JP2017086807A - 画像取得装置及びその駆動方法、並びに、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行える仕組みを提供する。
【解決手段】撮影用光源101から照射された光を被検眼に対して走査する走査手段である共振ミラー104及びTTM105と、被検眼で反射した反射光を受光して画像を取得する光センサ106と、走査手段を第1の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に参照画像を取得させるとともに走査手段を第2の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に参照画像よりも解像度が高い診断画像を取得させる走査制御部330と、参照画像の解像度を変更して当該参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行う解像度調整部343と、解像度が一致した参照画像と診断画像とを比較して被検眼の眼球移動量を算出する演算を行う眼球移動量演算部344と、眼球移動量に応じて走査手段であるTTM105の走査を補正するTTM走査制御補正部345を備える。
【選択図】図3
【解決手段】撮影用光源101から照射された光を被検眼に対して走査する走査手段である共振ミラー104及びTTM105と、被検眼で反射した反射光を受光して画像を取得する光センサ106と、走査手段を第1の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に参照画像を取得させるとともに走査手段を第2の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に参照画像よりも解像度が高い診断画像を取得させる走査制御部330と、参照画像の解像度を変更して当該参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行う解像度調整部343と、解像度が一致した参照画像と診断画像とを比較して被検眼の眼球移動量を算出する演算を行う眼球移動量演算部344と、眼球移動量に応じて走査手段であるTTM105の走査を補正するTTM走査制御補正部345を備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、光源から照射された光を被検眼等の被検体に対して走査する走査手段と、被検体で反射した反射光を受光して被検体に係る画像を取得する画像取得手段とを備える画像取得装置及びその駆動方法、並びに、当該駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。
従来から、被検眼に係る画像を取得する画像取得装置として、SLO(Scanning Laser Ophthalmoscope)装置と呼ばれるレーザー光を用いた眼底検査装置が開発されている。近年、この眼底検査装置を用いて被検眼の眼底に係る眼底画像を取得することにより、疾病の早期発見等に役立てることが行われている。
SLO装置は、レーザー光源と走査ミラーを用いて被検眼の眼底をスキャンし、眼底からの反射光を光センサで取得することで眼底画像を生成する装置である。従来から、眼底画像を取得する上では、撮影中の被検眼の動きの影響が問題となっている。具体的に、被検眼が動いている状態で眼底画像を取得すると、画像が不鮮明なものとなり、正確な診断が難しくなる。一般に、人間の眼は、一点を見つめている時であっても、固視微動と呼ばれる微細な運動を無意識に行っている。被検者は、この固視微動を意識して止めることはできないため、眼底検査装置にその影響を低減させる仕組みが必要である。
従来、被検者の眼(被検眼)の動きの影響を低減する仕組みとして、特許文献1及び特許文献2に示すような、眼底のトラッキングと呼ばれる技術がある。この技術では、まず、被検眼の眼底画像を1枚取得してこれを参照画像として保存する。次いで、被検眼の眼底における診断画像を取得する際に、参照画像と診断画像との相関を演算することで眼球移動量を算出し、その算出結果に応じてレーザー光を走査する位置をリアルタイムに補正する。この場合、診断画像取得中に被検眼に動きがあっても、眼底検査装置は、その位置を追尾するように走査位置を補正することが可能となる。
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、参照画像の画質について考慮されていない。例えば、参照画像をレーザースキャンにより取得している最中に被検眼の固視微動があると、取得する参照画像は途中から歪んだ画像となってしまう。そして、参照画像に歪みがあると、正しい眼球移動量を算出することが難しくなり、この場合、被検眼の動きの影響を低減するために行うトラッキングを適正に行うことが困難となる。
特許文献2に記載の方法は、参照画像としていくつかの候補画像を用意し、それらの画像の画質をそれぞれ評価して、画質の良いものを参照画像として選択することで、参照画像の画質の担保を試みている。しかしながら、この特許文献2に記載の方法では、候補画像の複数取得とその画質評価という初期動作を伴うために処理が煩雑であり、また、それらを行うための仕組みを眼底検査装置に実装する必要がある。
即ち、従来の技術においては、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことが困難であるという問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行える仕組みを提供することを目的とする。
本発明の画像取得装置は、光源から照射された光を被検体に対して走査する走査手段と、前記光が前記被検体で反射した反射光を受光して前記被検体に係る画像を取得する画像取得手段と、前記走査手段を第1の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記被検体の移動量を算出する際の基準となる基準画像を取得させるとともに、前記走査手段を第2の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記基準画像よりも解像度が高い比較対象画像を取得させる走査制御手段と、前記基準画像および前記比較対象画像のうちの少なくとも1つの画像の解像度を変更して、前記基準画像の解像度と前記比較対象画像の解像度とを一致させる調整を行う解像度調整手段と、前記解像度調整手段による調整によって解像度が一致した前記基準画像と前記比較対象画像とを比較して、前記被検体の移動量を算出する演算を行う移動量演算手段と、前記移動量に応じて前記走査手段の走査を補正する補正手段とを有する。
