance between the camera and the living body changes due to a change in the imaging target, the size of the object in the near infrared light image changes and the blood vessel diameter changes, the reduced near infrared light image Since the blood vessel diameter can be made constant at all times, it is possible to save the trouble of individually correcting various parameters used in calculating the blood vessel evaluation value.

第17の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第16の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、生体に照射する近赤外光の光量とする。
ここでは、生体に照射する近赤外光の光量を調節し、撮影条件を設定している。
これにより、血管評価値に基づいて容易に撮影条件を変えることが可能となる。
A blood vessel position acquisition device according to a seventeenth aspect is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein an imaging condition set by the imaging condition setting means The amount of infrared light.
Here, the imaging conditions are set by adjusting the amount of near-infrared light irradiated on the living body.
This makes it possible to easily change the imaging conditions based on the blood vessel evaluation value.

第18の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第16の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、生体に照射する近赤外光の波長とする。   A blood vessel position acquisition device according to an eighteenth aspect of the invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to sixteenth aspects of the invention, wherein the imaging condition set by the imaging condition setting means The wavelength of infrared light.

ここでは、血管への吸光率や生体への透過率に影響を及ぼす生体に照射する光の波長を調節し、撮影条件を設定している。
これにより、血管評価値に基づいて容易に撮影条件を変えることが可能となる。
Here, the imaging conditions are set by adjusting the wavelength of light applied to the living body that affects the absorbance to the blood vessels and the transmittance to the living body.
This makes it possible to easily change the imaging conditions based on the blood vessel evaluation value.

第19の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第16の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、特定の波長のみ通過させる光学フィルタの通過帯域とする。   A blood vessel position acquisition device according to a nineteenth aspect is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to sixteenth aspects, wherein the imaging condition set by the imaging condition setting means passes only a specific wavelength. The pass band of the optical filter to be used.

ここでは、外光の影響を低減するために用いられ、特定の波長のみ通過させる光学フィルタの通過帯域を調節し、撮影条件を設定している。
これにより、血管評価値に基づいて容易に撮影条件を変えることが可能となる。
Here, an imaging condition is set by adjusting a pass band of an optical filter that is used to reduce the influence of external light and allows only a specific wavelength to pass therethrough.
This makes it possible to easily change the imaging conditions based on the blood vessel evaluation value.

第20の発明に係る血管位置取得装置は、第1から第16の発明のいずれか1つに係る血管位置取得装置であって、撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、生体を撮影する画像撮影手段の絞り値とする。   A blood vessel position acquisition device according to a twentieth invention is the blood vessel position acquisition device according to any one of the first to sixteenth inventions, wherein the imaging condition set by the imaging condition setting means is an image for imaging a living body. The aperture value of the photographing means is used.

ここでは、生体を撮影する、例えば、CCDカメラのレンズの絞り値を調節し、撮影条件を設定している。
これにより、血管評価値に基づいて容易に撮影条件を変えることが可能となる。
Here, imaging conditions are set by imaging the living body, for example, by adjusting the aperture value of the lens of a CCD camera.
This makes it possible to easily change the imaging conditions based on the blood vessel evaluation value.

第21の発明に係る血管位置取得装置は、第1の発明に係る血管位置取得装置であって、撮影条件設定手段は、小さい値から大きい値に、もしくは、大きい値から小さい値に比例して変化するように撮影条件を設定するパラメータ設定し、撮影条件決定手段は、血管評価値算出手段で求めた複数の血管評価値のうち時間軸方向に連続する血管評価値の前後で値が所定値以上変化した場合を除いて、最適撮影条件を決定する。   A blood vessel position acquisition device according to a twenty-first aspect is the blood vessel position acquisition device according to the first aspect, wherein the imaging condition setting means is proportional to a small value from a small value or from a large value to a small value. The imaging condition determining means sets a parameter for setting the imaging condition so as to change, and the imaging condition determining means has a predetermined value before and after the blood vessel evaluation value continuous in the time axis direction among the plurality of blood vessel evaluation values obtained by the blood vessel evaluation value calculating means. Except for the case where the above changes are made, the optimum photographing condition is determined.

ここでは、撮影条件設定手段に上記条件でパラメータを設定した場合において、血管評価値算出手段で算出された血管評価値が上記条件の場合、撮影条件として決定をしない。
ここで、例えば、近赤外光の光量を0から順次上げていき、撮影した近赤外光画像の特徴が大きく変化しないように撮影条件を設定しているにもかからず、血管評価値が大きく変化している場合、撮影中に対象物が動いた、もしくは、外光が大きく変化したと判断することができる。
Here, when the parameters are set in the imaging condition setting means under the above conditions, if the blood vessel evaluation values calculated by the blood vessel evaluation value calculating means are the above conditions, the imaging conditions are not determined.
Here, for example, the blood vessel evaluation value is set in spite of the fact that the light quantity of the near infrared light is sequentially increased from 0 and the photographing conditions are set so that the characteristics of the photographed near infrared light image do not change greatly. Can be determined that the object has moved during shooting or that the outside light has changed significantly.

これにより、対象物が動いた場合等、撮影条件以外の要素が変化した場合を反映した血管評価値を取り除くことができるので、不適切な撮影条件を決定することを回避することができる。   Thereby, since the blood vessel evaluation value reflecting the case where elements other than the imaging conditions are changed, such as when the object moves, it is possible to avoid determining inappropriate imaging conditions.

第22の発明に係る血管位置取得方法は、撮影条件設定工程と、画像撮影工程と、血管領域抽出工程と、血管評価値算出工程と、撮影条件決定工程とを備えている。撮影条件設定工程は、生体を撮影する際の撮影条件を設定する。画像撮影工程は、撮影条件に基づいて近赤外光が照射された生体からの反射光または透過光を撮影し近赤外光画像を生成する。血管領域抽出工程は、近赤外光画像内の血管像を血管領域として抽出する。血管評価値算出工程は、血管領域に基づいて血管評価画素と血管領域に隣接する皮膚評価画素とを決定し、血管領域を評価するための血管評価値を算出する。撮影条件決定工程は、血管評価算出工程において算出された血管評価値に基づいて最適撮影条件を決定する。   A blood vessel position acquisition method according to a twenty-second invention includes an imaging condition setting step, an image imaging step, a blood vessel region extraction step, a blood vessel evaluation value calculation step, and an imaging condition determination step. In the photographing condition setting step, photographing conditions for photographing a living body are set. In the image photographing process, reflected light or transmitted light from a living body irradiated with near infrared light is photographed based on photographing conditions to generate a near infrared light image. In the blood vessel region extraction step, a blood vessel image in the near-infrared light image is extracted as a blood vessel region. The blood vessel evaluation value calculation step determines a blood vessel evaluation pixel and a skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region based on the blood vessel region, and calculates a blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region. The imaging condition determination step determines the optimal imaging condition based on the blood vessel evaluation value calculated in the blood vessel evaluation calculation step.

ここでは、血管評価値算出工程では、例えば、周辺領域とのコントラスト差を表すような血管領域を評価するための血管評価値を算出し、撮影条件決定工程では、血管評価値に基づいて撮影条件を決定している。   Here, in the blood vessel evaluation value calculation step, for example, a blood vessel evaluation value for evaluating a blood vessel region representing a contrast difference with the surrounding region is calculated, and in the imaging condition determination step, the imaging condition is calculated based on the blood vessel evaluation value. Is determined.

なお、血管評価値は、例えば、皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算したり、皮膚評価画素の輝度値と血管評価画素の輝度値との比を求めたりすることによって算出される。   The blood vessel evaluation value is calculated, for example, by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel, or obtaining a ratio between the luminance value of the skin evaluation pixel and the luminance value of the blood vessel evaluation pixel. Is done.

従来、近赤外光を用いて血管位置を取得する方法においては、近赤外光以外の光、すなわち、外光に影響されることなく血管位置を取得するための方法として、指領域の平均輝度を算出し、これに基づいて撮影条件を調整していた。ところが、撮像画像中における指部分全体は最適画質に調整されるものの、抽出対象となる血管部分を最も効果的に抽出できるように撮像されているとは限らない。   Conventionally, in a method for acquiring a blood vessel position using near infrared light, as a method for acquiring a blood vessel position without being affected by light other than near infrared light, that is, external light, an average of finger regions Luminance was calculated, and shooting conditions were adjusted based on this. However, although the entire finger portion in the captured image is adjusted to the optimum image quality, the image is not always captured so that the blood vessel portion to be extracted can be extracted most effectively.

そこで、本発明の血管位置取得方法においては、血管評価値算出工程において、血管領域に基づいて血管評価画素と血管領域に隣接する皮膚評価画素とを決定し、皮膚評価画素の輝度値および血管評価画素の輝度値に基づいて血管領域を評価するための血管評価値を算出している。そして、撮影条件決定工程において、血管評価算出工程で算出された血管評価値に基づいて撮影条件を決定している。   Therefore, in the blood vessel position acquisition method of the present invention, in the blood vessel evaluation value calculation step, the blood vessel evaluation pixel and the skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region are determined based on the blood vessel region, and the luminance value of the skin evaluation pixel and the blood vessel evaluation are determined. A blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region is calculated based on the luminance value of the pixel. In the imaging condition determining step, the imaging condition is determined based on the blood vessel evaluation value calculated in the blood vessel evaluation calculating step.

これにより、血管評価画素における輝度値と皮膚評価画素における輝度値との関係から近赤外光画像において血管領域を最も鮮明に撮像することができる撮影条件を決定する血管評価値を算出することができる。
この結果、撮影条件を血管評価値に基づいて決定することができるので使用環境に関わらず血管領域が鮮明に撮像された近赤外光画像を取得することが可能となる。
Accordingly, it is possible to calculate a blood vessel evaluation value that determines an imaging condition capable of capturing the blood vessel region most clearly in the near-infrared light image from the relationship between the luminance value in the blood vessel evaluation pixel and the luminance value in the skin evaluation pixel. it can.
As a result, since the imaging condition can be determined based on the blood vessel evaluation value, it is possible to acquire a near-infrared light image in which the blood vessel region is clearly imaged regardless of the use environment.

第23の発明に係る血管位置取得方法は、第22の発明に係る血管位置取得方法であって、血管評価値算出工程は、皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することによって血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition method according to a twenty-third invention is the blood vessel position acquisition method according to the twenty-second invention, wherein the blood vessel evaluation value calculating step subtracts the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel. The blood vessel evaluation value is calculated by

ここでは、皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することによって血管評価値を算出し、血管評価値を算出している。
これにより、血管領域と周辺領域とのコントラスト差の程度を反映した評価値を算出することが可能となる。この結果、血管領域が周辺領域に比べて最も暗く映し出される撮影条件を決定することができる。
Here, the blood vessel evaluation value is calculated by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel, and the blood vessel evaluation value is calculated.
This makes it possible to calculate an evaluation value that reflects the degree of contrast difference between the blood vessel region and the peripheral region. As a result, it is possible to determine an imaging condition in which the blood vessel region is projected most darkly compared to the surrounding region.

第24の発明に係る血管位置取得方法は、第22と第23の発明に係る血管位置取得方法であって、血管評価値算出工程は、複数の撮影条件において血管評価値を算出し、撮影条件決定工程は、血管評価値が最大の時の撮影条件を最適撮影条件として決定する。   A blood vessel position acquisition method according to a twenty-fourth invention is the blood vessel position acquisition method according to the twenty-second and twenty-third inventions, wherein the blood vessel evaluation value calculation step calculates blood vessel evaluation values under a plurality of imaging conditions, In the determining step, the imaging condition when the blood vessel evaluation value is maximum is determined as the optimum imaging condition.

ここでは、複数の撮影条件において血管評価値を算出し、その中で血管評価値が最大となる時の撮影条件を最適撮影条件として決定している。
これにより、血管領域を最も鮮明に撮像することができる撮影条件を決定することが可能となる。
Here, blood vessel evaluation values are calculated under a plurality of imaging conditions, and the imaging conditions at which the blood vessel evaluation value is maximized are determined as the optimum imaging conditions.
As a result, it is possible to determine an imaging condition that allows the blood vessel region to be imaged most clearly.

第25の発明に係る血管位置取得方法は、第22から第24の発明のいずれか1つに係る血管位置取得方法であって、血管評価値算出工程は、血管評価画素算出工程と、皮膚評価画素算出工程と、評価値算出工程とを有している。血管評価画素算出工程は、血管領域の幅方向において中心となる画素を血管評価画素とする。皮膚評価画素算出工程は、血管領域の輪郭画素を幅方向において外側に所定の画素膨張させ、膨張させた画素を皮膚評価画素とする。評価値算出工程は、血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲に存在する皮膚評価画素の輝度値を用いて求めた皮膚代表値から、注目範囲に存在する血管評価画素の輝度値を用いて求めた血管代表値を減算した差分値を、近赤外光画像における全ての血管評価画素位置においてそれぞれ求め、差分値を全て足し合わせることで血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition method according to a twenty-fifth invention is the blood vessel position acquisition method according to any one of the twenty-second to twenty-fourth inventions, wherein the blood vessel evaluation value calculation step includes a blood vessel evaluation pixel calculation step, and a skin evaluation It has a pixel calculation process and an evaluation value calculation process. In the blood vessel evaluation pixel calculation step, a pixel that is the center in the width direction of the blood vessel region is set as a blood vessel evaluation pixel. In the skin evaluation pixel calculation step, the contour pixel of the blood vessel region is expanded by a predetermined pixel outward in the width direction, and the expanded pixel is set as the skin evaluation pixel. In the evaluation value calculation step, the luminance value of the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range is obtained from the skin representative value obtained using the luminance value of the skin evaluation pixel existing in the attention range centering on one of the blood vessel evaluation pixels. A difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value obtained by using is obtained at all blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, and the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the difference values.

