JP2012016454A - 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のある実施の形態の画像処理装置1において、演算部15は、管腔内画像の各画素の画素値をもとに低輝度領域を検出する低輝度領域検出部151と、低輝度領域の周囲の画素値をもとに周囲特徴量を算出する周囲特徴量算出部16と、周囲特徴量をもとに、低輝度領域が暗部領域か否かを判別する暗部領域判別部24とを備える。
【選択図】図1
Description
先ず、実施の形態1の画像処理装置の構成について説明する。図1は、実施の形態1の画像処理装置1の機能構成を説明するブロック図である。実施の形態1の画像処理装置1は、図1に示すように、画像取得部11と、入力部12と、表示部13と、記録部14と、演算部15と、画像処理装置1全体の動作を制御する制御部30とを備える。
S=α×W/f ・・・(2)
なお、実施の形態1では、図7を参照して説明したように、低輝度領域の輪郭に対する法線ベクトルを外部方向ベクトルとして算出することとしたが、外部方向ベクトルは、低輝度領域から外部方向へ向かうベクトルであればよく、実施の形態1で説明した法線ベクトルに限定されるものではない。
図15は、変形例2における画像処理装置の演算部15bの構成を示す図である。なお、変形例2の画像処理装置は、図1に示した実施の形態1の画像処理装置1において演算部15を図15に示す演算部15bに置き換えた構成で実現できる。また、図15において、実施の形態1と同様の構成には、同一の符号を付している。図15に示すように、変形例2は、演算部15bの周囲特徴量算出部16bが備える集中度算出部17bにおいて、勾配ベクトル算出部19bの算出範囲限定部20bが実施の形態1と異なるものであり、算出範囲限定部20bは、内積算出手段としての内積算出部203bと、内積判別手段としての内積判別部204bとを備える。内積算出部203bは、低輝度領域の輪郭画素毎に、輪郭画素を基点とし、この基点とする輪郭画素を挟んで両サイドに存在する他の輪郭画素のそれぞれへ向かうベクトル(近傍輪郭画素方向ベクトル)の内積を算出する。内積判別部204bは、低輝度領域の輪郭画素毎に算出した近傍輪郭画素方向ベクトルの内積の大きさをもとに、低輝度領域の周囲における急峻な勾配の有無を判別する。
図18は、変形例3における画像処理装置の演算部15cの構成を示す図である。なお、変形例3の画像処理装置は、図1に示した実施の形態1の画像処理装置1において演算部15を図18に示す演算部15cに置き換えた構成で実現できる。また、図18において、実施の形態1と同様の構成には、同一の符号を付している。図18に示すように、変形例3は、演算部15cの周囲特徴量算出部16cが備える集中度算出部17cにおいて、勾配ベクトル算出部19cの算出範囲限定部20cが実施の形態1と異なるものであり、算出範囲限定部20cは、低輝度領域の周囲におけるエッジ強度を算出するエッジ強度算出手段としてのエッジ強度算出部205cと、エッジ強度をもとに低輝度領域の周囲に存在する急峻な勾配の有無を判別するエッジ強度判別手段としてのエッジ強度判別部206cとを備える。
先ず、実施の形態2の画像処理装置の構成について説明する。図20は、実施の形態2の画像処理装置1dの機能構成を説明するブロック図である。なお、実施の形態1で説明した構成と同一の構成については、同一の符号を付する。実施の形態2の画像処理装置1dは、図20に示すように、画像取得部11と、入力部12と、表示部13と、記録部14dと、演算部15dと、画像処理装置1d全体の動作を制御する制御部30とを備える。
先ず、実施の形態3の画像処理装置の構成について説明する。図25は、実施の形態3の画像処理装置1eの機能構成を説明するブロック図である。なお、実施の形態1で説明した構成と同一の構成については、同一の符号を付する。実施の形態3の画像処理装置1eは、図25に示すように、画像取得部11と、入力部12と、表示部13と、記録部14eと、演算部15eと、画像処理装置1e全体の動作を制御する制御部30とを備える。
図28は、変形例4における画像処理装置の演算部15fの構成を示す図である。なお、変形例4の画像処理装置は、図25に示した実施の形態3の画像処理装置1eにおいて演算部15eを図28に示す演算部15fに置き換えた構成で実現できる。また、図28において、実施の形態3と同様の構成には、同一の符号を付している。図28に示すように、変形例4は、演算部15fの周囲特徴量算出部16fが備える溝判別情報算出部23fが実施の形態3と異なるものであり、溝判別情報算出部23fは、内積算出手段としての内積算出部233fを備える。内積算出部233fは、低輝度領域の輪郭画素毎に、輪郭画素を基点とし、この基点とする輪郭画素を挟んで両サイドに存在する他の輪郭画素のそれぞれへ向かう近傍輪郭画素方向ベクトルの内積を算出する。