また、本発明は、上述した画像取得装置の駆動方法、並びに、当該駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
また、本発明は、上述した画像取得装置の駆動方法、並びに、当該駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
本発明によれば、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことができる。
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態(実施形態)について説明する。なお、以下に説明する本発明の実施形態においては、本発明における被検体として被検眼を適用した例を示し、また、本発明に係る画像取得装置として被検眼の眼底における眼底画像を取得する眼底検査装置を適用した例について記載する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100の概略構成の一例を示す図である。ここで、本実施形態においては、眼底検査装置100としてSLO装置を想定した例について説明する。
眼底検査装置100において、撮影用光源101は、撮影用レーザー光102を出力する。共振ミラー104及びTTM(Tip Tilt Mirror)105は、撮影用光源101から出力(照射)され、ハーフミラー103等の光学デバイスを経由して到達した撮影用レーザー光102を、被検眼E(より具体的には、被検眼Eの眼底Er)に対して走査する走査手段である。ハーフミラー103は、撮影用光源101から被検眼Eの眼底Erに照射された撮影用レーザー光102が被検眼Eの眼底Erで反射した反射光を光センサ106に導くためのミラーである。光センサ106は、被検眼Eの眼底Erからの反射光を受光してデジタル信号へと変換し、これを被検眼Eの眼底Erにおける画像データ(以下、この画像データを単に「画像」と称することもある)を取得する画像取得手段である。そして、光センサ106は、取得した画像をコントローラ107に送信する。
コントローラ107は、眼底検査装置100の駆動を統括的に制御する。例えば、コントローラ107は、走査手段を構成する共振ミラー104及びTTM105を第1の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に被検眼Eの移動量を算出する際の基準となる基準画像である参照画像(参照用の眼底画像)を取得させるとともに、走査手段を構成する共振ミラー104及びTTM105を第2の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に参照画像よりも解像度が高い比較対象画像である診断画像(診断用の眼底画像)を取得させる走査制御を行う。そして、例えば、コントローラ107は、参照画像及び診断画像のうちの少なくとも1つの画像の解像度を変更して、参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行う。そして、例えば、コントローラ107は、解像度が一致した参照画像と診断画像とを比較して被検眼Eの移動量を算出する演算を行い、当該移動量に応じて上述した走査手段の走査を補正する処理を行う。また、このコントローラ107は、外部装置200と通信可能に構成されている。
操作UI108は、検者が操作を行うためのユーザ・インタフェースである。この操作UI108から入力された情報は、コントローラ107に入力され、コントローラ107は、操作UI108から入力された情報に基づいて眼底検査装置100の駆動を制御する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100において、図1に示すTTM105と共振ミラー104を用いて被検眼Eの眼底Erに対して撮影用レーザー光102を走査する走査方法の一例を示す図である。ここで、本実施形態においては、図2は、光センサ106において診断画像を取得するための、上述した第2の走査方法を示しているものとする。
図2において、有効領域201は、被検眼Eの眼底Erにおいて画像を取得する領域である。ここで、図2では、血流解析を想定した被検眼Eの眼底Erにおける血管の模式図を示しているが、検査対象は、この血管に限らず被検眼Eの眼底Erにおける視細胞等でもよい。また、眼底検査装置100において、検査対象の画像サイズや拡大倍率が選択可能な構成であってもよい。
また、図2において、走査202は、共振ミラー104による撮影用レーザー光102の走査を示している。また、走査203−1は、TTM105による撮影用レーザー光102の走査を示している。ここで、共振ミラー104は、図2に示すx方向に常に共振している。また、TTM105は、共振ミラー104による走査位置が有効領域201の外に位置している間に、図2に示すy方向の位置を変更する。この共振ミラー104による走査202とTTM105による走査203−1は、コントローラ107により制御される。以上の走査方法により、有効領域201の全体を撮影用レーザー光102で走査する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100において、図1に示すコントローラ107の内部構成の一例を示す図である。この図3において、図1に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。この際、図3においては、第1の実施形態におけるコントローラ107を「コントローラ107−1」として記載する。
コントローラ107−1は、図3に示すように、統括制御・処理部310、画像処理部320、走査制御部330、及び、トラッキング処理部340を有して構成されている。
統括制御・処理部310は、コントローラ107における制御動作を統括的に行うとともに、各種の処理を行う。また、光センサ106で得られた画像は、統括制御・処理部310を介して、画像処理部320及びトラッキング処理部340に入力される。
画像処理部320は、統括制御・処理部310の制御に基づいて、光センサ106で取得された各種の画像に対して、例えばコントラストの調整や走査歪みの調整等の画像処理を行う。そして、画像処理部320は、画像処理を施した各種の画像を外部装置200に出力する。外部装置200は、画像処理部320で画像処理が施された各種の画像を受信するものであり、例えば、画像の蓄積を行うサーバや画像の表示を行うディスプレイ等である。