ここでは、血管評価画素算出工程で、血管領域の幅方向において中心となる画素を血管評価画素として抽出し、皮膚評価画素算出工程で、血管領域の輪郭画素を幅方向において外側に所定の画素、言い換えれば、所定の層分膨張させ、膨張させた画素を皮膚評価画素としている。そして、評価値算出工程で、血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲に存在する皮膚評価画素の輝度値を用いて求めた皮膚代表値から、注目範囲に存在する血管評価画素の輝度値を用いて求めた血管代表値を減算した差分値を、近赤外光画像における全ての血管評価画素位置においてそれぞれ求め、算出した差分値を全て足し合わせることで血管評価値を算出している。   Here, in the blood vessel evaluation pixel calculation step, a pixel that is the center in the width direction of the blood vessel region is extracted as a blood vessel evaluation pixel, and in the skin evaluation pixel calculation step, the contour pixel of the blood vessel region is a predetermined pixel outside in the width direction, In other words, a predetermined pixel layer is expanded and the expanded pixel is used as a skin evaluation pixel. Then, in the evaluation value calculating step, from the skin representative value obtained by using the luminance value of the skin evaluation pixel existing in the attention range centering on one of the blood vessel evaluation pixels, the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range is determined. A difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value obtained using the luminance value is obtained at each of the blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, and the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the calculated difference values. Yes.

なお、ここでいう「血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲」における「中心」には、重心の場合も含まれる。
これにより、画像撮影工程によって生成された近赤外光画像に撮像された血管領域全体に対して血管評価値を算出し撮影条件を決定することができるので、血管領域全体をより最適に撮影することが可能となる。
The “center” in the “attention range centered on one of the blood vessel evaluation pixels” here includes the case of the center of gravity.
As a result, the blood vessel evaluation value can be calculated for the entire blood vessel region captured in the near-infrared light image generated by the image capturing step and the imaging condition can be determined, so that the entire blood vessel region is imaged more optimally. It becomes possible.

第26の発明に係る血管位置取得方法は、第22から第25の発明のいずれか1つに係る血管位置取得方法であって、画像撮影手段において撮影した近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成する縮小画像作成工程をさらに備えており、血管領域抽出工程は、縮小近赤外光画像に対して血管領域を抽出し、血管評価値算出工程は、縮小近赤外光画像に対して血管評価値を算出する。   A blood vessel position acquisition method according to a twenty-sixth aspect of the present invention is the blood vessel position acquisition method according to any one of the twenty-second to twenty-fifth aspects of the present invention, wherein the near-infrared light image captured by the image capturing means is reduced. A reduced image creating step for creating an infrared light image is further provided. The blood vessel region extracting step extracts a blood vessel region from the reduced near infrared light image, and the blood vessel evaluation value calculating step includes a reduced near infrared light. A blood vessel evaluation value is calculated for the image.

ここでは、縮小画像作成工程において、近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成し、血管領域抽出工程および血管評価値算出工程において、上記縮小した近赤外光画像に対して各種処理を実行する。   Here, a reduced near-infrared light image obtained by reducing the near-infrared light image is created in the reduced image creation step, and the reduced near-infrared light image is created in the blood vessel region extraction step and the blood vessel evaluation value calculation step. Perform various processes.

これにより、演算を行う対象画素を減らすことができるので血管評価値を算出するための演算量を大幅に減らすことが可能となる。また、撮影対象の変更等によりカメラと生体との距離が変化し、近赤外光画像内の対象物の大きさが変わって血管径が変化しても、縮小近赤外光画像においては、血管径を常に一定にすることができる。このため、血管評価値を算出する際に用いる多種のパラメータを個別に修正する手間を省くことができる。   As a result, it is possible to reduce the number of target pixels to be calculated, so that it is possible to greatly reduce the amount of calculation for calculating the blood vessel evaluation value. In addition, even if the distance between the camera and the living body changes due to the change of the imaging target, the size of the object in the near infrared light image changes and the blood vessel diameter changes, in the reduced near infrared light image, The blood vessel diameter can always be constant. For this reason, it is possible to save the trouble of individually correcting various parameters used when calculating the blood vessel evaluation value.

本発明によれば、使用環境に関わらず血管領域が鮮明に撮像された近赤外光画像を取得することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to acquire a near-infrared light image in which a blood vessel region is clearly captured regardless of the use environment.

以下に、本発明の血管位置取得装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
本発明の実施の形態1として、LED光源から近赤外光を生体である腕に対し上部から照射し、腕からの反射光を近赤外光波長のみを透過する光学フィルタを通して、近赤外波長の感度が高い白黒のCCDカメラで撮像し、デジタル化した近赤外光画像を取得する場合を例として説明を行う。この近赤外光画像は、1画素を8bitで表し、画素値は、輝度を示す濃淡画像とする。このようにして撮像された近赤外光画像においては、血液中のヘモグロビンは近赤外光を吸収する性質をもっているため、血管が存在する領域だけ反射光が少なくなり、血管が存在する画素の輝度値は小さくなる。
Embodiments of a blood vessel position acquisition apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As Embodiment 1 of the present invention, near-infrared light from an LED light source is irradiated from above onto an arm that is a living body, and reflected light from the arm passes through an optical filter that transmits only the near-infrared light wavelength. An example will be described in which a black-and-white CCD camera with high wavelength sensitivity is used to acquire a digitized near-infrared light image. In this near-infrared light image, one pixel is represented by 8 bits, and the pixel value is a grayscale image indicating luminance. In the near-infrared light image captured in this way, hemoglobin in the blood has the property of absorbing near-infrared light, so that the reflected light is reduced only in the region where the blood vessel exists, and the pixels of the blood vessel exist. The luminance value becomes small.

[実施の形態1]
まず、本発明の実施の形態1における血管位置取得装置100の説明を行う。図1は、本発明の実施の形態1における血管位置取得装置100の要部概略構成を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
First, the blood vessel position acquisition device 100 according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of main parts of a blood vessel position acquisition device 100 according to Embodiment 1 of the present invention.

血管位置取得装置100は、撮影条件設定部(撮影条件設定手段)101、画像撮影部(画像撮影手段)102、血管領域抽出部(血管領域抽出手段)103、血管評価値算出部(血管評価値算出手段)104および撮影条件決定部(撮影条件決定手段)105を含んで構成される。また、さらに、血管評価値算出部104は、血管評価画素算出部(血管評価画素算出手段)1041、皮膚評価画素算出部(皮膚評価画素算出手段)1042および評価値算出部(評価値算出手段)1043を含んで構成される。   The blood vessel position acquisition apparatus 100 includes an imaging condition setting unit (imaging condition setting unit) 101, an image imaging unit (image imaging unit) 102, a blood vessel region extraction unit (blood vessel region extraction unit) 103, a blood vessel evaluation value calculation unit (blood vessel evaluation value). Calculation means) 104 and an imaging condition determination unit (imaging condition determination means) 105 are included. Furthermore, the blood vessel evaluation value calculation unit 104 includes a blood vessel evaluation pixel calculation unit (blood vessel evaluation pixel calculation unit) 1041, a skin evaluation pixel calculation unit (skin evaluation pixel calculation unit) 1042, and an evaluation value calculation unit (evaluation value calculation unit). 1043 is configured.

撮影条件設定部101は、生体に照射する近赤外光の光量等の調節パラメータ値を予め複数記憶しておき、記憶している調節パラメータ値を順次画像撮影部102に出力する。
画像撮影部102は、CCDカメラ、近赤外LED光源、光学フィルタで構成されており、撮影条件設定部101が出力する調節パラメータに応じて撮影条件を調節し、生体に対して近赤外光を照射し、その反射光を、光学フィルタを通してCCDカメラで撮影することで近赤外光画像を生成し、生成した近赤外光画像を血管領域抽出部103と血管評価値算出部104に出力する。また、血管位置取得装置100から出力近赤外光画像106として出力する。
The imaging condition setting unit 101 stores in advance a plurality of adjustment parameter values such as the amount of near infrared light irradiated on the living body, and sequentially outputs the stored adjustment parameter values to the image capturing unit 102.
The image photographing unit 102 includes a CCD camera, a near-infrared LED light source, and an optical filter. The image photographing unit 102 adjusts photographing conditions according to the adjustment parameters output from the photographing condition setting unit 101, and emits near-infrared light to the living body. And the reflected light is captured by a CCD camera through an optical filter to generate a near-infrared light image, and the generated near-infrared light image is output to the blood vessel region extraction unit 103 and the blood vessel evaluation value calculation unit 104. To do. In addition, the blood vessel position acquisition device 100 outputs the output near infrared light image 106.

血管領域抽出部103は、画像撮影部102から出力される近赤外光画像において、相対的に周辺画素よりも輝度値が小さくなっている画素を血管領域として抽出し、抽出した血管領域の位置情報を示す血管領域画像を血管評価値算出部104に出力する。   The blood vessel region extraction unit 103 extracts, as a blood vessel region, a pixel having a luminance value relatively smaller than that of the surrounding pixels in the near-infrared light image output from the image capturing unit 102, and the position of the extracted blood vessel region A blood vessel region image indicating information is output to the blood vessel evaluation value calculation unit 104.

血管評価値算出部104は、画像撮影部102から出力される近赤外光画像と、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像に示されている血管領域の位置情報とを元に、近赤外光画像の血管領域を評価するための血管評価値を算出し、算出した血管評価値を撮影条件決定部105に出力する。   The blood vessel evaluation value calculation unit 104 is based on the near-infrared light image output from the image capturing unit 102 and the position information of the blood vessel region indicated in the blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103. A blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region of the near-infrared light image is calculated, and the calculated blood vessel evaluation value is output to the imaging condition determination unit 105.

具体的には、血管評価値算出部104に含まれる血管評価画素算出部1041は、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像に示されている血管領域の位置情報に基づき、血管評価値を算出する際に血管画素として用いる血管評価画素を算出し、算出した血管評価画素を示す血管評価画素画像を評価値算出部1043に出力する。   Specifically, the blood vessel evaluation pixel calculation unit 1041 included in the blood vessel evaluation value calculation unit 104 is based on the blood vessel region position information indicated in the blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103, and is subjected to the blood vessel evaluation value. Is calculated as a blood vessel pixel, and a blood vessel evaluation pixel image indicating the calculated blood vessel evaluation pixel is output to the evaluation value calculation unit 1043.

皮膚評価画素算出部1042は、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像に示されている血管領域の位置情報に基づき、血管評価値を算出する際に血管領域に隣接する皮膚画素として用いる皮膚評価画素を算出し、算出した皮膚評価画素を示す皮膚評価画素画像を評価値算出部1043に出力する。   The skin evaluation pixel calculation unit 1042 is used as a skin pixel adjacent to the blood vessel region when calculating the blood vessel evaluation value based on the position information of the blood vessel region indicated in the blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103. Skin evaluation pixels are calculated, and a skin evaluation pixel image indicating the calculated skin evaluation pixels is output to the evaluation value calculation unit 1043.

評価値算出部1043は、画像撮影部102から出力される近赤外光画像、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像、血管評価画素算出部1041から出力される血管評価画素画像および皮膚評価画素算出部1042から出力される皮膚評価画素画像を用いて、近赤外光画像における皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することで血管評価値を算出する。   The evaluation value calculation unit 1043 includes a near-infrared light image output from the image capturing unit 102, a blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103, a blood vessel evaluation pixel image output from the blood vessel evaluation pixel calculation unit 1041, and skin Using the skin evaluation pixel image output from the evaluation pixel calculation unit 1042, a blood vessel evaluation value is calculated by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel in the near-infrared light image.

撮影条件決定部105は、複数の撮影条件で算出した血管評価値算出部104から出力される血管評価値の中で最大となる撮影条件を最適な撮影条件として決定し、決定した撮影条件を撮影条件設定部101に出力する。そして、撮影条件設定部101において、撮影条件決定部105から出力される最適な撮影条件を設定し、画像撮影部102で近赤外光画像を撮影することで、血管領域が周辺領域とのコントラスト差により最も暗く映し出され鮮明に現れている近赤外光画像を血管位置取得装置100から出力近赤外光画像106として出力する。   The imaging condition determination unit 105 determines the imaging condition that maximizes the blood vessel evaluation value output from the blood vessel evaluation value calculation unit 104 calculated under a plurality of imaging conditions as the optimal imaging condition, and captures the determined imaging condition. Output to the condition setting unit 101. The imaging condition setting unit 101 sets an optimal imaging condition output from the imaging condition determination unit 105, and the image imaging unit 102 captures a near-infrared light image, whereby the blood vessel region is contrasted with the surrounding region. The near-infrared light image that appears darkest due to the difference and appears clearly is output as an output near-infrared light image 106 from the blood vessel position acquisition device 100.

次に、以上のように構成された本発明の実施の形態1の血管位置取得装置100の動作について、撮影条件として生体に照射する近赤外光の光量の調節パラメータを用いる場合を例として図2から図7を用いて詳細に説明する。   Next, with respect to the operation of the blood vessel position acquisition device 100 according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, an example in which the adjustment parameter for the amount of near-infrared light irradiated on the living body is used as an imaging condition is illustrated. Details will be described with reference to FIGS.

図2は、本発明の実施の形態1における血管位置取得装置100が行う処理を示すフローチャートである。図2のフローチャートは、ステップS101ないしステップS107からなり、ステップS101は撮影条件設定工程の一例を、ステップS102は画像撮影工程の一例を、ステップS103は血管領域抽出工程の一例を、ステップS1041からステップS1043からなるステップS104は血管評価値算出工程の一例を、ステップS105は全ての撮影条件を終了したかどうかの判定を行う工程を、ステップS106は撮影条件決定工程の一例を、ステップS107は撮影条件決定工程で決定した撮影条件で近赤外光画像を撮影する工程を、それぞれ示す。   FIG. 2 is a flowchart showing processing performed by the blood vessel position acquisition apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. 2 includes steps S101 to S107. Step S101 is an example of an imaging condition setting process, step S102 is an example of an image imaging process, step S103 is an example of a blood vessel region extracting process, and steps S1041 to S104 are performed. Step S104 consisting of S1043 is an example of a blood vessel evaluation value calculating step, step S105 is a step of determining whether all imaging conditions have been completed, step S106 is an example of an imaging condition determining step, and step S107 is an imaging condition. The steps of photographing a near-infrared light image under the photographing conditions determined in the determination step are shown respectively.