図30は、変形例5における画像処理装置の演算部15gの構成を示す図である。なお、変形例5の画像処理装置は、図25に示した実施の形態3の画像処理装置1eにおいて演算部15eを図30に示す演算部15gに置き換えた構成で実現できる。また、図30において、実施の形態3と同様の構成には、同一の符号を付している。図30に示すように、変形例5は、演算部15gの周囲特徴量算出部16gが備える溝判別情報算出部23gが実施の形態3と異なるものであり、溝判別情報算出部23gは、エッジ強度算出手段としてのエッジ強度算出部234gを備える。エッジ強度算出部234gは、低輝度領域の周囲におけるエッジ強度を算出する。
11 画像取得部
12 入力部
13 表示部
14,14d,14e 記録部
141,141d,141e 画像処理プログラム
15,15a,15b,15c,15d,15e,15f,15g 演算部
151 低輝度領域検出部
152 初期領域検出部
153 領域補正部
154 領域拡張部
155 領域平滑化部
16,16a,16b,16c,16d,16e,16f,16g 周囲特徴量算出部
17,17a,17b,17c 集中度算出部
18,18a 外部方向ベクトル算出部
181a 重心算出部
182a 放射ベクトル算出部
19,19b,19c 勾配ベクトル算出部
20,20b,20c 算出範囲限定部
201 プロファイル算出部
202 極小部検出部
203b 内積算出部
204b 内積判別部
205c エッジ強度算出部
206c エッジ強度判別部
21 周囲平滑化部
211 周波数特徴量算出部
212 高周波成分除去部
24,24d,24e 暗部領域判別部
22d 連続性算出部
221d 関数近似部
222d 差分算出部
23e,23f,23g 溝判別情報算出部
231e プロファイル算出部
232e 変化量算出部
233f 内積算出部
234g エッジ強度算出部
30 制御部
Claims (24)
- 管腔内画像から暗部領域を抽出する画像処理装置であって、
前記管腔内画像の各画素の画素値をもとに低輝度領域を検出する低輝度領域検出手段と、
前記低輝度領域の周囲の画素値をもとに周囲特徴量を算出する周囲特徴量算出手段と、
前記周囲特徴量をもとに、前記低輝度領域が暗部領域か否かを判別する暗部領域判別手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記低輝度領域検出手段は、
前記管腔内画像の色特徴量をもとに初期領域を検出する初期領域検出手段と、
前記初期領域の周囲における色特徴量または前記初期領域の形状をもとに前記初期領域を補正する領域補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記周囲特徴量算出手段は、前記低輝度領域の周囲における勾配がどの程度前記低輝度領域の方を向いているかを示す値である勾配の集中度を前記周囲特徴量として算出する集中度算出手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記領域補正手段は、
前記初期領域の色特徴量と類似する色特徴量を持つ隣接領域を前記初期領域と統合することで前記初期領域を拡張する領域拡張手段と、
前記領域拡張手段による拡張後の領域の輪郭を滑らかに修正する輪郭平滑化手段と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記領域補正手段は、動的輪郭モデルを用いて前記初期領域を変形させることで前記初期領域を補正することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記集中度算出手段は、
前記低輝度領域から外部方向へ向かう外部方向ベクトルを算出する外部方向ベクトル算出手段と、
前記低輝度領域の前記外部方向に存在する領域の勾配ベクトルを算出する勾配ベクトル算出手段と、
前記外部方向ベクトルと前記勾配ベクトルの内積を算出する内積算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記外部方向ベクトル算出手段は、前記低輝度領域の輪郭に対する法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出手段を備え、前記法線ベクトルを前記外部方向ベクトルとすることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記外部方向ベクトル算出手段は、
前記低輝度領域の重心を算出する重心算出手段と、
前記重心から放射方向へ向かう放射方向ベクトルを算出する放射ベクトル算出手段と、
を備え、前記放射方向ベクトルを前記外部方向ベクトルとすることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記勾配ベクトル算出手段は、前記低輝度領域の周囲における急峻な勾配の有無をもとに、前記勾配ベクトルを算出する範囲を限定する算出範囲限定手段を備えることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記算出範囲限定手段は、
前記低輝度領域の周囲において前記低輝度領域の輪郭と平行に設定される外延輪郭線上の画素値を取得し、前記外延輪郭線に沿った画素値変化を表す周囲プロファイルを算出するプロファイル算出手段と、