走査制御部330は、統括制御・処理部310の制御に基づいて、共振ミラー104及びTTM105に対して(TTM105に対してはTTM走査制御補正部345を介して)、所定の走査を指示する制御を行う。具体的に、走査制御部330は、走査手段を構成する共振ミラー104及びTTM105を第1の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に被検眼Eの眼球移動量を算出する際の基準となる基準画像である参照画像を取得させるとともに、走査手段を構成する共振ミラー104及びTTM105を第2の走査方法で走査させる制御を行って光センサ106に参照画像よりも解像度が高い比較対象画像である診断画像を取得させる走査制御を行う。この場合、走査制御部330は、代表的には、後述する図6に示す第1の走査方法による走査及び図2に示す第2の走査方法による走査を指示する制御を行うが、検者からのモード変更指定やコントローラ107−1内部での判断によって他の走査方法による走査も指示可能である。この際、操作UI108は、検者からのモード変更指定や制御情報の表示等に用いられる。なお、TTM105の走査制御については、実際には、後述するトラッキング処理部340での補正を伴う。
トラッキング処理部340は、コントローラ107−1の処理のうち、被検眼Eの眼球移動量を算出する処理を行う部分である。このトラッキング処理部340は、図3に示すように、事前演算部341、データ保持部342、解像度調整部343、眼球移動量演算部344、及び、TTM走査制御補正部345を有して構成されている。
データ保持部342は、眼球移動量演算部344で被検眼Eの眼球移動量を演算により算出する際の基準となる画像またはその加工データ(以下、これらを「参照画像」とする)を保持する。事前演算部341は、データ保持部342に参照画像を保持させるのにあたって、眼球移動量演算部344で被検眼Eの眼球移動量を算出する際に必要な演算のうちの一部の演算を先に行うものである。例えば、眼球移動量演算部344で相互相関関数について演算するのであれば、事前演算部341は、予め2D−FFT(2 Dimensional Fast Fourier Transform)演算をしてその演算の結果をデータ保持部342に保持することを行う。
解像度調整部343は、データ保持部342から読み出した参照画像と、光センサ106からリアルタイムに得られる画像(以下、これを「診断画像」とする)とのうち、少なくとも1つの画像の解像度を変更して、参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行う。ここで、診断画像は、参照画像よりも解像度が高い画像である。換言すれば、参照画像は、診断画像よりも解像度が低い画像である。また、図3に示す本実施形態の解像度調整部343は、データ保持部342から読み出した参照画像の解像度を変更して、当該参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行う場合を想定したものとなっている。
眼球移動量演算部344は、解像度調整部343による調整によって解像度が一致した参照画像と診断画像とを比較して、被検眼Eの眼球移動量を算出する演算を行う。ここで、眼球移動量演算部344において眼球移動量を演算する方法としては、公知の方法でもよく、例えば、参照画像と診断画像との相互相関関数を演算することで画像位置の差異を知ることができる。
TTM走査制御補正部345は、眼球移動量演算部344の演算により得られた眼球移動量に応じて、TTM105の走査制御を補正する。なお、図2では、TTM105を用いて撮影用レーザー光102をy方向に走査する例を示したが、TTM105の機能としてはx方向とy方向のどちらにも走査することが可能である。この場合、TTM走査制御補正部345は、TTM105のx方向の走査補正とy方向の走査補正のどちらも行う。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100において、眼球移動量の演算処理をストライプ単位で実行する様子を示す図である。図4において、図2に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
具体的に、本実施形態では、眼球移動量演算部344による眼球移動量の演算処理と、TTM走査制御補正部345によるTTM105に対する走査制御の補正とを、複数の小領域における各小領域に相当するストライプ単位ごとに実行する。例えば、図4に示す有効領域201を、ストライプ401−1、401−2、401−3及び401−4の4つに分割する。そして、眼底検査装置100は、診断画像の取得処理と眼球移動量の演算処理を並列に実行する。例えば、眼底検査装置100は、TTM105及び共振ミラー104でストライプ401−3の診断画像を取得している間に、ストライプ401−2の診断画像を用いて眼球移動量の演算処理を行う。そして、眼底検査装置100は、その眼球移動量の演算結果による走査制御の補正を、ストライプ401−4の診断画像を取得する際に行う。なお、被検眼Eの眼球移動量の算出にあたって相互相関関数を演算する場合には2D−FFT演算を伴うので、ストライプ401−1、401−2、401−3及び401−4は、2の冪のサイズとしておくと効率的な構成となる。また、ストライプ401−1、401−2、401−3及び401−4は、必ずしも、有効領域201を網羅していなくても構わない。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。以下、図3に示す構成と対応させながら図5のフローチャートを説明する。
まず、ステップS501において、統括制御・処理部310は、例えば操作UI108からの入力情報に基づいて、参照画像を取得するためのパラメータを設定する。本実施形態では、このステップS501では、少なくとも、参照画像が診断画像よりも低解像度となるパラメータを設定する。
続いて、ステップS502において、統括制御・処理部310は、ステップS501で設定したパラメータに基づく制御を行って、光センサ106から参照画像を1フレーム分取得する。そして、統括制御・処理部310で取得した1フレーム分の参照画像は、事前演算部341を介してデータ保持部342に保持される。
続いて、ステップS503において、統括制御・処理部310は、例えば操作UI108からの入力情報に基づいて、診断画像を取得するためのパラメータを設定する。本実施形態では、このステップS503では、診断画像が参照画像よりも高解像度となるパラメータを設定する。さらに、このステップS503では、取得する診断画像のフレーム数を示す規定フレーム数に係るパラメータや、1フレーム分の診断画像を分割して処理する際の処理単位であるストライプの数に係るパラメータも設定する。
