JP2012045055A - 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、閉領域抽出部22は、設定範囲に初期閉領域を設定する初期閉領域設定部23と、勾配強度をもとに初期閉領域の設定範囲を決定する範囲決定部24と、少なくとも閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび閉領域の境界における勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出部30と、複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出部31とを備え、加重和をもとに初期閉領域を変形していくことで閉領域を抽出する。
【選択図】図1
Description
先ず、実施の形態1の画像処理装置について説明する。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20と、画像処理装置1全体の動作を制御する制御部15とを備える。
制御点数=面積または周囲長/所定係数 ・・・(1)
制御点数重み=制御点数×所定係数 ・・・(2)
領域形状重み=中心位置とした候補点における中心線の曲率×所定係数 ・・・(3)
半径r=原点位置の距離画像値×所定係数 ・・・(8)
半径r=原点位置の距離画像値−所定値 ・・・(9)
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17は、実施の形態2の画像処理装置1a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1aは、図17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14aと、演算部20aと、画像処理装置1a全体の動作を制御する制御部15とを備える。
端点方向重み=中心位置とした重心における端点方向角度×所定係数 ・・・(10)
評価値=端点方向角度×所定係数+距離画像値 ・・・(11)
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22は、実施の形態3の画像処理装置1b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1bは、図22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14bと、演算部20bと、画像処理装置1b全体の動作を制御する制御部15とを備える。
尾根形状重み=中心位置とした候補点における尾根の曲率×所定係数 ・・・(12)
評価値=尾根位置フラグ×所定係数+距離画像値 ・・・(13)
11 画像取得部
12 入力部
13 表示部
14,14a,14b 記録部
141,141a,141b 画像処理プログラム
20,20a,20b 演算部
21 勾配強度算出部
22,22a,22b 閉領域抽出部
23,23a,23b 初期閉領域設定部
24,25a,26b 範囲決定部
241 平坦領域抽出部
242 領域形状情報算出部
243 中心線算出部
244 曲率算出部
251a エッジ抽出部
252a 端点検出部
253a 方向算出部
261b エッジ抽出部
262b 距離画像算出部
263b 尾根検出部
264b 尾根形状情報算出部
265b 尾根曲率算出部
27,27a,27b 閉領域サイズ決定部
271 内接領域サイズ決定部
272b 尾根閉領域サイズ決定部
28 制御点数決定部
281 面積算出部
282 周囲長算出部
29,29a,29b エネルギー重み設定部
291 制御点数重み設定部
292 領域形状重み設定部
293a 端点方向重み設定部
294b 尾根形状重み設定部
30 エネルギー算出部
301 内部エネルギー算出部
302 画像エネルギー算出部
303 外部エネルギー算出部
31 エネルギー加重和算出部
32 異常部検出部
15 制御部
Claims (32)
- 生体内管腔を撮像した生体内管腔画像から異常部を検出する画像処理装置であって、
前記生体内管腔画像をもとに、各画素の画素値の勾配強度を算出する勾配強度算出手段と、
前記勾配強度が所定の値以上である画素を領域の内部に含まず、かつ、領域の境界が該領域の内側に所定の曲率以上で屈曲しないことを条件として該条件を満たす閉領域を抽出する閉領域抽出手段と、
前記閉領域内部の異常部を検出する異常部検出手段と、
を備え、
前記閉領域抽出手段は、
前記勾配強度をもとに初期閉領域の設定範囲を決定する範囲決定手段と、
前記設定範囲に前記初期閉領域を設定する初期閉領域設定手段と、
少なくとも前記閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび前記閉領域の境界における前記勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出手段と、
前記複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出手段と、