まず、撮影条件設定部101において、生体に照射する近赤外光の光量の調節パラメータの初期値を設定する(ステップS101)。なお、この光量の調節パラメータは、最小の光量を0、最大の光量を255とするデジタル値とし、5刻みで52個の調節パラメータが記憶されているものとする。また、初期値は0とし、順次、値が大きくなるように調節パラメータを設定していく。このように設定することで、撮影される近赤外光画像は、暗い画像から明るい画像に徐々に変化する。なお、上記調整パラメータとしては、近赤外光の光量に加え、CCDカメラの感度や光量調節の絞り量を用いてもよい。   First, the imaging condition setting unit 101 sets an initial value of an adjustment parameter for the amount of near-infrared light irradiated on the living body (step S101). The light quantity adjustment parameter is a digital value in which the minimum light quantity is 0 and the maximum light quantity is 255, and 52 adjustment parameters are stored in increments of 5. Also, the initial value is set to 0, and the adjustment parameter is set so that the value becomes larger sequentially. By setting in this way, the captured near-infrared light image gradually changes from a dark image to a bright image. As the adjustment parameter, in addition to the light amount of near-infrared light, the sensitivity of the CCD camera and the aperture amount for light amount adjustment may be used.

次に、画像撮影部102において、撮影条件設定部101で設定された光量の調節パラメータで、近赤外光を生体に照射し、生体からの反射光を近赤外光波長のみを透過する光学フィルタを通して、CCDカメラで撮像した近赤外光画像を生成する(ステップS102)。そして、生成した近赤外光画像を血管領域抽出部103と血管評価値算出部104とに出力する。   Next, the image photographing unit 102 irradiates the living body with near-infrared light using the light amount adjustment parameter set by the photographing condition setting unit 101, and transmits the reflected light from the living body through only the near-infrared light wavelength. A near-infrared light image captured by the CCD camera is generated through the filter (step S102). Then, the generated near-infrared light image is output to the blood vessel region extraction unit 103 and the blood vessel evaluation value calculation unit 104.

次に、血管領域抽出部103において、画像撮影部102から出力された近赤外光画像に対して、血管画素を血管領域として抽出する(ステップS103)。これは、相対的に周辺画素よりも輝度値が小さくなっている画素を血管画素として抽出することで行う。なお、近赤外光画像と同サイズの画像メモリを用意しておき、抽出された血管領域の位置情報は、血管領域に対応する画素値を1、その他の画素値を0とすることで画像データ(血管領域画像)として記憶しておく。   Next, the blood vessel region extraction unit 103 extracts blood vessel pixels as blood vessel regions from the near-infrared light image output from the image photographing unit 102 (step S103). This is performed by extracting a pixel having a luminance value relatively smaller than that of surrounding pixels as a blood vessel pixel. An image memory having the same size as the near-infrared light image is prepared, and the extracted blood vessel region position information is obtained by setting the pixel value corresponding to the blood vessel region to 1 and the other pixel values to 0. It is stored as data (blood vessel region image).

以下、血管領域抽出処理について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における血管領域抽出処理を説明する図である。図3(a)は、画像撮影部102から出力された血管が映っている近赤外光画像300であり、図3(b)は図3(a)における近赤外光画像300の破線矢印で示す水平ライン上のL1―L2間の輝度値を示す輝度グラフである。また、301は、血管を示し、302は、皮膚を示している。   Hereinafter, the blood vessel region extraction process will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining blood vessel region extraction processing according to Embodiment 1 of the present invention. 3A is a near-infrared light image 300 in which blood vessels output from the image capturing unit 102 are reflected, and FIG. 3B is a broken-line arrow of the near-infrared light image 300 in FIG. 5 is a luminance graph showing luminance values between L1 and L2 on the horizontal line indicated by. Reference numeral 301 denotes a blood vessel, and 302 denotes skin.

血管領域抽出処理は、血管領域抽出部103が図3(a)に示すように近赤外光画像300の水平ライン上のL1―L2間の画素を抜き出し、抜き出した画素の輝度値に基づき血管301であるかどうかの判定に用いる輝度閾値TH1を算出する。そして、血管領域抽出部103は、算出した輝度閾値TH1とL1―L2間の中点となる注目画素の輝度値とを比較し、注目画素の輝度値が輝度閾値TH1よりも小さい場合、注目画素を血管位置として抽出する。図3(b)では、注目画素C1の輝度値が輝度閾値TH1よりも小さいので、注目画素C1は、血管領域抽出部103によって血管301として抽出される。   In the blood vessel region extraction processing, the blood vessel region extraction unit 103 extracts pixels between L1 and L2 on the horizontal line of the near-infrared light image 300 as shown in FIG. 3A, and the blood vessels are extracted based on the luminance value of the extracted pixels. A luminance threshold value TH1 used for determining whether the value is 301 is calculated. Then, the blood vessel region extraction unit 103 compares the calculated luminance threshold value TH1 and the luminance value of the target pixel serving as the midpoint between L1 and L2, and if the luminance value of the target pixel is smaller than the luminance threshold value TH1, the target pixel Is extracted as a blood vessel position. In FIG. 3B, since the luminance value of the target pixel C1 is smaller than the luminance threshold value TH1, the target pixel C1 is extracted as the blood vessel 301 by the blood vessel region extraction unit 103.

なお、本実施の形態においては、L1―L2間の距離は、例えば、撮像する近赤外光画像300において想定される血管の太さの最大径の2倍の画素数を設定する。また、輝度閾値TH1は、L1―L2間の画素の輝度値のうち値の大きいほうからL1―L2間の画素数の半分を抜き出し、抜き出した画素の輝度平均値を算出し、算出した輝度平均値を0.8倍した値とする。このように輝度閾値TH1を算出することで、血管位置と皮膚位置とを分離する閾値を算出することができる。   In the present embodiment, the distance between L1 and L2 is set, for example, to the number of pixels that is twice the maximum diameter of the blood vessel thickness assumed in the near-infrared light image 300 to be captured. The luminance threshold TH1 is obtained by extracting half of the number of pixels between L1 and L2 from the larger one of the luminance values of the pixels between L1 and L2, calculating the luminance average value of the extracted pixels, and calculating the calculated luminance average. The value is multiplied by 0.8. Thus, by calculating the brightness threshold TH1, it is possible to calculate a threshold for separating the blood vessel position and the skin position.

なお、ここで用いた数値は一例であり、L1―L2間の距離は、血管301と皮膚302とが必ず含まれるように画素距離を設定すればよい。また、平均値に用いる画素の個数は、L1―L2間の距離から必ず皮膚302の画素となる個数分を設定し、皮膚画素の輝度平均値を求め、輝度閾値TH1は、算出した皮膚画素の輝度平均値を元に皮膚画素の輝度値よりも小さくなる値を設定すればよい。   Note that the numerical values used here are merely examples, and the distance between L1 and L2 may be set to a pixel distance so that the blood vessel 301 and the skin 302 are necessarily included. In addition, the number of pixels used for the average value is set by the number corresponding to the number of skin 302 pixels from the distance between L1 and L2, and the luminance average value of the skin pixels is obtained. A value smaller than the luminance value of the skin pixel may be set based on the average luminance value.

血管領域抽出部103は、この一連の処理を近赤外光画像300全体に対し、画像上部から各水平ライン毎に、画像の左側から順に1画素ずつずらしながらL1―L2間の画素を抜き出して行っていくことで、血管画素を順次抽出していく。   The blood vessel region extracting unit 103 extracts pixels between L1 and L2 while shifting this series of processes from the upper part of the near infrared light image 300 for each horizontal line one pixel at a time in order from the left side of the image. By going, blood vessel pixels are sequentially extracted.

なお、ここで用いた血管領域抽出処理は一例であり、他の手法により、相対的に周辺画素よりも輝度値が小さくなっている画素領域を血管位置として抽出してもよい。例えば、水平ラインだけではなく垂直ラインの画素も同時に抜き出し2つのラインを用いて抽出したり、2次元平面で同様の処理を行っても良い。
そして、こうして抽出した血管領域を示す血管領域画像を血管評価値算出部104に出力する。
The blood vessel region extraction process used here is an example, and a pixel region having a luminance value relatively smaller than that of surrounding pixels may be extracted as a blood vessel position by another method. For example, not only horizontal lines but also vertical line pixels may be extracted and extracted using two lines simultaneously, or similar processing may be performed on a two-dimensional plane.
Then, the extracted blood vessel region image indicating the blood vessel region is output to the blood vessel evaluation value calculation unit 104.

次に、画像撮影部102から出力される近赤外光画像と、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像に示されている血管領域の位置情報とを元に、血管評価値算出部104は、近赤外光画像の血管領域を評価するための血管評価値を算出する(ステップS104)。なお、ここで算出する血管評価値は、近赤外光画像において血管領域と皮膚領域との輝度コントラストの差が大きいほど値が大きくなるものである。   Next, based on the near-infrared light image output from the image capturing unit 102 and the position information of the blood vessel region indicated in the blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103, the blood vessel evaluation value calculation unit 104 calculates a blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region of the near-infrared light image (step S104). The blood vessel evaluation value calculated here increases as the difference in luminance contrast between the blood vessel region and the skin region in the near-infrared light image increases.

このステップにおいては、血管領域抽出部103にて抽出した血管領域の位置情報に基づき、血管評価画素算出部1041が血管評価値の算出に用いる血管の画素を血管評価画素として算出し(ステップS1041:血管評価画素算出工程)、また、皮膚評価画素算出部1042が血管評価値の算出に用いる血管領域に隣接する皮膚の画素を皮膚評価画素として算出し(ステップS1042:皮膚評価画素算出工程)、評価値算出部1043が、近赤外光画像における皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することで血管評価値を算出する(ステップS1043:血管評価値算出工程)。   In this step, based on the position information of the blood vessel region extracted by the blood vessel region extraction unit 103, the blood vessel evaluation pixel calculation unit 1041 calculates the blood vessel pixel used for calculating the blood vessel evaluation value as the blood vessel evaluation pixel (step S1041: Blood vessel evaluation pixel calculation step), and the skin evaluation pixel calculation unit 1042 calculates the skin pixel adjacent to the blood vessel region used for calculation of the blood vessel evaluation value as the skin evaluation pixel (step S1042: skin evaluation pixel calculation step). The value calculation unit 1043 calculates a blood vessel evaluation value by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel in the near-infrared light image (step S1043: blood vessel evaluation value calculation step).

上記輝度コントラストの差は、血管領域の輝度値とその血管領域に隣接する周辺の皮膚の輝度値との差から生じるため、血管評価画素と皮膚評価画素とを用いて血管評価値を算出することで、近赤外光画像における血管領域とその周辺の皮膚領域とのコントラストの差の程度を反映した評価値を算出することができる。   Since the difference in luminance contrast is caused by the difference between the luminance value of the blood vessel region and the luminance value of the surrounding skin adjacent to the blood vessel region, the blood vessel evaluation value is calculated using the blood vessel evaluation pixel and the skin evaluation pixel. Thus, an evaluation value reflecting the degree of contrast difference between the blood vessel region and the surrounding skin region in the near-infrared light image can be calculated.

以下、ステップS104における血管評価値算出処理をより具体的に説明する。まず、血管評価画素算出部1041が、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像に示されている血管領域の位置情報を用いて、血管評価値の算出に用いる血管の画素を血管評価画素として算出する(ステップS1041)。なお、血管領域画像と同サイズの画像メモリを用意しておき、算出された血管評価画素の情報は、血管評価画素に対応する画素値を1、その他の画素値を0とすることで画像データ(血管評価画素画像)として記憶しておく。そして、後段の処理(ステップS1043)では、血管評価画素画像の各画素を参照することで血管評価画素を知ることができる。   Hereinafter, the blood vessel evaluation value calculation process in step S104 will be described more specifically. First, the blood vessel evaluation pixel calculation unit 1041 uses the position information of the blood vessel region indicated in the blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103 as a blood vessel evaluation pixel. (Step S1041). An image memory having the same size as the blood vessel region image is prepared, and the calculated blood vessel evaluation pixel information is obtained by setting the pixel value corresponding to the blood vessel evaluation pixel to 1 and setting the other pixel values to 0. Stored as (blood vessel evaluation pixel image). In the subsequent process (step S1043), the blood vessel evaluation pixel can be known by referring to each pixel of the blood vessel evaluation pixel image.

図4は、図3(a)に示す近赤外光画像300の血管領域画像から算出した血管評価画素を示す血管評価画素画像400であり、401は、血管評価画素を示す。血管評価画素は、図4に示すとおり、血管領域の中心線に位置する画素を設定する。   FIG. 4 is a blood vessel evaluation pixel image 400 showing blood vessel evaluation pixels calculated from the blood vessel region image of the near-infrared light image 300 shown in FIG. 3A, and 401 indicates the blood vessel evaluation pixels. As shown in FIG. 4, the blood vessel evaluation pixel is set to a pixel located on the center line of the blood vessel region.

なお、血管領域の中心線を求める方法としては、細線化処理を用いる。細線化処理とは、太さが不揃いの輪郭線を1画素幅に整える処理であり、太い輪郭線を外側から削っていき、1画素の太さになったところで処理を終了することで行う。ここでは、細線化処理として一般的によく用いられるHilditchの方法を用いて、血管領域画像の画素値が1となっている血管領域を細線化し、細線化後に画素値が1となっている画素を血管評価画素として算出する。   A thinning process is used as a method for obtaining the center line of the blood vessel region. The thinning process is a process of adjusting a contour line with uneven thickness to one pixel width, and is performed by cutting the thick contour line from the outside and ending the process when the thickness becomes one pixel. Here, a blood vessel region having a pixel value of 1 in the blood vessel region image is thinned using a Hilditch method that is generally used as a thinning process, and the pixel value is 1 after thinning. Are calculated as blood vessel evaluation pixels.