続いて、ステップS504において、統括制御・処理部310は、ステップS503で設定したパラメータに基づく制御を行って、光センサ106から診断画像を最初に1ストライプ分だけ取得する。そして、統括制御・処理部310で取得した最初の1ストライプ分の診断画像は、眼球移動量演算部344に出力される。
続いて、ステップS505において、統括制御・処理部310は、ステップS503で設定したパラメータに基づく制御を行って、光センサ106からステップS504以降の診断画像を1ストライプ分取得する。
ステップS505の処理と並行して行われるステップS506において、まず、解像度調整部343は、ステップS504またはステップS505で直前に取得された診断画像のストライプと、当該ストライプに対応する参照画像のデータとのうち、少なくとも一方の解像度を変更して、当該ストライプの解像度と当該ストライプに対応する参照画像のデータの解像度とを一致させる調整を行う。次いで、眼球移動量演算部344は、解像度調整部343による調整によって解像度が一致した当該ストライプと当該ストライプに対応する参照画像のデータとを比較して、被検眼Eの眼球移動量を算出する演算を行う。
続いて、ステップS507において、TTM走査制御補正部345は、ステップS507で得られた眼球移動量に応じて、TTM105の走査制御を補正する。
続いて、ステップS508において、統括制御・処理部310は、ステップS503で設定したパラメータ(例えば、ストライプの数に係るパラメータ)に基づいて、1フレームの診断画像の取得が終了したか否かを判断する。この判断の結果、1フレームの診断画像の取得は未だ終了していない場合には(S508/No)、ステップS505及びS506の処理に戻る。
一方、ステップS508の判断の結果、1フレームの診断画像の取得が終了した場合には(S508/Yes)、ステップS509に進む。
ステップS509に進むと、統括制御・処理部310は、統括制御・処理部310は、ステップS503で設定したパラメータ(規定フレーム数に係るパラメータ)に基づいて、規定フレーム数の診断画像の取得が終了したか否かを判断する。この判断の結果、規定フレーム数の診断画像の取得は未だ終了していない場合には(S509/No)、ステップS505及びS506の処理に戻る。なお、図5に示す例では、ステップS509/Noの場合にステップS504の処理の後に移行する例を示しているが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではなく、例えば、ステップS504の処理の前に移行する態様であってもよい。この態様の場合には、各フレームの診断画像における最後のストライプを用いた眼球移動量の算出は行わないことになる。
ステップS509に進むと、統括制御・処理部310は、統括制御・処理部310は、ステップS503で設定したパラメータ(規定フレーム数に係るパラメータ)に基づいて、規定フレーム数の診断画像の取得が終了したか否かを判断する。この判断の結果、規定フレーム数の診断画像の取得は未だ終了していない場合には(S509/No)、ステップS505及びS506の処理に戻る。なお、図5に示す例では、ステップS509/Noの場合にステップS504の処理の後に移行する例を示しているが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではなく、例えば、ステップS504の処理の前に移行する態様であってもよい。この態様の場合には、各フレームの診断画像における最後のストライプを用いた眼球移動量の算出は行わないことになる。
一方、ステップS509の判断の結果、規定フレーム数の診断画像の取得が終了した場合には(S509/Yes)、図5のフローチャートの処理を終了する。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100において、図1に示すTTM105と共振ミラー104を用いて被検眼Eの眼底Erに対して撮影用レーザー光102を走査する走査方法の一例を示す図である。ここで、本実施形態においては、図6は、光センサ106において参照画像を取得するための、上述した第1の走査方法を示しているものとする。また、図6において、図2に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
本実施形態では、上述したように、参照画像を取得する際には、診断画像を取得する場合よりも低い解像度で取得する。図6において、有効領域201と、共振ミラー104による撮影用レーザー光102の走査202については、図2と同じである。また、図6において、走査203−2は、参照画像を取得する際の、TTM105による撮影用レーザー光102の走査を示している。走査203−2は、1回あたりのy方向の移動量が、図2に示す走査203−1よりも増加されている。そのため、図6に示す第1の走査方法による有効領域201の走査は、図2に示す第2の走査方法による有効領域201の走査よりも短時間で終了する。これにより、図6に示す第1の走査方法による走査により得られる参照画像は、図2に示す第2の走査方法による走査により得られる診断画像と比較して、解像度が低い画像となる代わりに被検眼Eの動きの影響が比較的少ない画像となる。また、本実施形態では、説明を簡単にするため、図6の走査203−2のy方向の移動量を図2の走査203−1に対して2倍、即ち参照画像の解像度を診断画像の解像度の半分にするものとして説明する。
図7は、本発明の第1の実施形態における診断画像と参照画像の一例を示す図である。
図7(a)は、図4に示す有効領域201における診断画像のストライプ401−1、401−2、401−3及び401−4を示している。
図7(a)は、図4に示す有効領域201における診断画像のストライプ401−1、401−2、401−3及び401−4を示している。
図7(b)は、図6で説明した第1の走査方法で取得した参照画像(簡易参照画像701)を示している。この参照画像を取得する際には、診断画像を取得する場合と比較して、TTM105の1回あたりのy方向の移動量を2倍にするため、光センサ106で取得されるサンプリングデータ数は半分となり、簡易参照画像701が得られる。図7(b)において、ストライプ702−1、702−2、702−3及び702−4は、それぞれ、図7(a)のストライプ401−1、401−2、401−3及び4014と対応しているが、そのy方向の幅は半分となっている。
図7(c)は、図7(b)の簡易参照画像701に対して、事前演算部341が演算処理をした結果のデータであり、かつデータ保持部342に保持されるデータを示している。本実施形態では、事前演算部341において2D−FFT演算を行うものとする。この場合、事前演算部341は、図7(b)のストライプ702−1、702−2、702−3及び702−4のそれぞれに対して2D−FFT演算を行う。その演算の結果は、それぞれ、図7(c)の2D−FFT済みデータ703−1、703−2、703−3及び703−4と対応する。そして、これらの2D−FFT済みデータ703−1、703−2、703−3及び703−4をデータ保持部342に保持しておく。