前記画素値変化の極小部を検出する極小部検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記算出範囲限定手段は、
前記低輝度領域の輪郭画素を基点とし、該基点の輪郭画素の両サイドに存在する他の輪郭画素のそれぞれへ向かうベクトルの内積を算出する内積算出手段と、
前記内積の大きさをもとに、前記低輝度領域の周囲における急峻な勾配の有無を判別する内積判別手段と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記算出範囲限定手段は、
前記低輝度領域の周囲におけるエッジ強度を算出するエッジ強度算出手段と、
前記エッジ強度の大きさをもとに、前記低輝度領域の周囲における急峻な勾配の有無を判別するエッジ強度判別手段と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記勾配ベクトル算出手段は、前記低輝度領域の周囲における周波数特徴量をもとに、前記低輝度領域の周囲を平滑化する周囲平滑化手段を備えることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記周囲平滑化手段は、
前記低輝度領域の周囲において支配的な周波数成分をもとに、周波数特徴量を算出する周波数特徴量算出手段と、
前記周波数特徴量をもとに、前記低輝度領域の周囲における高周波成分を除去する高周波成分除去手段と、
を備えることを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。 - 前記高周波成分除去手段は、前記周波数特徴量に応じた大きさの構造要素を用いて前記低輝度領域の周囲に対してモルフォロジ処理を行うことを特徴とする請求項14に記載の画像処理装置。
- 前記高周波成分除去手段は、前記周波数特徴量をもとに前記低輝度領域の周囲に対してローパスフィルタ処理を行うことを特徴とする請求項14に記載の画像処理装置。
- 前記周囲特徴量算出手段は、前記低輝度領域の周囲において前記低輝度領域を挟んで互いに対向する部分である対向周囲部間の画素値変化の連続性を、前記周囲特徴量として算出する連続性算出手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記連続性算出手段は、
前記対向周囲部毎に、各対向周囲部内の画素値を面の関数式で近似する関数近似手段と
前記関数式を用いて前記低輝度領域内の同一座標における各関数式の値の差分を算出する差分算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。 - 前記周囲特徴量算出手段は、前記低輝度領域の周囲における急峻な勾配の有無を判別するための情報である溝判別情報を算出する溝判別情報算出手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記溝判別情報算出手段は、
前記低輝度領域の周囲において前記低輝度領域の輪郭と平行に設定される外延輪郭線上の画素値を取得し、前記外延輪郭線に沿った画素値変化を表す周囲プロファイルを算出するプロファイル算出手段と、
前記画素値変化をもとに、隣接する外延輪郭画素間の画素値の変化量を算出する変化量算出手段と、
を備え、前記変化量を前記溝判別情報とすることを特徴とする請求項19に記載の画像処理装置。 - 前記溝判別情報算出手段は、前記低輝度領域の輪郭画素を基点とし、該基点の輪郭画素の両サイドに存在する他の輪郭画素のそれぞれへ向かうベクトルの内積を算出する内積算出手段を備え、前記内積の大きさを前記溝判別情報とすることを特徴とする請求項19に記載の画像処理装置。
- 前記溝判別情報算出手段は、前記低輝度領域の周囲におけるエッジ強度を算出するエッジ強度算出手段を備え、前記エッジ強度を前記溝判別情報とすることを特徴とする請求項19に記載の画像処理装置。
- 管腔内画像から暗部領域を抽出する画像処理方法であって、
前記管腔内画像の各画素の画素値をもとに低輝度領域を検出する低輝度領域検出工程と、
前記低輝度領域の周囲の画素値をもとに周囲特徴量を算出する周囲特徴量算出工程と、
前記周囲特徴量をもとに、前記低輝度領域が暗部領域か否かを判別する暗部領域判別工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 管腔内画像から暗部領域を抽出するための画像処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記管腔内画像の各画素の画素値をもとに低輝度領域を検出する低輝度領域検出ステップと、
前記低輝度領域の周囲の画素値をもとに周囲特徴量を算出する周囲特徴量算出ステップと、
前記周囲特徴量をもとに、前記低輝度領域が暗部領域か否かを判別する暗部領域判別ステップと、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
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