を備え、前記加重和をもとに前記初期閉領域を変形していくことで前記閉領域を抽出することを特徴とする画像処理装置。 - 前記エネルギー算出手段は、
前記閉領域の形状が滑らかなほど小さい値を示す内部エネルギーを算出する内部エネルギー算出手段と、
前記閉領域の境界における前記勾配強度の値が大きいほど小さい値を示す画像エネルギーを算出する画像エネルギー算出手段と、
前記閉領域の大きさが大きいほど小さい値を示す外部エネルギーを算出する外部エネルギー算出手段と、
を備え、
前記閉領域抽出手段は、前記内部エネルギー、前記画像エネルギー、および前記外部エネルギーのうちの少なくとも2つのエネルギーの加重和が最小となるように前記初期閉領域を変形していくことで、前記閉領域を抽出す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。 - 前記範囲決定手段は、前記生体内管腔画像から前記勾配強度の値が類似する画素で構成された平坦領域を抽出する平坦領域抽出手段を備え、前記平坦領域内において前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記範囲決定手段は、前記平坦領域の形状情報を算出する領域形状情報算出手段を備え、前記平坦領域の形状情報をもとに前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記領域形状情報算出手段は、
前記平坦領域の中心線を算出する中心線算出手段と、
前記中心線の曲率を算出する曲率算出手段と、
を備え、前記中心線の曲率を前記平坦領域の形状情報とすることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記範囲決定手段は、前記生体内管腔画像の各画素のうち、前記勾配強度が所定の値以上である画素をエッジとして抽出するエッジ抽出手段を備え、前記エッジをもとに前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記範囲決定手段は、
前記エッジの端点を検出する端点検出手段と、
前記端点と連続する前記エッジの方向を端点方向として算出する方向算出手段と、
を備え、
前記端点方向をもとに前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記範囲決定手段は、前記エッジからの距離を示す距離画像を算出する距離画像算出手段を備え、前記距離画像をもとに前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記初期閉領域設定手段は、前記設定範囲の画素の前記距離画像における画素値をもとに、該画素値の大きい位置に前記初期閉領域を設定することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記初期閉領域設定手段は、前記設定範囲の画素の前記距離画像における画素値をもとに、前記初期閉領域のサイズを決定する閉領域サイズ決定手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記範囲決定手段は、前記距離画像の尾根を検出する尾根検出手段を備え、前記尾根をもとに前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
- 前記初期閉領域設定手段は、前記設定範囲に含まれる前記尾根上の画素の前記距離画像における画素値をもとに、該画素値の大きい位置に前記初期閉領域を設定することを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 前記範囲決定手段は、前記尾根の形状情報を算出する尾根形状情報算出手段を備え、前記尾根の形状情報をもとに前記設定範囲を決定することを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
- 前記尾根形状情報算出手段は、前記尾根の曲率を算出する尾根曲率算出手段を備え、前記尾根の曲率を前記尾根の形状情報とすることを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。
- 前記初期閉領域設定手段は、前記設定範囲をもとに前記初期閉領域のサイズを決定する閉領域サイズ決定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。
- 前記閉領域サイズ決定手段は、所定形状を有し、前記設定範囲に内接する大きさを前記初期閉領域のサイズとして決定する内接領域サイズ決定手段を備えることを特徴とする請求項15に記載の画像処理装置。
- 前記生体内管腔画像の各画素のうち、前記勾配強度が所定の値以上である画素をエッジとして抽出するエッジ抽出手段と、
前記エッジからの距離を示す距離画像を算出する距離画像算出手段と、
前記距離画像の尾根を検出する尾根検出手段と、
を備え、