図8は、本発明の第1の実施形態に係る眼底検査装置100の駆動方法における処理手順の一例を示す模式図である。図8では、図3に示すデータ保持部342、解像度調整部343、眼球移動量演算部344及びTTM走査制御補正部345を図示している。
図5のフローチャートを用いて説明したように、眼球移動量演算部344での眼球移動量の算出は、診断画像の取得中に刻一刻と行われる。ここでは、眼球移動量演算部344において眼球移動量を算出するのにあたり、ストライプ401−2に含まれる診断画像を用いる場合について説明する。
眼球移動量を算出する際に、ストライプ401−2の診断画像と対になる参照画像のデータは、2D−FFT済みデータ703−2であるため、2D−FFT済みデータ703−2が解像度調整部343で処理される。解像度調整部343は、例えば眼球移動量演算部344を介したストライプ401−2の情報に基づき、2D−FFT済みデータ703−2の解像度をストライプ401−2の解像度と一致させる調整を行う。図8では、2D−FFT済みデータ703−2を周波数空間のまま拡大する調整を行う場合の例を示しており、この場合、解像度調整部343は、2D−FFT済みデータ703−2の上下に値0からなるデータ801を付与し、これを拡大済みデータ802とする。
そして、眼球移動量演算部344は、ストライプ401−2に含まれる診断画像と拡大済みデータ802とを用いて、画像位置の差異を演算により算出する。この際の演算方法は、公知の方法であってもよく、例えば相互相関関数を演算する方法を用いることができる。この場合、眼球移動量演算部344は、ストライプ401−2に含まれる診断画像の2D−FFT演算を行い、既に2D−FFT演算済みである拡大済みデータ802との畳み込みを行った後、逆2D−FFT演算を行うことで相互相関関数を演算により算出する。そして、この相互相関関数より、例えば、x方向に3、y方向に2、等のように、画像位置の差異が算出されると、これを眼球移動量としてTTM走査制御補正部345で使用する。
第1の実施形態に係る眼底検査装置100では、光センサ106において診断画像よりも解像度の低い参照画像を取得し、その後、参照画像の解像度を変更して参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行うようにしている。そして、その後、本実施形態に係る眼底検査装置100では、解像度が一致した参照画像と診断画像とを比較して被検眼Eの眼球移動量を算出し、当該眼球移動量に応じてTTM105の走査制御を補正するようにしている。
かかる構成によれば、参照画像を短時間で取得することができるため、被検眼の動きの影響を低減することが可能となり、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことができる。これにより、その後取得する診断画像の画質を向上させることが可能となる。
かかる構成によれば、参照画像を短時間で取得することができるため、被検眼の動きの影響を低減することが可能となり、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことができる。これにより、その後取得する診断画像の画質を向上させることが可能となる。
このように、本実施形態に係る眼底検査装置100では、参照画像を短時間で取得できるようにして、参照画像を取得する際に被検眼Eの固視微動による影響を低減するようにしている。ここで、代表的なSLO装置では、共振ミラー104を用いて有効領域201の主走査方向を走査し、共振ミラー104よりも走査速度が遅いTTM105(或いはガルバノスキャナ)を用いて有効領域201の副走査方向を走査する。この際、現在は、共振ミラー104の周波数が律速しており、参照画像を取得する際のフレームレートを上げることと、有効領域201の副走査方向の解像度を高くすることとが、トレードオフとなっている。ところで、トラッキングの要求精度を満たすのに必要な参照画像の解像度と、診断に必要な診断画像の解像度とは必ずしも一致しない。そして、この両者を同等の解像度で取得することは、上述したフレームレートとのトレードオフという観点から見ると、最適な構成ではない。そこで、本実施形態に係る眼底検査装置100では、この点に鑑みて、診断画像よりも解像度の低い参照画像を取得し、その後、参照画像の解像度を変更して参照画像の解像度と診断画像の解像度とを一致させる調整を行って、適正なトラッキングを行えるようにしている。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る眼底検査装置の概略構成は、図1に示す第1の実施形態に係る眼底検査装置100の概略構成と同様である。以下の第2の実施形態の説明においては、第1の実施形態と異なる部分について説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る眼底検査装置100において、図1に示すコントローラ107の内部構成の一例を示す図である。この図9において、図1及び図3に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。この際、図9においては、第2の実施形態におけるコントローラ107を「コントローラ107−2」として記載する。
コントローラ107−2は、図9に示すように、統括制御・処理部310、画像処理部320、走査制御部330、及び、トラッキング処理部2340を有して構成されている。また、トラッキング処理部2340は、図9に示すように、データ保持部2341、解像度調整部2342、眼球移動量演算部2343、及び、TTM走査制御補正部345を有して構成されている。
具体的に、第2の実施形態におけるコントローラ107−2は、図3に示す第1の実施形態におけるコントローラ107−1に対して、事前演算部341を具備していない点で相違する。即ち、第2の実施形態では、データ保持部2341に保持される参照画像のデータは、図7(c)に示す2D−FFT済みデータ703−1、703−2、703−3及び703−4でなく、図7(b)に示すストライプ702−1、702−2、702−3及び702−4の画像データである。
図10は、本発明の第2の実施形態に係る眼底検査装置100の駆動方法における処理手順の一例を示す模式図である。図10では、図9に示すデータ保持部2341、解像度調整部2342、眼球移動量演算部2343及びTTM走査制御補正部345を図示している。