なお、ここで用いた中心線を求める方法は一例であり、他の手法を用いて血管評価画素を算出してもよい。
そして、こうして算出した血管評価画素を示す血管評価画素画像を評価値算出部1043に出力する。
Note that the method of obtaining the center line used here is an example, and the blood vessel evaluation pixel may be calculated using another method.
Then, a blood vessel evaluation pixel image indicating the blood vessel evaluation pixel calculated in this way is output to the evaluation value calculation unit 1043.

次に、皮膚評価画素算出部1042が、血管領域抽出部103から出力される血管領域画像に示されている血管領域の位置情報を用いて、血管評価値の算出に用いる皮膚の画素を皮膚評価画素として算出する(ステップS1042)。なお、血管領域画像と同サイズの画像メモリを用意しておき、算出された皮膚評価画素の情報は、皮膚評価画素に対応する画素値を1以上、その他の画素値を0とすることで画像データ(皮膚評価画素画像)として記憶しておく。そして、後段の処理(ステップS1043)では、皮膚評価画素画像の各画素を参照することで皮膚評価画素を知ることができる。   Next, the skin evaluation pixel calculation unit 1042 uses the position information of the blood vessel region indicated in the blood vessel region image output from the blood vessel region extraction unit 103 to evaluate the skin pixel used for calculating the blood vessel evaluation value. Calculated as a pixel (step S1042). It should be noted that an image memory having the same size as the blood vessel region image is prepared, and the calculated skin evaluation pixel information is obtained by setting the pixel value corresponding to the skin evaluation pixel to 1 or more and the other pixel values to 0. It is stored as data (skin evaluation pixel image). In the subsequent process (step S1043), the skin evaluation pixel can be known by referring to each pixel of the skin evaluation pixel image.

図5(a)は、図3(a)に示す近赤外光画像300の血管領域画像から算出した皮膚評価画素を示す皮膚評価画素画像500であり、501は、皮膚評価画素を示す。皮膚評価画素は、図5(a)に示すように、血管領域に隣接する周辺の画素を設定する。   FIG. 5A is a skin evaluation pixel image 500 showing skin evaluation pixels calculated from the blood vessel region image of the near-infrared light image 300 shown in FIG. 3A, and 501 indicates skin evaluation pixels. As skin evaluation pixels, peripheral pixels adjacent to the blood vessel region are set as shown in FIG.

なお、血管領域に隣接する周辺の画素を設定する方法としては、膨張処理を用いる。膨張処理とは、連結成分の輪郭画素を外側に複数層分増やし厚くする処理である。ここでは、血管領域画像において血管領域以外(画素値が0)の画素を膨張処理の対象とし、対象となる対象画素を中心とする8つの隣接する画素の中で少なくとも1つの画素に画素値が0以外の値がある場合、対象画素に1以上の値を書き込む。この処理により、処理前の血管領域画像における血管領域に対して全ての方向に1画素広がり1層分膨張した血管領域を示す画像を得ることができる。そして、この1層分膨張させる処理を血管領域画像に対し複数回繰り返し行った後の複数層分血管領域を厚くした血管領域画像から、膨張させる前の血管領域画像の対応する画素の画素値を引くことで、血管領域に隣接する皮膚評価画素を示す皮膚評価画素画像を得ることができる。   Note that dilation processing is used as a method of setting peripheral pixels adjacent to the blood vessel region. The expansion process is a process of increasing the thickness of the connected component outline pixels by a plurality of layers to the outside. Here, in the blood vessel region image, pixels other than the blood vessel region (pixel value is 0) are subjected to the expansion process, and at least one of the eight adjacent pixels centering on the target pixel of interest has a pixel value. When there is a value other than 0, a value of 1 or more is written to the target pixel. By this processing, an image showing a blood vessel region expanded by one pixel in all directions and expanded by one layer with respect to the blood vessel region in the blood vessel region image before processing can be obtained. Then, the pixel value of the corresponding pixel of the blood vessel region image before being inflated is obtained from the blood vessel region image obtained by increasing the blood vessel region for a plurality of layers after repeating the process for expanding the blood vessel region image a plurality of times. By drawing, a skin evaluation pixel image showing a skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region can be obtained.

また、1層分膨張させる処理を行う回数は、本実施の形態の血管位置取得装置100で撮影される近赤外光画像において撮影されうる血管像の中で、最大径を持つ血管像の太さの半径の画素幅を予め設定しておくものとし、最大径を持つ血管像の太さの半径は、(最大血管径+1)/2で求まる整数値とする。つまり、最大血管径が5画素の場合、血管の太さの半径は3となり、膨張回数を3回とする。   In addition, the number of times of performing the expansion process for one layer is the thickness of the blood vessel image having the maximum diameter among the blood vessel images that can be captured in the near-infrared light image captured by the blood vessel position acquisition apparatus 100 of the present embodiment. The pixel width of the radius is set in advance, and the radius of the thickness of the blood vessel image having the maximum diameter is an integer value obtained by (maximum blood vessel diameter + 1) / 2. That is, when the maximum blood vessel diameter is 5 pixels, the radius of the blood vessel thickness is 3, and the number of expansions is 3 times.

さらに、皮膚評価画素を示す皮膚評価画素画像の画素値は、膨張処理を行っている際の回数を書き込むようにする。こうすることにより、皮膚評価画素の画素値が、血管領域からの距離となる。この値は、血管評価値を算出する際に用いる。図5(b)は、図5(a)の皮膚評価画素画像500の一部分を抜き出したものであり、このようにして算出した皮膚評価画素の画素値を示したものである。なお、空白の画素は、画素値が0とする。   Further, the pixel value of the skin evaluation pixel image indicating the skin evaluation pixel is written with the number of times when the expansion process is performed. By doing so, the pixel value of the skin evaluation pixel becomes the distance from the blood vessel region. This value is used when calculating the blood vessel evaluation value. FIG. 5B is an extracted part of the skin evaluation pixel image 500 of FIG. 5A, and shows the pixel values of the skin evaluation pixels calculated in this way. A blank pixel has a pixel value of 0.

そして、こうして算出した皮膚評価画素を示す皮膚評価画素画像を評価値算出部1043に出力する。
次に、評価値算出部1043が、画像撮影部102から出力される近赤外光画像、血管領域抽出部103から出力される血管抽出画像、血管評価画素算出部1041から出力される血管評価画素画像および皮膚評価画素算出部1042から出力される皮膚評価画素画像を用いて、近赤外光画像における皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算することで血管評価値を算出する(ステップS1043)。
Then, the skin evaluation pixel image indicating the skin evaluation pixel calculated in this way is output to the evaluation value calculation unit 1043.
Next, the evaluation value calculation unit 1043 includes a near-infrared light image output from the image capturing unit 102, a blood vessel extraction image output from the blood vessel region extraction unit 103, and a blood vessel evaluation pixel output from the blood vessel evaluation pixel calculation unit 1041. The blood vessel evaluation value is calculated by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel in the near-infrared light image using the image and the skin evaluation pixel image output from the skin evaluation pixel calculation unit 1042. (Step S1043).

より具体的には、近赤外光画像における全ての血管評価画素位置において、まず、血管評価画素を中心とし所定の範囲をもつ注目範囲内に存在する皮膚評価画素の輝度値から皮膚代表値を、同注目範囲内に存在する血管評価画素の輝度値から血管代表値を求め、次に、求めた皮膚代表値から血管代表値を減算して差分値を求める。そして、これら全ての血管評価画素位置で求めた差分値を全て足しあわせることで血管評価値を算出する。ただし、注目範囲が近赤外光画像からはみ出さない位置でのみ差分値の算出を行うものとする。   More specifically, at all blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, first, the skin representative value is determined from the luminance value of the skin evaluation pixel existing within the attention range having a predetermined range centered on the blood vessel evaluation pixel. Then, the blood vessel representative value is obtained from the luminance value of the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range, and then the blood vessel representative value is subtracted from the obtained skin representative value to obtain a difference value. Then, the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the difference values obtained at all the blood vessel evaluation pixel positions. However, the difference value is calculated only at a position where the attention range does not protrude from the near-infrared light image.

また、ここで用いる注目範囲の形状は正方形とし、1辺の画素長はステップS1042で用いた近赤外光画像において撮影されうる血管像の中で最大径を持つ血管像の太さの直径と血管領域を膨張させる回数とを用いて、最大血管径+膨張回数×2で求め、設定しておく。つまり、最大血管径は5で、膨張回数は3回なので、ここでの注目範囲の1辺の画素長は11となる。このように設定することで、注目範囲内に、無駄なく血管評価画素と血管領域に隣接する皮膚評価画素を含むことができる。   Further, the shape of the attention range used here is a square, and the pixel length of one side is the diameter of the thickness of the blood vessel image having the maximum diameter among the blood vessel images that can be photographed in the near-infrared light image used in step S1042. Using the number of times the blood vessel region is expanded, the maximum blood vessel diameter + the number of expansion times × 2 is obtained and set. That is, since the maximum blood vessel diameter is 5 and the number of expansions is 3, the pixel length of one side of the attention range here is 11. By setting in this way, the blood vessel evaluation pixel and the skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region can be included in the attention range without waste.

図6は、血管評価値の算出処理を説明する図であり、図6(a)は、近赤外光画像300に対する注目範囲の走査を示し、図6(b)は、血管代表値と皮膚代表値との算出方法を説明する図である。   6A and 6B are diagrams for explaining blood vessel evaluation value calculation processing. FIG. 6A shows scanning of a range of interest for the near-infrared light image 300, and FIG. 6B shows blood vessel representative values and skin. It is a figure explaining the calculation method with a representative value.

図6(a)に示すとおり、まず、血管評価値に0を代入しておき、近赤外光画像300の左上の注目範囲601の位置において、注目範囲の中心画素が血管評価画素かどうかのチェックを行う。これは、血管評価画素画像の画素値を参照することで行うことができる。注目範囲の中心画素が、血管評価画素で無い場合は、注目範囲を1画素分右にずらして、再度チェックを行い、これを繰り返す。そして、注目範囲602の位置においては、注目範囲の中心画素が血管評価画素となっているため、注目範囲内の血管評価画素から血管代表値を、皮膚評価画素から皮膚代表値を求め、皮膚代表値から血管代表値を減算した差分値を求め、求めた差分値を血管評価値に加算する。この一連の処理を矢印603の順で近赤外光画像300全体に対して行うことで、近赤外光画像300における血管評価値を算出する。   As shown in FIG. 6A, first, 0 is substituted for the blood vessel evaluation value, and at the position of the attention range 601 at the upper left of the near-infrared light image 300, it is determined whether the central pixel of the attention range is a blood vessel evaluation pixel. Check. This can be performed by referring to the pixel value of the blood vessel evaluation pixel image. If the center pixel of the attention range is not a blood vessel evaluation pixel, the attention range is shifted to the right by one pixel, checked again, and this is repeated. At the position of the attention range 602, since the central pixel of the attention range is a blood vessel evaluation pixel, a blood vessel representative value is obtained from the blood vessel evaluation pixel in the attention range, and a skin representative value is obtained from the skin evaluation pixel. A difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value from the value is obtained, and the obtained difference value is added to the blood vessel evaluation value. By performing this series of processing on the entire near-infrared light image 300 in the order of the arrow 603, the blood vessel evaluation value in the near-infrared light image 300 is calculated.

また、注目範囲における血管代表値と皮膚代表値とは次のように求める。図6(b)は、図5(b)の皮膚評価画素画像に図4の血管評価画素画像400の位置を合わせて重ね合わせた図である。図5(b)中の数字が示されている画素は、皮膚評価画素であると共にその画素値を示し、斜線画素と塗りつぶし画素は、血管評価画素を示し、さらに、塗りつぶし画素は、注目範囲604の中心にある注目画素である。   In addition, the blood vessel representative value and the skin representative value in the attention range are obtained as follows. FIG. 6B is a diagram in which the position of the blood vessel evaluation pixel image 400 in FIG. 4 is aligned with the skin evaluation pixel image in FIG. Pixels indicated by numerals in FIG. 5B are skin evaluation pixels and their pixel values, hatched pixels and filled pixels represent blood vessel evaluation pixels, and the filled pixels represent the attention range 604. Is the pixel of interest in the center of.

まず、この注目範囲604における血管代表値は、注目範囲604の中心にある注目画素に対応する近赤外光画像の輝度値とする。そして、注目範囲604における皮膚代表値は、注目範囲604内の血管の半径と等しい血管領域からの距離を持つ皮膚評価画素に対応する近赤外光画像の輝度値を平均することで求める。具体的には、血管領域画像を参照し、注目範囲604内の血管の半径を求め、求めた血管の半径の値を持つ皮膚評価画素に対応する近赤外光画像の輝度値を平均する。また、血管の半径は、注目範囲を正方形としているので、注目範囲604に含まれる血管画素の面積である画素数を、注目範囲の1辺の画素長で割ることで血管径を求め、((面積/1辺の画素長)+1)/2で求めることができる。従って、図6(b)では、血管の半径は、((55/11)+1)/2=3となり、皮膚代表値は、注目範囲604内の皮膚評価画素において、画素値が3となっている画素に対応する近赤外光画像の輝度値を平均することで求める。そして、求めた皮膚代表値から血管代表値を減算した差分値を求め、血管評価値に足し合わせる。   First, the blood vessel representative value in the attention range 604 is set as the luminance value of the near-infrared light image corresponding to the attention pixel in the center of the attention range 604. Then, the skin representative value in the attention range 604 is obtained by averaging the luminance values of the near-infrared light images corresponding to the skin evaluation pixels having a distance from the blood vessel region equal to the radius of the blood vessel in the attention range 604. Specifically, referring to the blood vessel region image, the radius of the blood vessel in the attention range 604 is obtained, and the luminance values of the near-infrared light images corresponding to the skin evaluation pixels having the obtained blood vessel radius value are averaged. In addition, since the attention range is a square for the radius of the blood vessel, the diameter of the blood vessel is obtained by dividing the number of pixels, which is the area of the blood vessel pixel included in the attention range 604, by the pixel length of one side of the attention range. Area / pixel length of one side) +1) / 2. Accordingly, in FIG. 6B, the radius of the blood vessel is ((55/11) +1) / 2 = 3, and the skin representative value is 3 in the skin evaluation pixels within the attention range 604. It is obtained by averaging the luminance values of the near-infrared light image corresponding to a certain pixel. Then, a difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value from the obtained skin representative value is obtained and added to the blood vessel evaluation value.