前記閉領域サイズ決定手段は、前記エッジから前記尾根までの距離をもとに前記初期閉領域のサイズを決定する尾根閉領域サイズ決定手段を備えることを特徴とする請求項15に記載の画像処理装置。 - 前記初期閉領域は、複数の制御点を結んだものとして設定され、該制御点が移動されて前記変形がされていくものであり、
前記初期閉領域設定手段は、前記初期閉領域のサイズをもとに前記制御点の数を決定する制御点数決定手段を備えることを特徴とする請求項15に記載の画像処理装置。 - 前記制御点数決定手段は、前記初期閉領域の面積を算出する面積算出手段を備え、前記面積をもとに前記制御点数を決定することを特徴とする請求項18に記載の画像処理装置。
- 前記制御点数決定手段は、前記初期閉領域の周囲長を算出する周囲長算出手段を備え、前記周囲長をもとに前記制御点数を決定することを特徴とする請求項18に記載の画像処理装置。
- 生体内管腔を撮像した生体内管腔画像から異常部を検出する画像処理装置であって、
前記生体内管腔画像をもとに、各画素の画素値の勾配強度を算出する勾配強度算出手段と、
前記勾配強度が所定の値以上である画素を領域の内部に含まず、かつ、領域の境界が該領域の内側に所定の曲率以上で屈曲しないことを条件として該条件を満たす閉領域を抽出する閉領域抽出手段と、
前記閉領域内部の異常部を検出する異常部検出手段と、
を備え、
前記閉領域抽出手段は、
前記勾配強度をもとに初期閉領域を設定する初期閉領域設定手段と、
少なくとも前記閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび前記閉領域の境界における前記勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出手段と、
前記初期閉領域の位置をもとに、前記複数のエネルギーのうちの少なくとも1つのエネルギーに対する重みを設定するエネルギー重み設定手段と、
前記複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出手段と、
を備え、前記加重和をもとに前記初期閉領域を変形していくことで前記閉領域を抽出することを特徴とする画像処理装置。 - 前記初期閉領域は、複数の制御点を結んだものとして設定され、該制御点が移動されて前記変形がされていくものであり、
前記初期閉領域のサイズをもとに前記制御点数を決定する制御点数決定手段を備え、
前記エネルギー重み設定手段は、前記制御点数に応じた前記重みを設定することを特徴とする請求項21に記載の画像処理装置。 - 前記初期閉領域設定手段は、前記生体内管腔画像中の前記勾配強度の値が類似する画素で構成された平坦領域内に前記初期閉領域を設定し、
前記平坦領域の形状情報を算出する領域形状情報算出手段を備え、
前記エネルギー重み設定手段は、前記平坦領域の形状情報をもとに、前記初期閉領域の設定位置における前記平坦領域の形状に応じた重みを設定する領域形状重み設定手段を備えることを特徴とする請求項21に記載の画像処理装置。 - 前記領域形状情報算出手段は、
前記平坦領域の中心線を算出する中心線算出手段と、
前記中心線の曲率を算出する曲率算出手段と、
を備え、
前記領域形状重み設定手段は、前記中心線の曲率が大きいほど前記閉領域の外形によって定まるエネルギーに対する重みを大きく設定することを特徴とする請求項23に記載の画像処理装置。 - 前記初期閉領域設定手段は、前記生体内管腔画像中の前記勾配強度の値が所定の値以上であるエッジをもとに前記初期閉領域を設定し、
前記エッジの端点を検出する端点検出手段と、
前記端点と連続する前記エッジの方向を端点方向として算出する方向算出手段と、
を備え、
前記エネルギー重み設定手段は、前記初期閉領域の設定位置と前記端点方向とをもとに前記重みを設定することを特徴とする請求項21に記載の画像処理装置。 - 前記エネルギー重み設定手段は、前記端点と前記初期閉領域の設定位置とを結ぶ直線と前記端点方向との成す角度が大きいほど前記閉領域の外形によって定まるエネルギーに対する重みを大きく設定することを特徴とする請求項25に記載の画像処理装置。
- 前記初期閉領域設定手段は、前記生体内管腔画像中の前記勾配強度の値が所定の値以上であるエッジをもとに前記初期閉領域を設定し、
前記エッジからの距離を示す距離画像を算出する距離画像算出手段と、
前記距離画像の尾根を検出する尾根検出手段と、
前記尾根の形状情報を算出する尾根形状情報算出手段と、
を備え、
前記エネルギー重み設定手段は、前記尾根の形状情報をもとに、前記初期閉領域の設定位置における前記尾根の形状に応じた重みを設定する尾根形状重み設定手段を備えることを特徴とする請求項21に記載の画像処理装置。 - 前記尾根形状情報算出手段は、前記尾根の曲率を算出する尾根曲率算出手段を備え、
前記尾根形状重み設定手段は、前記尾根の曲率が大きいほど前記閉領域の外形によって定まるエネルギーに対する重みを大きく設定することを特徴とする請求項27に記載の画像処理装置。 - 生体内管腔を撮像した生体内管腔画像から異常部を検出する画像処理方法であって、
前記生体内管腔画像をもとに、各画素の画素値の勾配強度を算出する勾配強度算出工程と、