図8に示す第1の実施形態における場合と同様に、眼球移動量演算部2343において眼球移動量を算出するのにあたり、ストライプ401−2に含まれる診断画像を用いる場合について説明する。
データ保持部2341に保持される参照画像のデータは、上述したように、ストライプ702−1、702−2、702−3及び7024の画像データである。眼球移動量を算出する際に、ストライプ401−2の診断画像と対になる参照画像のデータは、ストライプ702−2であるため、ストライプ702−2に含まれる参照画像が解像度調整部2342で処理される。解像度調整部2342は、例えば眼球移動量演算部2343を介したストライプ401−2の情報に基づき、ストライプ702−2の解像度をストライプ401−2の解像度と一致させる調整を行う。図10に示す例の場合、例えばストライプ702−2に対して公知の画像拡大処理を行うことで、解像度がストライプ401−2と一致する拡大参照画像1001を得ている。この際、画像拡大処理としては、例えば、単にデータをリピートしてもよいし、補間処理を行ってもよい。
そして、眼球移動量演算部2343は、ストライプ401−2に含まれる診断画像と拡大参照画像1001とを用いて、画像位置の差異を演算により算出する。この際の演算方法として相互相関関数を演算する方法を用いる場合には、第1の実施形態とは異なり、ストライプ401−2に含まれる診断画像と拡大参照画像1001とのそれぞれに対して、2D−FFT演算を行う必要がある。そして、眼球移動量演算部2343により、例えば、x方向に3、y方向に2、等のように、画像位置の差異が算出されると、これを眼球移動量としてTTM走査制御補正部345で使用する。
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、参照画像を短時間で取得することができるため、被検眼の動きの影響を低減することが可能となり、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことができる。これにより、その後取得する診断画像の画質を向上させることが可能となる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態に係る眼底検査装置の概略構成は、図1に示す第1の実施形態に係る眼底検査装置100の概略構成と同様である。以下の第3の実施形態の説明においては、第1の実施形態と異なる部分について説明する。
図11は、本発明の第3の実施形態に係る眼底検査装置100において、図1に示すコントローラ107の内部構成の一例を示す図である。この図11において、図1及び図3に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。この際、図11においては、第3の実施形態におけるコントローラ107を「コントローラ107−3」として記載する。
コントローラ107−3は、図11に示すように、統括制御・処理部310、画像処理部320、走査制御部330、及び、トラッキング処理部3340を有して構成されている。また、トラッキング処理部3340は、図11に示すように、事前演算部341、データ保持部342、解像度調整部3341、眼球移動量演算部3342、及び、TTM走査制御補正部345を有して構成されている。
具体的に、第3の実施形態におけるコントローラ107−3は、図3に示す第1の実施形態におけるコントローラ107−1に対して、解像度調整部3341の位置が異なる点で相違する。即ち、第3の実施形態では、解像度調整部3341は、参照画像ではなく診断画像に対して解像度の調整を行うものである。
図12は、本発明の第3の実施形態に係る眼底検査装置100の駆動方法における処理手順の一例を示す模式図である。図12では、図11に示すデータ保持部342、解像度調整部3341、眼球移動量演算部3342及びTTM走査制御補正部345を図示している。
図8に示す第1の実施形態における場合と同様に、眼球移動量演算部3342において眼球移動量を算出するのにあたり、ストライプ401−2に含まれる診断画像を用いる場合について説明する。
まず、眼球移動量を算出する際に、ストライプ401−2の診断画像と対になる参照画像のデータは、2D−FFT済みデータ703−2である。そこで、解像度調整部3341は、例えば眼球移動量演算部3342を介した2D−FFT済みデータ703−2の情報に基づき、ストライプ401−2の解像度を2D−FFT済みデータ703−2の解像度と一致させる調整を行う。図12に示す例の場合、例えばストライプ401−2に対して公知の画像縮小処理を行うことで、解像度が2D−FFT済みデータ703−2と一致する縮小診断画像1201を得ている。この際、画像縮小処理としては、例えば、単にデータを間引いてもよいし、補間処理を行ってもよい。また、第3の実施形態では、第1の実施形態と異なり、2D−FFT済みデータ703−2は解像度調整をしない。
そして、眼球移動量演算部3342は、縮小診断画像1201と2D−FFT済みデータ703−2とを用いて、画像位置の差異を演算により算出する。この際の演算方法としては、第1の実施形態と同様である。そして、眼球移動量演算部3342により、例えば、x方向に3、y方向に2、等のように、画像位置の差異が算出されると、これを眼球移動量としてTTM走査制御補正部345で使用する。
第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、参照画像を短時間で取得することができるため、被検眼の動きの影響を低減することが可能となり、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことができる。これにより、その後取得する診断画像の画質を向上させることが可能となる。
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態に係る眼底検査装置の概略構成は、図1に示す第1の実施形態に係る眼底検査装置100の概略構成と同様である。以下の第4の実施形態の説明においては、第1〜第3の実施形態と異なる部分について説明する。
図13は、本発明の第4の実施形態に係る眼底検査装置100において、図1に示すコントローラ107の内部構成の一例を示す図である。この図13において、図1及び図3、図9、並びに、図11に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。この際、図13においては、第4の実施形態におけるコントローラ107を「コントローラ107−4」として記載する。