このようにして血管評価値を求めることで、近赤外光画像内において血管像の太さが変化しても、血管評価画素と血管の輪郭までが狭い細い血管では、血管の輪郭に近い皮膚評価画素を、血管評価画素と血管の輪郭までが広い太い血管では、血管の輪郭から遠い皮膚評価画素を自動的に選択することができるので、血管像の太さによらずに同条件で評価値を算出することができる。また、注目範囲を正方形としているため、血管の走行方向によらずに同様の処理で血管評価値を求めることができる。   By obtaining the blood vessel evaluation value in this way, even if the thickness of the blood vessel image changes in the near-infrared light image, the skin close to the blood vessel contour is obtained in a thin blood vessel where the blood vessel evaluation pixel and the blood vessel contour are narrow. In the case of a thick blood vessel with a wide range from the blood vessel evaluation pixel to the blood vessel contour, the skin evaluation pixel far from the blood vessel contour can be automatically selected, and the evaluation pixel is evaluated under the same conditions regardless of the blood vessel image thickness. A value can be calculated. Further, since the attention range is a square, the blood vessel evaluation value can be obtained by the same processing regardless of the traveling direction of the blood vessel.

なお、ここでは注目範囲の1辺の画素長を、最大血管径+膨張回数×2で求めているが、これは、最大血管径を持つ血管が水平又は垂直方向に存在した場合に隙間なく皮膚評価画素が注目範囲に入るように設定しているためである。ところが、最大血管径をもつ血管が斜め方向にあった場合には、注目範囲から皮膚評価画素がはみ出してしまい注目範囲内の血管評価値の算出に用いる皮膚評価画素が少なくなるという問題が発生する。従って、注目範囲の1辺の画素長を、最大血管径+膨張回数×2+α(αは2の倍数)としてもよい。ただし、α値を大きくすると演算量が増加するため2または4程度とし、このα値は、近赤外光画像内の血管の特徴に応じて設定すればよい。   Here, the pixel length of one side of the attention range is obtained by the maximum blood vessel diameter + the number of expansion times × 2. This is because there is no gap when a blood vessel having the maximum blood vessel diameter exists in the horizontal or vertical direction. This is because the evaluation pixel is set so as to fall within the attention range. However, when the blood vessel having the maximum blood vessel diameter is in an oblique direction, there is a problem that the skin evaluation pixels protrude from the attention range and the skin evaluation pixels used for calculating the blood vessel evaluation value within the attention range are reduced. . Therefore, the pixel length of one side of the attention range may be set to the maximum blood vessel diameter + the number of expansions × 2 + α (α is a multiple of 2). However, if the α value is increased, the amount of calculation increases, so it is set to about 2 or 4, and this α value may be set according to the characteristics of the blood vessel in the near-infrared light image.

また、説明において、血管代表値は、注目範囲の中心に位置する血管評価画素に対応する近赤外光画像の輝度値としているが、注目範囲に含まれる全ての血管評価画素に対応する近赤外光画像の輝度値の平均値としてもよい。このように求めることで、平均値を算出するため演算量は増加するが、ノイズに対して強くなる。また、皮膚代表値は、注目範囲に含まれる全ての皮膚評価画素に対応する近赤外光画像の輝度値の平均値としてもよい。この場合、血管評価値の算出に用いる皮膚評価画素の選択を行わないので高速に処理することが可能となり、ラフに評価する際に有効である。   In the description, the blood vessel representative value is the luminance value of the near-infrared light image corresponding to the blood vessel evaluation pixel located at the center of the attention range, but the near red corresponding to all the blood vessel evaluation pixels included in the attention range. It is good also as an average value of the luminance value of an outside light image. By calculating in this way, the calculation amount increases to calculate the average value, but it is strong against noise. The skin representative value may be an average value of luminance values of near-infrared light images corresponding to all skin evaluation pixels included in the attention range. In this case, since the skin evaluation pixel used for calculation of the blood vessel evaluation value is not selected, the processing can be performed at high speed, which is effective for rough evaluation.

また、さらに、算出する血管評価値の精度を高めるために次の処理を行っても良い。まず、注目範囲内の血管の形状が分岐している場合、その位置での血管評価値の算出処理を行わないようにする。これは、血管が分岐している箇所では、血管が近接しているため意図する皮膚評価画素が得られないためである。血管の分岐は、注目範囲内の全血管評価画素位置において、連結する血管評価画素の数をカウントし、カウント数が3以上となっている場合、分岐していると判断することができる。   Further, the following processing may be performed in order to increase the accuracy of the calculated blood vessel evaluation value. First, when the shape of the blood vessel in the attention range is branched, the blood vessel evaluation value calculation processing at that position is not performed. This is because an intended skin evaluation pixel cannot be obtained at a portion where the blood vessel is branched because the blood vessel is close. For the branching of the blood vessel, the number of connected blood vessel evaluation pixels is counted at all blood vessel evaluation pixel positions within the target range. If the count number is 3 or more, it can be determined that the blood vessel is branched.

さらに、注目範囲内の血管評価画素の画素数が所定値と異なっている場合、その位置での血管評価値の算出処理を行わないようにしてもよい。これは、注目範囲を広く設定した場合、注目範囲内に細い血管が複数含まれることが起こり、この場合も、血管が近接しているため意図する皮膚評価画素が得られず、こういう位置での血管評価値の算出を防ぐ。   Further, when the number of blood vessel evaluation pixels in the attention range is different from a predetermined value, the blood vessel evaluation value calculation processing at that position may not be performed. This is because when the attention range is set wide, a plurality of thin blood vessels may be included in the attention range, and in this case as well, the intended skin evaluation pixel cannot be obtained because the blood vessels are close to each other. Prevent calculation of blood vessel evaluation values.

なお、ここで用いる所定値は、例えば、注目範囲内に血管が1本走っていた場合、血管評価値の画素数は注目範囲の1辺の画素長と等しくなるため、注目範囲の1辺の画素長を設定しておけば簡単に判定することができる。   Note that the predetermined value used here is, for example, when one blood vessel is running within the attention range, the number of pixels of the blood vessel evaluation value is equal to the pixel length of one side of the attention range. This can be easily determined by setting the pixel length.

また、上記所定値ではなく、注目範囲の中心に位置する血管評価画素に連結する注目範囲内の血管評価画素の画素数と比較してもよい。この値を用いれば、所定値を用いる場合に比べ演算量は増加してしまうが、注目範囲内に短く細い血管が複数存在し、血管評価画素の画素数が前述した所定値と一致してしまう場合でも、確実に血管評価値の算出を防ぐことができる。   Moreover, you may compare with the pixel number of the blood vessel evaluation pixel in the attention range connected with the blood vessel evaluation pixel located in the center of the attention range instead of the said predetermined value. If this value is used, the amount of computation increases compared to the case where a predetermined value is used, but there are a plurality of short and thin blood vessels in the range of interest, and the number of pixels of the blood vessel evaluation pixel matches the above-described predetermined value. Even in this case, calculation of the blood vessel evaluation value can be reliably prevented.

また、注目範囲内の血管評価値算出に用いる皮膚評価画素の画素数が所定数よりも少ない場合、その位置での血管評価値の算出を行わないようにしてもよい。これは、血管が斜め方向に走行していたり、血管の太さが想定していたよりも太い場合、血管評価画素に対応する皮膚評価画素が注目範囲外となってしまうことで起こる。そして、皮膚評価画素が少ないと精度よく皮膚代表値を求めることができない。このため、このようなケースについては、血管評価値の算出を回避する。ここで用いる所定数は、例えば、注目範囲内の血管評価画素の画素数を設定しておけば、一定量以上の血管を挟む両側の皮膚評価画素を用いて皮膚代表値を求めることができる。   Further, when the number of skin evaluation pixels used for calculating the blood vessel evaluation value in the attention range is smaller than a predetermined number, the blood vessel evaluation value at that position may not be calculated. This occurs because the skin evaluation pixel corresponding to the blood vessel evaluation pixel is out of the attention range when the blood vessel is traveling in an oblique direction or the blood vessel is thicker than expected. If the skin evaluation pixels are small, the skin representative value cannot be obtained with high accuracy. For this reason, the calculation of the blood vessel evaluation value is avoided in such a case. As the predetermined number used here, for example, if the number of blood vessel evaluation pixels within the range of interest is set, the skin representative value can be obtained using skin evaluation pixels on both sides sandwiching a certain amount or more of blood vessels.

また、各血管評価画素位置において皮膚代表値と血管代表値との差分値を求める際、求めた差分値が所定値よりも小さい場合、求めた差分値を破棄し足し合わせないようにしてもよい。これは、差分値が小さいものはノイズとして扱い、破棄することで血管評価値の精度を向上させることができる。この際用いる所定値は、想定される近赤外光画像における血管領域とその周辺の皮膚領域の輝度値の差を元に設定すればよく、差が大きいと想定される場合は大きめの値を、差が小さいと想定される場合は小さめの値を設定する。   Further, when the difference value between the skin representative value and the blood vessel representative value is obtained at each blood vessel evaluation pixel position, if the obtained difference value is smaller than a predetermined value, the obtained difference value may be discarded and not added. . This is because the accuracy of the blood vessel evaluation value can be improved by treating a small difference value as noise and discarding it. The predetermined value used in this case may be set based on the difference between the luminance values of the blood vessel region and the surrounding skin region in the assumed near-infrared light image. If the difference is assumed to be large, a larger value is used. If the difference is assumed to be small, set a smaller value.

また、血管評価値を算出するステップS104の各処理は、近赤外光画像の中央付近の限定した評価範囲内に含まれる領域でのみ行ってもよい。こうすることで、生体に照射している近赤外光が良く当たっている中央の画素領域でのみ血管評価値を算出することができ、また、範囲を絞ることで演算量を減らすことができる。   In addition, each process of step S104 for calculating the blood vessel evaluation value may be performed only in a region included in the limited evaluation range near the center of the near-infrared light image. By doing so, the blood vessel evaluation value can be calculated only in the central pixel region where the near-infrared light shining on the living body is well hit, and the calculation amount can be reduced by narrowing the range. .

以上のステップS104の処理により、近赤外光画像における血管領域の特徴を反映した血管評価値を求めることができる。具体的には、血管領域とその周辺領域とのコントラスト差が大きくはっきりと映し出されているほど、また、血管領域の面積が大きく沢山の血管が映し出されているほど、値が大きくなる血管評価値を求めることができる。そして、求めた血管評価値を撮影条件決定部105に出力する。   The blood vessel evaluation value reflecting the characteristics of the blood vessel region in the near-infrared light image can be obtained by the processing in step S104 described above. Specifically, the blood vessel evaluation value increases as the contrast difference between the blood vessel region and the surrounding region is larger and clearer, and as the blood vessel region is larger and more blood vessels are projected. Can be requested. Then, the obtained blood vessel evaluation value is output to the imaging condition determination unit 105.

次に、ステップS105において、全ての撮影条件において血管評価値の算出を行ったかどうか判定を行う。終了していない場合は、ステップS101に戻り、次の撮影条件を設定し、続くステップS102からステップS104の処理を行い、全ての撮影条件を終了した場合は、ステップS106に進む。   Next, in step S105, it is determined whether blood vessel evaluation values have been calculated under all imaging conditions. If not completed, the process returns to step S101, the next shooting condition is set, the processing from step S102 to step S104 is performed, and if all shooting conditions are completed, the process proceeds to step S106.

次に、血管評価値算出部104にて算出した全撮影条件における血管評価値に基づいて、撮影条件決定部105が、最適な撮影条件を決定する(ステップS106)。図7は、ステップS101において設定した近赤外光の光量を順次強めながら撮影した近赤外光画像に対し算出した血管評価値を示すグラフの一例であり、横軸は近赤外光画像を撮影した際に用いた撮影条件の番号であり、縦軸は血管評価値を示す。図7において、最初は光量が0のため撮影した近赤外光画像に血管が映らず血管評価値が0となっているが、光量を上げていくと共に、血管評価値が上昇している。しかしながら、光量を上げすぎると画像の輝度が全体的に飽和してくるため、血管評価値が下降していく。従って、図7に示すグラフのピーク位置701である血管評価値の中で最大となる値を持つ撮影条件が、最も血管領域とその周辺領域とのコントラストの差が現れる撮影条件であると決定することができる。そして、決定した撮影条件の番号を、撮影条件設定部101に出力する。   Next, the imaging condition determination unit 105 determines an optimal imaging condition based on the blood vessel evaluation values in all imaging conditions calculated by the blood vessel evaluation value calculation unit 104 (step S106). FIG. 7 is an example of a graph showing the blood vessel evaluation value calculated for the near-infrared light image captured while sequentially increasing the amount of near-infrared light set in step S101, and the horizontal axis represents the near-infrared light image. This is the imaging condition number used when imaging, and the vertical axis represents the blood vessel evaluation value. In FIG. 7, since the light amount is initially 0, blood vessels are not reflected in the captured near-infrared light image and the blood vessel evaluation value is 0. However, as the light amount increases, the blood vessel evaluation value increases. However, if the amount of light is increased too much, the overall brightness of the image is saturated, and the blood vessel evaluation value decreases. Accordingly, the imaging condition having the maximum value among the blood vessel evaluation values at the peak position 701 in the graph shown in FIG. 7 is determined to be the imaging condition in which the contrast difference between the blood vessel region and the surrounding region appears most. be able to. Then, the determined shooting condition number is output to the shooting condition setting unit 101.

そして、撮影条件設定部101では、撮影条件決定部105から出力された撮影条件の番号に対応する光量を設定し、画像撮影部102において撮影して得られた近赤外光画像を出力近赤外光画像106として、血管位置取得装置100から出力する(ステップS107)。   Then, the shooting condition setting unit 101 sets a light amount corresponding to the shooting condition number output from the shooting condition determination unit 105, and outputs a near-infrared light image obtained by shooting in the image shooting unit 102. The external light image 106 is output from the blood vessel position acquisition device 100 (step S107).