前記勾配強度が所定の値以上である画素を領域の内部に含まず、かつ、領域の境界が該領域の内側に所定の曲率以上で屈曲しないことを条件として該条件を満たす閉領域を抽出する閉領域抽出工程と、
前記閉領域内部の異常部を検出する異常部検出工程と、
を含み、
前記閉領域抽出工程は、
前記勾配強度をもとに初期閉領域の設定範囲を決定する範囲決定工程と、
前記設定範囲に前記初期閉領域を設定する初期閉領域設定工程と、
少なくとも前記閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび前記閉領域の境界における前記勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出工程と、
前記複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出工程と、
を含み、前記加重和をもとに前記初期閉領域を変形していくことで前記閉領域を抽出することを特徴とする画像処理方法。 - 生体内管腔を撮像した生体内管腔画像から異常部を検出する画像処理方法であって、
前記生体内管腔画像をもとに、各画素の画素値の勾配強度を算出する勾配強度算出工程と、
前記勾配強度が所定の値以上である画素を領域の内部に含まず、かつ、領域の境界が該領域の内側に所定の曲率以上で屈曲しないことを条件として該条件を満たす閉領域を抽出する閉領域抽出工程と、
前記閉領域内部の異常部を検出する異常部検出工程と、
を含み、
前記閉領域抽出工程は、
前記勾配強度をもとに初期閉領域を設定する初期閉領域設定工程と、
少なくとも前記閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび前記閉領域の境界における前記勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出工程と、
前記初期閉領域の位置をもとに、前記複数のエネルギーのうちの少なくとも1つのエネルギーに対する重みを設定するエネルギー重み設定工程と、
前記複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出工程と、
を含み、前記加重和をもとに前記初期閉領域を変形していくことで前記閉領域を抽出することを特徴とする画像処理方法。 - 生体内管腔を撮像した生体内管腔画像から異常部を検出するための画像処理プログラムであって、
前記生体内管腔画像をもとに、各画素の画素値の勾配強度を算出する勾配強度算出ステップと、
前記勾配強度が所定の値以上である画素を領域の内部に含まず、かつ、領域の境界が該領域の内側に所定の曲率以上で屈曲しないことを条件として該条件を満たす閉領域を抽出する閉領域抽出ステップと、
前記閉領域内部の異常部を検出する異常部検出ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記閉領域抽出ステップは、
前記勾配強度をもとに初期閉領域の設定範囲を決定する範囲決定ステップと、
前記設定範囲に前記初期閉領域を設定する初期閉領域設定ステップと、
少なくとも前記閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび前記閉領域の境界における前記勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出ステップと、
前記複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出ステップと、
を前記コンピュータに実行させ、前記加重和をもとに前記初期閉領域を変形していくことで前記閉領域を抽出させることを特徴とする画像処理プログラム。 - 生体内管腔を撮像した生体内管腔画像から異常部を検出する画像処理プログラムであって、
前記生体内管腔画像をもとに、各画素の画素値の勾配強度を算出する勾配強度算出ステップと、
前記勾配強度が所定の値以上である画素を領域の内部に含まず、かつ、領域の境界が該領域の内側に所定の曲率以上で屈曲しないことを条件として該条件を満たす閉領域を抽出する閉領域抽出ステップと、
前記閉領域内部の異常部を検出する異常部検出ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記閉領域抽出ステップは、
前記勾配強度をもとに初期閉領域を設定する初期閉領域設定ステップと、
少なくとも前記閉領域の外形によって定まるエネルギーおよび前記閉領域の境界における前記勾配強度によって定まるエネルギーを含む複数のエネルギーの値を算出するエネルギー算出ステップと、
前記初期閉領域の位置をもとに、前記複数のエネルギーのうちの少なくとも1つのエネルギーに対する重みを設定するエネルギー重み設定ステップと、
前記複数のエネルギーの加重和を算出するエネルギー加重和算出ステップと、
を前記コンピュータに実行させ、前記加重和をもとに前記初期閉領域を変形していくことで前記閉領域を抽出させることを特徴とする画像処理プログラム。
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