コントローラ107−4は、図13に示すように、統括制御・処理部310、画像処理部320、走査制御部330、及び、トラッキング処理部4340を有して構成されている。また、トラッキング処理部4340は、図13に示すように、データ保持部2341、解像度調整部3341、眼球移動量演算部4341、及び、TTM走査制御補正部345を有して構成されている。
具体的に、第4の実施形態におけるコントローラ107−4は、図3に示す第1の実施形態におけるコントローラ107−1に対して、事前演算部341を具備していない点と、解像度調整部3341の位置が異なる点で相違する。即ち、第4の実施形態では、データ保持部2341に保持される参照画像のデータは、図7(c)に示す2D−FFT済みデータ703−1、703−2、703−3及び703−4でなく、図7(b)に示すストライプ702−1、702−2、702−3及び702−4の画像データである。この点は、第2の実施形態と同様である。さらに、第4の実施形態では、解像度調整部3341は、参照画像ではなく診断画像に対して解像度の調整を行うものである。この点は、第3の実施形態と同様である。
図14は、本発明の第4の実施形態に係る眼底検査装置100の駆動方法における処理手順の一例を示す模式図である。図14では、図13に示すデータ保持部2341、解像度調整部3341、眼球移動量演算部4341及びTTM走査制御補正部345を図示している。
図8に示す第1の実施形態における場合と同様に、眼球移動量演算部4341において眼球移動量を算出するのにあたり、ストライプ401−2に含まれる診断画像を用いる場合について説明する。
まず、眼球移動量を算出する際に、ストライプ401−2の診断画像と対になる参照画像のデータは、ストライプ702−2に含まれる参照画像である。そこで、解像度調整部3341は、例えば眼球移動量演算部4341を介したストライプ702−2の情報に基づき、ストライプ401−2の解像度をストライプ702−2の解像度と一致させる調整を行う。図14に示す例の場合、第3の実施形態と同様に、例えばストライプ401−2に対して公知の画像縮小処理を行うことで、解像度がストライプ702−2と一致する縮小診断画像1201を得ている。
そして、眼球移動量演算部4341は、縮小診断画像1201とストライプ702−2に含まれる参照画像とを用いて、画像位置の差異を演算により算出する。この際の演算方法として相互相関関数を演算する方法を用いる場合には、第1の実施形態とは異なり、縮小診断画像1201とストライプ702−2に含まれる参照画像とのそれぞれに対して、2D−FFT演算を行う必要がある。そして、眼球移動量演算部4341により、例えば、x方向に3、y方向に2、等のように、画像位置の差異が算出されると、これを眼球移動量としてTTM走査制御補正部345で使用する。
第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、参照画像を短時間で取得することができるため、被検眼の動きの影響を低減することが可能となり、煩雑な処理を行うことなく、適正なトラッキングを行うことができる。これにより、その後取得する診断画像の画質を向上させることが可能となる。
(その他の実施形態)
上述した本発明の各実施形態においては、本発明に係る画像取得装置としてSLO装置を想定した眼底検査装置を適用した例について説明を行ったが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像取得装置として、光源からの光を走査しつつ被検眼の動きを追尾する機能を要する装置であるOCT(Optical Coherence Tomography)装置、等を適用することも可能である。
上述した本発明の各実施形態においては、本発明に係る画像取得装置としてSLO装置を想定した眼底検査装置を適用した例について説明を行ったが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る画像取得装置として、光源からの光を走査しつつ被検眼の動きを追尾する機能を要する装置であるOCT(Optical Coherence Tomography)装置、等を適用することも可能である。
また、上述した本発明の各実施形態においては、本発明における走査手段の1つとしてTTM(Tip Tilt Mirror)105を用いる例について説明を行ったが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、本発明における走査手段は、走査により解像度を容易に変更できる走査デバイスであれば如何なるものでもよく、例えばガルバノスキャナ等を用いてもよい。また、本発明における走査手段として、複数の走査デバイスを組み合わせてもよい。
また、上述した本発明の各実施形態においては、参照画像の解像度を診断画像の解像度の半分とする例について説明を行ったが、参照画像の解像度における低減量の設定はこの態様に限定されるものではない。例えば、走査制御部330において、統括制御・処理部310の制御に基づいて、参照画像の解像度における低減量を、複数の設定値の中から設定してもよいし、また、診断画像を取得するための第2の走査方法における走査条件に応じて設定してもよい。また、走査制御部330において、参照画像の解像度における低減量を第2の走査方法における走査条件に応じて設定する場合の例としては、第2の走査方法における走査領域のサイズに応じて設定することや、第2の走査方法における走査の間隔に応じて設定することが挙げられる。また、例えば、診断画像を小さな領域かつ高解像度で撮影するモードである場合、相互相関演算をする上で解像度が過剰となるため、参照画像の解像度を大きく下げて、参照画像の取得時における眼球運動の影響を低くすることを優先させることも適用可能である。
また、上述した本発明の各実施形態においては、参照画像と診断画像とを用いて眼球移動量を算出する演算を行う場合に相互相関関数を演算する例について説明を行ったが、画像の移動量を算出できるものであれば他の演算方法であってもよい。例えば、画像を1ピクセルずつずらして輝度差を集計する等の演算方法を適用することも可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
101 撮影用光源、104 共振ミラー、105 TTM(Tip Tilt Mirror)、106 光センサ、107−1 コントローラ、108 操作UI、200 外部装置、310 統括制御・処理部、320 画像処理部、330 走査制御部、340 トラッキング処理部、341 事前演算部、342 データ保持部、343 解像度調整部、344 眼球移動量演算部、345 TTM走査制御補正部
Claims (14)
- 光源から照射された光を被検体に対して走査する走査手段と、
前記光が前記被検体で反射した反射光を受光して前記被検体に係る画像を取得する画像取得手段と、