なお、撮影条件決定部105におけるステップS106において撮影条件を決定する際、時間軸方向に連続する撮影条件で撮影しているにもかかわらず、算出した血管評価値の前後で値が所定値以上変化した場合には、撮影条件を決定しないようにしてもよい。これは、ステップS101において、近赤外光の光量を0から順次上げていき、撮影した近赤外光画像の特徴が大きく変化しないように撮影条件を設定しているにもかからず、血管評価値が大きく変化しているため、撮影中に対象物が動いた、もしくは、外光が大きく変化したと判断することができる。対象物が動くと撮影条件以外の要素が変化し、最大の血管評価値をもつ撮影条件が最適であるとはいえなくなるため、撮影条件を決定しないようにする。   It should be noted that when the imaging condition is determined in step S106 in the imaging condition determination unit 105, the value changes by a predetermined value or more before and after the calculated blood vessel evaluation value even though the imaging conditions are taken continuously in the time axis direction. In such a case, the shooting conditions may not be determined. This is because, in step S101, the light amount of the near infrared light is sequentially increased from 0, and the imaging conditions are set so that the characteristics of the captured near infrared light image do not change greatly. Since the evaluation value has changed greatly, it can be determined that the object has moved during shooting or that the outside light has changed significantly. When the object moves, elements other than the imaging condition change, and the imaging condition having the maximum blood vessel evaluation value cannot be said to be optimal. Therefore, the imaging condition is not determined.

具体的には、血管評価値の前後で値が所定値以上変化した場合、撮影条件決定部105は、撮影条件の番号以外の値、例えば、−1を撮影条件設定部101に出力する。撮影条件設定部101は、−1が入力されると再度撮影条件の初期値から順次設定を行い、血管評価値を算出する一連の処理を繰り返し行うようにする。   Specifically, when the value changes by a predetermined value or more before and after the blood vessel evaluation value, the imaging condition determination unit 105 outputs a value other than the imaging condition number, for example, −1 to the imaging condition setting unit 101. When -1 is input, the imaging condition setting unit 101 sequentially sets the imaging conditions again from the initial value, and repeatedly performs a series of processes for calculating blood vessel evaluation values.

また、ここで用いる所定値は、例えば、全ての撮影条件における血管評価値のピーク値の20%を設定すればよい。ただし、撮影条件設定部101において設定する撮影条件の個数が少ない場合や、設定する調節パラメータが大きく異なる場合は、連続する前後の血管評価値でも値が大きく変化するため、所定値を決定するためのパーセンテージを大きく設定しておけばよい。   Further, the predetermined value used here may be set to 20% of the peak value of the blood vessel evaluation value under all imaging conditions, for example. However, when the number of imaging conditions to be set in the imaging condition setting unit 101 is small, or when the adjustment parameters to be set are greatly different, the values change greatly even before and after the continuous blood vessel evaluation value, so that a predetermined value is determined. Set a large percentage.

以上のステップS101からステップS107の一連の処理を行うことで、近赤外光画像において血管領域が周辺領域とのコントラスト差により最も暗く映し出され、鮮明に現れている近赤外光画像を確実に得ることが可能となる。   By performing the above-described series of processing from step S101 to step S107, the near-infrared light image in which the blood vessel region appears darkest due to the contrast difference with the peripheral region in the near-infrared light image and the visible near-infrared light image is reliably obtained. Can be obtained.

なお、本実施の形態1の説明において、撮影条件設定部101におけるステップS101において設定する撮影条件を、生体に照射する近赤外光の光量を例として説明したが、光量以外にも、近赤外光画像における血管像のコントラストの差に影響を及ぼす撮影条件を設定してもよい。例えば、血管への吸光率や生体への透過率に影響を及ぼす生体に照射する光の波長や、外光の影響を低減するために用いる特定の波長のみ通過させる光学フィルタの通過帯域や、生体を撮影するCCDカメラのレンズの絞り値とすることも可能であり、同様の処理で、それら撮影条件の中で最適な近赤外光画像を得ることが可能である。   In the description of the first embodiment, the imaging condition set in step S101 in the imaging condition setting unit 101 has been described by taking the near-infrared light amount irradiated to the living body as an example. Imaging conditions that affect the difference in contrast between blood vessel images in the external light image may be set. For example, the wavelength of light irradiating the living body that affects the absorbance to the blood vessel and the transmittance to the living body, the passband of an optical filter that passes only a specific wavelength used to reduce the influence of external light, It is also possible to use the aperture value of the lens of a CCD camera that captures the image, and it is possible to obtain an optimum near-infrared light image under these photographing conditions by the same processing.

近赤外光の波長は、波長が異なるLEDを光源として複数種類用意しておき、撮影条件を設定する際に、順次、波長毎に点灯を切り替えてやればよい。光学フィルタの通過帯域は、通過帯域が異なる光学フィルタを複数種類用意しておき、撮影条件を設定する際に、順次、光学フィルタを切り替えてやればよい。カメラレンズの絞り値は、電気式で行い、撮影条件を設定する際に、絞り値の調節パラメータを変化させればよい。さらに、これら複数の撮影条件を組み合わせても同様に、その中で最適な近赤外光画像を得ることができる。   As for the wavelength of near infrared light, a plurality of types of LEDs having different wavelengths may be prepared as light sources, and lighting may be sequentially switched for each wavelength when setting imaging conditions. As for the passband of the optical filter, a plurality of types of optical filters having different passbands are prepared, and the optical filters may be switched sequentially when setting the photographing conditions. The aperture value of the camera lens is an electric type, and the aperture value adjustment parameter may be changed when setting the shooting conditions. Furthermore, even if these plural imaging conditions are combined, an optimum near-infrared light image can be obtained in the same manner.

[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2における血管位置取得装置800の説明を行う。図8は、本発明の実施の形態2の血管位置取得装置800の要部概略構成を示すブロック図である。
[Embodiment 2]
Next, the blood vessel position acquisition device 800 in Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of a blood vessel position acquisition device 800 according to Embodiment 2 of the present invention.

血管位置取得装置800は、図8に示すように、撮影条件設定部(撮影条件設定手段)101と、画像撮影部(画像撮影手段)102と、縮小画像作成部(縮小画像作成手段)807と、血管領域抽出部(血管領域抽出手段)803と、血管評価値算出部(血管評価値算出手段)804と、撮影条件決定部(撮影条件決定手段)105とを含んで構成される。なお、図1に示す実施の形態1で説明したものと同じ構成のものについては同じ符号を付し、説明を省略する。図1に示す実施の形態1の血管位置取得装置の構成と異なる点は、縮小画像作成部807が新しく追加された点である。   As shown in FIG. 8, the blood vessel position acquisition apparatus 800 includes an imaging condition setting unit (imaging condition setting unit) 101, an image imaging unit (image imaging unit) 102, and a reduced image creation unit (reduced image creation unit) 807. A blood vessel region extracting unit (blood vessel region extracting unit) 803, a blood vessel evaluation value calculating unit (blood vessel evaluation value calculating unit) 804, and an imaging condition determining unit (imaging condition determining unit) 105. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing of the same structure as what was demonstrated in Embodiment 1 shown in FIG. 1, and description is abbreviate | omitted. A difference from the configuration of the blood vessel position acquisition apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 is that a reduced image creation unit 807 is newly added.

縮小画像作成部807は、画像撮影部102から出力された近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成し、血管領域抽出部803および血管評価値算出部804に出力するものである。そして、縮小画像作成部807から出力される縮小近赤外光画像を用いて、血管領域抽出部803では血管領域を抽出し、血管評価値算出部804では血管評価値を算出することで、演算を行う対象画素を減らすことになるため演算量を大幅に減らすことができる。また、撮影対象の変更等でカメラと生体との距離が変化するなどの理由で近赤外光画像内の対象物の大きさが変わり血管径が変化しても、縮小近赤外光画像では常に血管径が一定になるため、血管評価値を算出する際に用いる多種のパラメータを個別に修正する手間を省くことができる。   The reduced image creation unit 807 creates a reduced near infrared light image obtained by reducing the near infrared light image output from the image capturing unit 102 and outputs the reduced near infrared light image to the blood vessel region extraction unit 803 and the blood vessel evaluation value calculation unit 804. is there. Then, using the reduced near-infrared light image output from the reduced image creation unit 807, the blood vessel region extraction unit 803 extracts a blood vessel region, and the blood vessel evaluation value calculation unit 804 calculates a blood vessel evaluation value, thereby calculating Since the number of target pixels to be reduced is reduced, the amount of calculation can be greatly reduced. Moreover, even if the size of the object in the near-infrared light image changes and the blood vessel diameter changes because the distance between the camera and the living body changes due to a change in the object to be photographed, etc., the reduced near-infrared light image Since the blood vessel diameter is always constant, the trouble of individually correcting various parameters used when calculating the blood vessel evaluation value can be saved.

次に、本発明の実施の形態2の血管位置取得装置800の動作について図9を用いて詳細に説明する。図9は、本発明の実施の形態2の血管位置取得装置800が行う処理を説明するためのフローチャートである。図9のフローチャートは、ステップS201ないしステップS208からなり、ステップS201は撮影条件設定工程の一例を、ステップS202は画像撮影工程の一例を、ステップS203は縮小画像作成工程の一例を、ステップS204は血管領域抽出工程の一例を、ステップS2051からステップS2053からなるステップS205は血管評価値算出工程の一例を、ステップS206は全ての撮影条件を終了したかどうかの判定を行う工程を、ステップS207は撮影条件決定工程の一例を、ステップS208は撮影条件決定工程で決定した撮影条件で近赤外光画像を撮影する工程を、それぞれ示す。   Next, the operation of the blood vessel position acquisition apparatus 800 according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart for explaining processing performed by the blood vessel position acquisition apparatus 800 according to Embodiment 2 of the present invention. The flowchart in FIG. 9 includes steps S201 to S208, where step S201 is an example of an imaging condition setting step, step S202 is an example of an image shooting step, step S203 is an example of a reduced image creation step, and step S204 is a blood vessel. An example of the region extraction process, step S205 including steps S2051 to S2053 is an example of the blood vessel evaluation value calculation process, step S206 is a process of determining whether all the imaging conditions have been completed, and step S207 is an imaging condition. As an example of the determination process, step S208 indicates a process of capturing a near-infrared light image under the imaging condition determined in the imaging condition determination process.

以下、実施の形態1と同様に、生体に照射する近赤外光の光量を撮影条件とする場合を例としてフローチャートに従って詳細に説明する。
まず、図2のステップS101と同様に、撮影条件設定部101において、生体に照射する近赤外光の光量の調節パラメータの初期値を設定する(ステップS201)。
Hereinafter, as in the first embodiment, the case where the amount of near-infrared light irradiated on a living body is set as an imaging condition will be described in detail according to the flowchart.
First, similarly to step S101 in FIG. 2, the imaging condition setting unit 101 sets an initial value of an adjustment parameter for the amount of near-infrared light irradiated on the living body (step S201).

次に、図2のステップS102と同様に、画像撮影部102において、撮影条件設定部101で設定された光量の調節パラメータで、近赤外光を生体に照射し、生体からの反射光を近赤外光波長のみを透過する光学フィルタを通して、CCDカメラで撮像した近赤外光画像を生成する(ステップS202)。そして、生成した近赤外光画像を縮小画像作成部807に出力する。   Next, similarly to step S102 in FIG. 2, the image photographing unit 102 irradiates the living body with near-infrared light using the light amount adjustment parameter set by the photographing condition setting unit 101, and reflects the reflected light from the living body in the near direction. A near-infrared light image captured by the CCD camera is generated through an optical filter that transmits only the infrared light wavelength (step S202). Then, the generated near-infrared light image is output to the reduced image creation unit 807.

次に、縮小画像作成部807において、画像撮影部102から出力された近赤外光画像を縦横同倍率で縮小し、縮小近赤外光画像を作成する(ステップS203)。
なお、近赤外光画像を縮小する方法は、一般的に良く用いられているバイリニア法を用いればよい。ただし、これは一例であり他の手法を用いてもよい。
Next, the reduced image creation unit 807 reduces the near-infrared light image output from the image capturing unit 102 at the same vertical and horizontal magnifications, and creates a reduced near-infrared light image (step S203).
Note that a bilinear method that is generally used may be used as a method for reducing the near-infrared light image. However, this is an example, and other methods may be used.

また、縮小率は、想定される近赤外光画像内の最大血管径に基づいて設定する。具体的には、撮影対象が変わった際、各撮影対象を撮影した近赤外光画像において撮影されうる血管像の中で最大径を持つ血管像の太さの直径が一定になるように倍率を決定し、血管評価値算出部804に設定されている注目範囲の一辺の画素長や血管領域の膨張回数に対し、適した血管径となるように近赤外光画像を縮小する。さらに、縮小する際に基準となる最大径を持つ血管像の太さの直径は、予め撮影した近赤外光画像における血管像の中で最小径を持つ血管の太さの直径が、縮小近赤外光画像では太さが1となるように縮小した後、その縮小近赤外光画像における最大径を持つ血管の太さの直径を設定しておけばよい。
こうして作成した縮小近赤外光画像は、血管領域抽出部803と血管評価値算出部804に出力される。
The reduction rate is set based on the maximum blood vessel diameter in the assumed near-infrared light image. Specifically, when the subject is changed, the magnification is set so that the diameter of the blood vessel image having the largest diameter among the blood vessel images that can be taken in the near-infrared light image obtained by photographing each subject becomes constant. And the near-infrared light image is reduced so as to have a blood vessel diameter suitable for the pixel length of one side of the range of interest set in the blood vessel evaluation value calculation unit 804 and the number of expansions of the blood vessel region. Furthermore, the diameter of the blood vessel image having the maximum diameter that becomes the reference when reducing the size is the same as the diameter of the blood vessel having the smallest diameter among the blood vessel images in the pre-captured near-infrared light image. In the infrared light image, after reducing the thickness so as to be 1, the diameter of the thickness of the blood vessel having the maximum diameter in the reduced near-infrared light image may be set.
The reduced near-infrared light image thus created is output to the blood vessel region extraction unit 803 and the blood vessel evaluation value calculation unit 804.