前記走査手段を第1の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記被検体の移動量を算出する際の基準となる基準画像を取得させるとともに、前記走査手段を第2の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記基準画像よりも解像度が高い比較対象画像を取得させる走査制御手段と、
前記基準画像および前記比較対象画像のうちの少なくとも1つの画像の解像度を変更して、前記基準画像の解像度と前記比較対象画像の解像度とを一致させる調整を行う解像度調整手段と、
前記解像度調整手段による調整によって解像度が一致した前記基準画像と前記比較対象画像とを比較して、前記被検体の移動量を算出する演算を行う移動量演算手段と、
前記移動量に応じて前記走査手段の走査を補正する補正手段と
を有することを特徴とする画像取得装置。 - 前記比較対象画像は、診断用の画像であることを特徴とする請求項1に記載の画像取得装置。
- 前記解像度調整手段は、前記基準画像を拡大する処理を行って、前記基準画像の解像度と前記比較対象画像の解像度とを一致させる調整を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像取得装置。
- 前記解像度調整手段は、前記比較対象画像を縮小する処理を行って、前記基準画像の解像度と前記比較対象画像の解像度とを一致させる調整を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像取得装置。
- 前記移動量演算手段は、前記基準画像および前記比較対象画像を複数の小領域に分割し、当該小領域ごとに前記移動量を算出する演算を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像取得装置。
- 前記小領域は、2の冪のサイズであることを特徴とする請求項5に記載の画像取得装置。
- 前記基準画像に対して前記移動量演算手段で必要な演算のうちの一部の演算を行う事前演算手段と、
前記事前演算手段で行われた演算の結果に係るデータを保持する保持手段と
を更に有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像取得装置。 - 前記事前演算手段は、FFT演算を行うことを特徴とする請求項7に記載の画像取得装置。
- 前記解像度調整手段は、前記保持手段に保持されているデータの解像度を周波数空間のまま調整することを特徴とする請求項8に記載の画像取得装置。
- 前記走査制御手段は、前記基準画像の解像度を、前記第2の走査方法における走査条件に応じて設定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像取得装置。
- 前記走査条件は、前記第2の走査方法における走査領域のサイズであることを特徴とする請求項10に記載の画像取得装置。
- 前記走査条件は、前記第2の走査方法における走査の間隔であることを特徴とする請求項10に記載の画像取得装置。
- 光源から照射された光を被検体に対して走査する走査手段と、前記光が前記被検体で反射した反射光を受光して前記被検体に係る画像を取得する画像取得手段と、を備える画像取得装置の駆動方法であって、
前記走査手段を第1の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記被検体の移動量を算出する際の基準となる基準画像を取得させるとともに、前記走査手段を第2の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記基準画像よりも解像度が高い比較対象画像を取得させる走査制御ステップと、
前記基準画像および前記比較対象画像のうちの少なくとも1つの画像の解像度を変更して、前記基準画像の解像度と前記比較対象画像の解像度とを一致させる調整を行う解像度調整ステップと、
前記解像度調整ステップによる調整によって解像度が一致した前記基準画像と前記比較対象画像とを比較して、前記被検体の移動量を算出する演算を行う移動量演算ステップと、
前記移動量に応じて前記走査手段の走査を補正する補正ステップと
を有することを特徴とする画像取得装置の駆動方法。 - 光源から照射された光を被検体に対して走査する走査手段と、前記光が前記被検体で反射した反射光を受光して前記被検体に係る画像を取得する画像取得手段と、を備える画像取得装置の駆動方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記走査手段を第1の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記被検体の移動量を算出する際の基準となる基準画像を取得させるとともに、前記走査手段を第2の走査方法で走査させる制御を行って前記画像取得手段に前記基準画像よりも解像度が高い比較対象画像を取得させる走査制御ステップと、
前記基準画像および前記比較対象画像のうちの少なくとも1つの画像の解像度を変更して、前記基準画像の解像度と前記比較対象画像の解像度とを一致させる調整を行う解像度調整ステップと、
前記解像度調整ステップによる調整によって解像度が一致した前記基準画像と前記比較対象画像とを比較して、前記被検体の移動量を算出する演算を行う移動量演算ステップと、
前記移動量に応じて前記走査手段の走査を補正する補正ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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CN116548910A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-08 | 北京至真互联网技术有限公司 | 一种眼科相干断层扫描仪的分辨率自适应调节方法及系统 |
-
2015
- 2015-11-17 JP JP2015224911A patent/JP2017086807A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN116548910A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-08 | 北京至真互联网技术有限公司 | 一种眼科相干断层扫描仪的分辨率自适应调节方法及系统 |
CN116548910B (zh) * | 2023-05-19 | 2023-12-08 | 北京至真互联网技术有限公司 | 一种眼科相干断层扫描仪的分辨率自适应调节方法及系统 |
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