次に、血管領域抽出部803において、縮小画像作成部807から出力される縮小近赤外光画像に対して、血管画素を血管領域として抽出する(ステップS204)。なお、血管領域を抽出する処理は、図2のステップS103と同様のため説明を省略する。そして、抽出した血管領域の位置情報は、縮小近赤外光画像と同サイズの画像メモリを用意しておき、抽出された血管領域の位置情報は、血管領域に対応する画素値を1、その他の画素値を0とする血管領域画像として記憶し、血管領域画像を血管評価値算出部804に出力する。   Next, the blood vessel region extraction unit 803 extracts blood vessel pixels as blood vessel regions from the reduced near-infrared light image output from the reduced image creation unit 807 (step S204). The process of extracting the blood vessel region is the same as step S103 in FIG. For the extracted blood vessel region position information, an image memory having the same size as the reduced near-infrared light image is prepared, and the extracted blood vessel region position information has a pixel value corresponding to the blood vessel region as 1, Is stored as a blood vessel region image with a pixel value of 0, and the blood vessel region image is output to the blood vessel evaluation value calculation unit 804.

次に、縮小画像作成部807から出力される縮小近赤外光画像と、血管領域抽出部803から出力される血管抽出画像に示されている血管領域の位置情報を元に、血管評価値算出部804は、近赤外光画像の血管領域を評価するための血管評価値を算出する(ステップS205)。   Next, blood vessel evaluation value calculation is performed based on the reduced near infrared light image output from the reduced image creation unit 807 and the position information of the blood vessel region indicated in the blood vessel extraction image output from the blood vessel region extraction unit 803. The unit 804 calculates a blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region of the near-infrared light image (step S205).

具体的には、血管領域抽出部803にて抽出した血管領域の位置情報に基づき、血管評価画素算出部1041は、図2のステップS1041と同様に血管評価画素を算出し(ステップS2051:血管評価画素算出工程)、皮膚評価画素算出部1042は、図2のステップS1042と同様に皮膚評価画素を算出し(ステップS2052:皮膚評価画素算出工程)、評価値算出部8043は、縮小近赤外光画像における皮膚評価画素の輝度値から血管評価画素の輝度値を減算し、図2のステップS1043と同様にして血管評価値を算出する(ステップS2053:血管評価値算出工程)。そして、算出した血管評価値を撮影条件決定部105に出力する。   Specifically, based on the position information of the blood vessel region extracted by the blood vessel region extraction unit 803, the blood vessel evaluation pixel calculation unit 1041 calculates blood vessel evaluation pixels in the same manner as in step S1041 of FIG. 2 (step S2051: blood vessel evaluation). Pixel calculation step), skin evaluation pixel calculation unit 1042 calculates skin evaluation pixels in the same manner as in step S1042 of FIG. 2 (step S2052: skin evaluation pixel calculation step), and evaluation value calculation unit 8043 performs reduced near-infrared light. The luminance value of the blood vessel evaluation pixel is subtracted from the luminance value of the skin evaluation pixel in the image, and the blood vessel evaluation value is calculated in the same manner as in step S1043 in FIG. 2 (step S2053: blood vessel evaluation value calculating step). Then, the calculated blood vessel evaluation value is output to the imaging condition determination unit 105.

そして、ステップS206において、図2のステップS105と同様に、全ての撮影条件において血管評価値の算出を行ったかどうか判定を行う。終了していない場合は、ステップS201に戻り、次の撮影条件を設定し、続くステップS202からステップS205の処理を行う。全ての撮影条件を終了した場合は、ステップS207に進む。   In step S206, as in step S105 of FIG. 2, it is determined whether blood vessel evaluation values have been calculated under all imaging conditions. If not completed, the process returns to step S201, the next shooting condition is set, and the subsequent processing from step S202 to step S205 is performed. If all shooting conditions have been completed, the process proceeds to step S207.

次に、血管評価値算出部804にて算出した全撮影条件における血管評価値に基づいて、撮影条件決定部105が、図2のステップS106と同様にして最適な撮影条件を決定する(ステップS207)。そして、決定した撮影条件の番号を、撮影条件設定部101に出力する。   Next, based on the blood vessel evaluation values in all the imaging conditions calculated by the blood vessel evaluation value calculation unit 804, the imaging condition determination unit 105 determines the optimal imaging conditions in the same manner as in step S106 in FIG. 2 (step S207). ). Then, the determined shooting condition number is output to the shooting condition setting unit 101.

そして、撮影条件設定部101では、図2のステップS107と同様に、撮影条件決定部105から出力された撮影条件の番号に対応する光量を設定し、画像撮影部102において撮影して得られた近赤外光画像を出力近赤外光画像106として、血管位置取得装置800から出力する(ステップS208)。   Then, in the shooting condition setting unit 101, similarly to step S107 in FIG. 2, the light amount corresponding to the shooting condition number output from the shooting condition determination unit 105 is set, and the image shooting unit 102 obtains the image. The near-infrared light image is output from the blood vessel position acquisition device 800 as the output near-infrared light image 106 (step S208).

以上のステップS201からステップS208の一連の処理を行うことで、少ない演算量で、近赤外光画像における血管領域が周辺領域とのコントラスト差により最も暗く映し出され鮮明に現れている近赤外光画像を確実に得ることが可能となり、さらに、撮影対象が変わっても、血管評価値を算出する際に用いる多種のパラメータを撮影対象毎に設定する手間を省くことができる。   By performing the above-described series of processing from step S201 to step S208, the near-infrared light in which the blood vessel region in the near-infrared light image appears darkest due to the contrast difference with the surrounding region and appears clearly with a small amount of calculation. It is possible to reliably obtain an image, and even if the imaging target changes, it is possible to save the trouble of setting various parameters used for calculating the blood vessel evaluation value for each imaging target.

なお、実施の形態2の説明において、撮影条件設定部101におけるステップS201において、撮影条件を生体に照射する近赤外光の光量を例として説明したが、実施の形態1と同様に、光量以外にも、近赤外光画像における血管の明暗の差に影響を及ぼす撮影条件を設定してもよく、例えば、血管への吸光率や生体への透過率に影響を及ぼす生体に照射する光の波長、外光の影響を低減するために用いる特定の波長のみ通過させる光学フィルタの通過帯域、生体を撮影するCCDカメラのレンズの絞り値とすることも可能であり、同様の処理で最適な近赤外光画像を得ることが可能である。さらに、これら複数の撮影条件を組み合わせても同様の処理で最適な近赤外光画像を得ることが可能である。   In the description of the second embodiment, in step S201 in the photographing condition setting unit 101, the amount of near-infrared light that irradiates the living body with the photographing condition has been described as an example. In addition, imaging conditions that affect the difference in contrast between the blood vessels in the near-infrared light image may be set. For example, the light that irradiates the living body that affects the absorbance to the blood vessel or the transmittance to the living body. It is also possible to set the passband of the optical filter that passes only a specific wavelength used to reduce the influence of the wavelength and external light, and the aperture value of the lens of the CCD camera that images the living body. An infrared light image can be obtained. Furthermore, an optimal near-infrared light image can be obtained by the same processing even if these plural imaging conditions are combined.

本発明にかかる血管位置取得装置および血管位置取得方法は、最適な撮影条件を決定し、血管領域が鮮明に現れている画像を得ることができ、生体の血管位置を画像で取得する装置等として有用である。   The blood vessel position acquisition device and the blood vessel position acquisition method according to the present invention can determine an optimal imaging condition, obtain an image in which a blood vessel region clearly appears, and acquire a blood vessel position of a living body as an image. Useful.

本発明の実施の形態1における血管位置取得装置のブロック図。The block diagram of the blood vessel position acquisition apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における血管位置取得方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the blood vessel position acquisition method in Embodiment 1 of this invention. (a),(b)は、図1に含まれる血管領域抽出部が行う血管領域抽出処理を説明する図。(A), (b) is a figure explaining the blood vessel region extraction process which the blood vessel region extraction part contained in FIG. 1 performs. 図1に含まれる血管評価画素算出部が作成した血管評価画素画像を示す図。The figure which shows the blood-vessel evaluation pixel image which the blood-vessel evaluation pixel calculation part contained in FIG. 1 produced. (a),(b)は、図1に含まれる皮膚評価画素算出部が作成した皮膚評価画素画像を示す図。(A), (b) is a figure which shows the skin evaluation pixel image which the skin evaluation pixel calculation part contained in FIG. 1 created. (a),(b)は、図1に含まれる評価値算出部が行う血管評価値算出処理を説明する図。(A), (b) is a figure explaining the blood-vessel evaluation value calculation process which the evaluation value calculation part contained in FIG. 1 performs. 図1に含まれる撮影条件決定部に入力された血管評価値を示すグラフ。The graph which shows the blood-vessel evaluation value input into the imaging condition determination part contained in FIG. 本発明の実施の形態2における血管位置取得装置のブロック図。The block diagram of the blood vessel position acquisition apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における血管位置取得方法を説明するフローチャート。The flowchart explaining the blood vessel position acquisition method in Embodiment 2 of this invention. 従来の静脈パターンを鮮明に撮影する撮影方式の処理を示す図。The figure which shows the process of the imaging | photography system which image | photographs the conventional vein pattern clearly.

符号の説明Explanation of symbols

100 血管位置取得装置
101 撮影条件設定部(撮影条件設定手段)
102 画像撮影部(画像撮影手段)
103 血管領域抽出部(血管領域抽出手段)
104 血管評価値算出部(血管評価値算出手段)
1041 血管評価画素算出部(血管評価画素算出手段)
1042 皮膚評価画素算出部(皮膚評価画素算出手段)
1043 評価値算出部(評価値算出手段)
105 撮影条件決定部(撮影条件決定手段)
106 出力近赤外光画像
300 近赤外光画像
301 血管
302 皮膚
400 血管評価画素画像
401 血管評価画素
500 皮膚評価画素画像
501 皮膚評価画素
601 最初の注目範囲
602 中心に血管評価画素が存在する注目範囲
603 注目範囲の走査を示す矢印
604 注目範囲
701 ピーク位置
800 血管位置取得装置
803 血管領域抽出部(血管領域抽出手段)
804 血管評価値算出部(血管評価値算出手段)
8043 評価値算出部(評価値算出手段)
807 縮小画像作成部(縮小画像作成手段)
TH1 輝度閾値
100 Blood vessel position acquisition device 101 Imaging condition setting unit (imaging condition setting means)
102 Image photographing unit (image photographing means)
103 Blood vessel region extraction unit (blood vessel region extraction means)
104 Blood vessel evaluation value calculation unit (blood vessel evaluation value calculation means)
1041 Blood vessel evaluation pixel calculation unit (blood vessel evaluation pixel calculation means)
1042 Skin evaluation pixel calculation unit (skin evaluation pixel calculation means)
1043 Evaluation value calculation unit (evaluation value calculation means)
105 Shooting condition determining unit (shooting condition determining means)
106 Output near-infrared light image 300 Near-infrared light image 301 Blood vessel 302 Skin 400 Blood vessel evaluation pixel image 401 Blood vessel evaluation pixel image 500 Skin evaluation pixel image 501 Skin evaluation pixel 601 First attention range 602 Attention that has a blood vessel evaluation pixel at the center Range 603 Arrow 604 indicating scanning of target range 604 Target range 701 Peak position 800 Blood vessel position acquisition device 803 Blood vessel region extracting unit (blood vessel region extracting means)
804 Blood vessel evaluation value calculation unit (blood vessel evaluation value calculation means)
8043 Evaluation value calculation unit (Evaluation value calculation means)
807 Reduced image creation unit (reduced image creation means)
TH1 brightness threshold

Claims (26)

生体を撮影する際の撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
前記撮影条件に基づいて近赤外光が照射された前記生体からの反射光または透過光を撮影し近赤外光画像を生成する画像撮影手段と、
前記近赤外光画像内の血管像を血管領域として抽出する血管領域抽出手段と、
前記血管領域に基づいて血管評価画素と前記血管領域に隣接する皮膚評価画素とを決定し、前記血管領域を評価するための血管評価値を算出する血管評価値算出手段と、
前記血管評価算出手段において算出された前記血管評価値に基づいて最適撮影条件を決定する撮影条件決定手段と、
を備えている血管位置取得装置。
Shooting condition setting means for setting shooting conditions when shooting a living body;
Image photographing means for photographing reflected light or transmitted light from the living body irradiated with near infrared light based on the photographing conditions and generating a near infrared light image;
A blood vessel region extracting means for extracting a blood vessel image in the near infrared light image as a blood vessel region;
Determining a blood vessel evaluation pixel and a skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region based on the blood vessel region, and calculating a blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region;
An imaging condition determining unit that determines an optimal imaging condition based on the blood vessel evaluation value calculated by the blood vessel evaluation calculating unit;
A blood vessel position acquisition apparatus comprising:
前記血管評価値算出手段は、前記皮膚評価画素の輝度値から前記血管評価画素の輝度値を減算することによって前記血管評価値を算出する、
請求項1に記載の血管位置取得装置。
The blood vessel evaluation value calculating means calculates the blood vessel evaluation value by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel;
The blood vessel position acquisition device according to claim 1.
前記血管評価値算出手段は、複数の前記撮影条件において前記血管評価値を算出し、
前記撮影条件決定手段は、前記血管評価値が最大の時の前記撮影条件を前記最適撮影条件として決定する、
請求項1または2に記載の血管位置取得装置。
The blood vessel evaluation value calculating means calculates the blood vessel evaluation value in a plurality of the imaging conditions,
The imaging condition determining means determines the imaging condition when the blood vessel evaluation value is maximum as the optimum imaging condition.
The blood vessel position acquisition device according to claim 1 or 2.
前記血管評価値算出手段は、
前記血管領域の幅方向において中心となる画素を前記血管評価画素とする血管評価画素算出手段と、
前記血管領域の輪郭画素を前記幅方向において外側に所定の画素膨張させ、膨張させた前記画素を皮膚評価画素とする皮膚評価画素算出手段と、
前記血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲に存在する前記皮膚評価画素の輝度値を用いて求めた皮膚代表値から、前記注目範囲に存在する前記血管評価画素の輝度値を用いて求めた血管代表値を減算した差分値を、前記近赤外光画像における全ての前記血管評価画素位置においてそれぞれ求め、前記差分値を全て足し合わせることで前記血管評価値を算出する評価値算出手段と、
を有している、請求項1から3のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The blood vessel evaluation value calculating means includes
A blood vessel evaluation pixel calculating means having the pixel at the center in the width direction of the blood vessel region as the blood vessel evaluation pixel;
A skin evaluation pixel calculating means that expands the contour pixel of the blood vessel region by a predetermined pixel outside in the width direction, and uses the expanded pixel as a skin evaluation pixel;
Using the luminance value of the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range from the skin representative value obtained using the luminance value of the skin evaluation pixel existing in the attention range centering on one of the blood vessel evaluation pixels. The difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value obtained in this manner is obtained at each of the blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, and the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the difference values. Means,
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記皮膚代表値は、前記注目範囲に存在する前記皮膚評価画素の輝度値の平均値とし、
前記血管代表値は、前記注目範囲の中心に位置する前記血管評価画素の輝度値、または、前記注目範囲内に存在する前記血管評価画素の輝度値の平均値とする、
請求項4に記載の血管位置取得装置。
The skin representative value is an average value of luminance values of the skin evaluation pixels existing in the attention range,
The blood vessel representative value is a luminance value of the blood vessel evaluation pixel located at the center of the attention range, or an average value of luminance values of the blood vessel evaluation pixels existing in the attention range.
The blood vessel position acquisition apparatus according to claim 4.
前記皮膚評価画素算出手段は、膨張させたそれぞれの前記皮膚評価画素に対して、膨張させた回数を前記血管領域からの距離として対応づけて記憶し、
前記評価値算出手段は、前記注目範囲に存在する前記皮膚評価画素のうち、前記注目範囲に存在する前記血管像の太さの半径と等しい前記血管領域からの距離を持つ前記皮膚評価画素のみ用いて前記皮膚代表値を求める、
請求項4または5に記載の血管位置取得装置。
The skin evaluation pixel calculating means stores the number of expansions as a distance from the blood vessel region in association with each of the expanded skin evaluation pixels,
The evaluation value calculation means uses only the skin evaluation pixels having a distance from the blood vessel region equal to the radius of the thickness of the blood vessel image existing in the attention range among the skin evaluation pixels existing in the attention range. To obtain the skin representative value,
The blood vessel position acquisition device according to claim 4 or 5.
前記皮膚評価画素算出手段は、前記近赤外光画像において最大径を持つ前記血管像の半径と等しい回数分、前記血管領域を膨張させる、
請求項4から6のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The skin evaluation pixel calculation means expands the blood vessel region by the number of times equal to the radius of the blood vessel image having the maximum diameter in the near-infrared light image.
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 4 to 6.
前記注目範囲は、前記近赤外光画像において最大径を持つ前記血管像の太さの直径と、前記血管領域を1画素分ずつ膨張させた回数とに基づいて1辺の画素数を設定した正方形形状とし、
前記注目範囲には、前記血管評価画素と前記皮膚評価画素とが必ず含まれる、
請求項4から7のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The attention range is set to the number of pixels on one side based on the diameter of the blood vessel image having the maximum diameter in the near-infrared light image and the number of times the blood vessel region is expanded by one pixel. A square shape,
The attention range always includes the blood vessel evaluation pixel and the skin evaluation pixel.
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 4 to 7.
前記注目範囲における前記血管像の太さの半径は、前記注目範囲に存在する前記血管領域の画素数を前記注目範囲の1辺の画素数で除して設定する、
請求項8に記載の血管位置取得装置。
The radius of the thickness of the blood vessel image in the attention range is set by dividing the number of pixels of the blood vessel region existing in the attention range by the number of pixels on one side of the attention range.
The blood vessel position acquisition device according to claim 8.
前記評価値算出手段は、前記注目範囲の前記血管像が分岐している場合、前記注目範囲において算出される前記差分値を前記血管評価値を算出する際の要素から除外する、
請求項4から9のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The evaluation value calculation means excludes the difference value calculated in the attention range from the elements for calculating the blood vessel evaluation value when the blood vessel image in the attention range is branched.
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 4 to 9.
前記評価値算出手段は、前記注目範囲の前記血管評価画素の画素数が所定値、または、前記注目範囲の中心に位置する前記血管評価画素に連結する前記血管評価画素の画素数と異なる場合、前記注目範囲において算出される前記差分値を前記血管評価値を算出する際の要素から除外する、
請求項4から10のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The evaluation value calculation means, when the number of pixels of the blood vessel evaluation pixel in the attention range is different from a predetermined value or the number of pixels of the blood vessel evaluation pixel connected to the blood vessel evaluation pixel located at the center of the attention range, Excluding the difference value calculated in the attention range from the elements when calculating the blood vessel evaluation value;
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 4 to 10.
前記評価値算出手段は、前記注目範囲の前記皮膚評価画素の画素数が所定値よりも少ない場合、前記注目範囲において算出される前記差分値を前記血管評価値を算出する際の要素から除外する、
請求項4から11のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The evaluation value calculation means excludes the difference value calculated in the attention range from elements when calculating the blood vessel evaluation value when the number of pixels of the skin evaluation pixels in the attention range is smaller than a predetermined value. ,
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 4 to 11.
前記評価値算出手段は、前記注目範囲における前記差分値が所定値よりも小さい場合、前記差分値を前記血管評価値を算出する際の要素から除外する、
請求項4から12のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The evaluation value calculating means, when the difference value in the range of interest is smaller than a predetermined value, excludes the difference value from an element when calculating the blood vessel evaluation value;
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 4 to 12.
前記血管評価値算出手段は、前記近赤外光画像における中央付近に限定した評価範囲を対象に前記血管評価値を算出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The blood vessel evaluation value calculating means calculates the blood vessel evaluation value for an evaluation range limited to the vicinity of the center in the near-infrared light image.
The blood vessel position acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記画像撮影手段において撮影した前記近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成する縮小画像作成手段をさらに備えており、
前記血管領域抽出手段は、前記縮小近赤外光画像に対して前記血管領域を抽出し、
前記血管評価値算出手段は、前記縮小近赤外光画像に対して前記血管評価値を算出する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
A reduced image creating means for creating a reduced near infrared light image obtained by reducing the near infrared light image photographed by the image photographing means;
The blood vessel region extracting means extracts the blood vessel region with respect to the reduced near infrared light image,
The blood vessel evaluation value calculating means calculates the blood vessel evaluation value for the reduced near-infrared light image;
The blood vessel position acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記縮小画像作成手段は、前記近赤外光画像において最大径を持つ前記血管像の太さの直径が一定になるように倍率を決定し、前記近赤外光画像を縮小する、
請求項15に記載の血管位置取得装置。
The reduced image creating means determines the magnification so that the diameter of the blood vessel image having the maximum diameter in the near infrared light image is constant, and reduces the near infrared light image.
The blood vessel position acquisition apparatus according to claim 15.
前記撮影条件設定手段において設定する前記撮影条件は、前記生体に照射する前記近赤外光の光量とする、
請求項1から16に記載の血管位置取得装置。
The imaging condition set in the imaging condition setting means is a light amount of the near infrared light that irradiates the living body.
The blood vessel position acquisition device according to claim 1.
前記撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、前記生体に照射する前記近赤外光の波長とする、
請求項1から16のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The imaging condition set in the imaging condition setting means is the wavelength of the near infrared light that irradiates the living body.
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 1 to 16.
前記撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、特定の波長のみ通過させる光学フィルタの通過帯域とする、
請求項1から16のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The shooting condition set in the shooting condition setting means is a pass band of an optical filter that passes only a specific wavelength.
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 1 to 16.
前記撮影条件設定手段において設定する撮影条件は、前記生体を撮影する前記画像撮影手段の絞り値とする、
請求項1から16のいずれか1項に記載の血管位置取得装置。
The photographing condition set in the photographing condition setting means is an aperture value of the image photographing means for photographing the living body.
The blood vessel position acquisition device according to any one of claims 1 to 16.
前記撮影条件設定手段は、小さい値から大きい値に、もしくは、大きい値から小さい値に比例して変化するように前記撮影条件を設定するパラメータ設定し、
前記撮影条件決定手段は、前記血管評価値算出手段で求めた複数の前記血管評価値のうち時間軸方向に連続する前記血管評価値の前後で値が所定値以上変化した場合を除いて、前記最適撮影条件を決定する、
請求項1記載の血管位置取得装置。
The shooting condition setting means sets a parameter for setting the shooting condition so as to change from a small value to a large value, or in proportion to a small value from a large value,
The imaging condition determining means, except for the case where the value has changed more than a predetermined value before and after the blood vessel evaluation value continuous in the time axis direction among the plurality of blood vessel evaluation values obtained by the blood vessel evaluation value calculating means, Determine optimal shooting conditions,
The blood vessel position acquisition device according to claim 1.
生体を撮影する際の撮影条件を設定する撮影条件設定工程と、
前記撮影条件に基づいて近赤外光が照射された前記生体からの反射光または透過光を撮影し近赤外光画像を生成する画像撮影工程と、
前記近赤外光画像内の血管像を血管領域として抽出する血管領域抽出工程と、
前記血管領域に基づいて血管評価画素と前記血管領域に隣接する皮膚評価画素とを決定し、前記血管領域を評価するための血管評価値を算出する血管評価値算出工程と、
前記血管評価算出工程において算出された前記血管評価値に基づいて最適撮影条件を決定する撮影条件決定工程と、
を備えている血管位置取得方法。
A shooting condition setting step for setting shooting conditions when shooting a living body;
An image capturing step for capturing reflected light or transmitted light from the living body irradiated with near-infrared light based on the capturing conditions and generating a near-infrared light image;
A blood vessel region extracting step of extracting a blood vessel image in the near-infrared light image as a blood vessel region;
Determining a blood vessel evaluation pixel and a skin evaluation pixel adjacent to the blood vessel region based on the blood vessel region, and calculating a blood vessel evaluation value for evaluating the blood vessel region;
An imaging condition determining step for determining an optimal imaging condition based on the blood vessel evaluation value calculated in the blood vessel evaluation calculating step;
A blood vessel position acquisition method comprising:
前記血管評価値算出工程は、前記皮膚評価画素の輝度値から前記血管評価画素の輝度値を減算することによって前記血管評価値を算出する、
請求項22に記載の血管位置取得方法。
The blood vessel evaluation value calculating step calculates the blood vessel evaluation value by subtracting the luminance value of the blood vessel evaluation pixel from the luminance value of the skin evaluation pixel.
The blood vessel position acquisition method according to claim 22.
前記血管評価値算出工程は、複数の前記撮影条件において前記血管評価値を算出し、
前記撮影条件決定工程は、前記血管評価値が最大の時の前記撮影条件を前記最適撮影条件として決定する、
請求項22または23に記載の血管位置取得方法。
The blood vessel evaluation value calculating step calculates the blood vessel evaluation value in a plurality of the imaging conditions,
The imaging condition determining step determines the imaging condition when the blood vessel evaluation value is maximum as the optimum imaging condition.
The blood vessel position acquisition method according to claim 22 or 23.
前記血管評価値算出工程は、
前記血管領域の幅方向において中心となる画素を前記血管評価画素とする血管評価画素算出工程と、
前記血管領域の輪郭画素を前記幅方向において外側に所定の画素膨張させ、膨張させた前記画素を皮膚評価画素とする皮膚評価画素算出工程と、
前記血管評価画素の中の1つを中心とした注目範囲に存在する前記皮膚評価画素の輝度値を用いて求めた皮膚代表値から、前記注目範囲に存在する前記血管評価画素の輝度値を用いて求めた血管代表値を減算した差分値を、前記近赤外光画像における全ての前記血管評価画素位置においてそれぞれ求め、前記差分値を全て足し合わせることで前記血管評価値を算出する評価値算出工程と、
を有している、請求項22から24のいずれか1項に記載の血管位置取得方法。
The blood vessel evaluation value calculation step includes
A blood vessel evaluation pixel calculation step in which the pixel at the center in the width direction of the blood vessel region is the blood vessel evaluation pixel;
A skin evaluation pixel calculation step in which a contour pixel of the blood vessel region is expanded by a predetermined pixel outward in the width direction, and the expanded pixel is a skin evaluation pixel;
Using the luminance value of the blood vessel evaluation pixel existing in the attention range from the skin representative value obtained using the luminance value of the skin evaluation pixel existing in the attention range centering on one of the blood vessel evaluation pixels. The difference value obtained by subtracting the blood vessel representative value obtained in this manner is obtained at each of the blood vessel evaluation pixel positions in the near-infrared light image, and the blood vessel evaluation value is calculated by adding all the difference values. Process,
The blood vessel position acquisition method according to any one of claims 22 to 24, comprising:
前記画像撮影工程において撮影した前記近赤外光画像を縮小した縮小近赤外光画像を作成する縮小画像作成工程をさらに備えており、
前記血管領域抽出工程は、前記縮小近赤外光画像に対して前記血管領域を抽出し、
前記血管評価値算出工程は、前記縮小近赤外光画像に対して前記血管評価値を算出する、
請求項22から25のいずれか1項に記載の血管位置取得方法。
A reduced image creation step of creating a reduced near infrared light image obtained by reducing the near infrared light image captured in the image photographing step;
The blood vessel region extraction step extracts the blood vessel region with respect to the reduced near-infrared light image,
The blood vessel evaluation value calculating step calculates the blood vessel evaluation value for the reduced near-infrared light image.
The blood vessel position acquisition method according to any one of claims 22 to 25.
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