JP2020000678A - Ophthalmic image processing apparatus, oct apparatus, ophthalmic image processing program, and method of building mathematical model - Google Patents

Ophthalmic image processing apparatus, oct apparatus, ophthalmic image processing program, and method of building mathematical model Download PDF

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Abstract

To provide an ophthalmic image processing apparatus, an OCT apparatus, an ophthalmic image processing program, and a method of building a mathematical model which allow suitable acquisition of high-resolution images from low-resolution images.SOLUTION: A control unit of the ophthalmic image processing apparatus obtains a base image captured by an ophthalmic imaging apparatus. The control unit obtains a target image that has a higher image resolution than the base image by inputting the base image into a mathematical model that is trained with a machine learning algorithm. The mathematical model uses a portion of the same tissues as an imaging target and is trained with low-resolution training images and high-resolution training images contained in a set of plurality of ophthalmic images captured by the same ophthalmic imaging apparatus.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、被検眼の眼科画像を処理する眼科画像処理装置、OCT装置、眼科画像処理装置において実行される眼科画像処理プログラム、および、眼科画像処理装置によって用いられる数学モデルを構築する数学モデル構築方法に関する。   The present disclosure relates to an ophthalmologic image processing apparatus that processes an ophthalmologic image of a subject's eye, an OCT apparatus, an ophthalmologic image processing program executed by the ophthalmologic image processing apparatus, and a mathematical model construction that constructs a mathematical model used by the ophthalmologic image processing apparatus About the method.

近年、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルを用いて、種々の医療情報を取得する技術が提案されている。例えば、特許文献1に記載の眼科装置では、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに眼形状パラメータが入力されることで、被検眼のIOL関連情報(例えば、予想述語前房深度)が取得される。取得されたIOL関連情報に基づいて、IOL度数が算出される。   In recent years, techniques for acquiring various medical information using a mathematical model trained by a machine learning algorithm have been proposed. For example, in the ophthalmologic apparatus described in Patent Literature 1, by inputting eye shape parameters to a mathematical model trained by a machine learning algorithm, IOL-related information (for example, a predicted predicate anterior chamber depth) of the subject's eye is acquired. You. The IOL frequency is calculated based on the acquired IOL-related information.

また、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルを用いて、低解像度の画像から高解像度の画像を取得することも考えられる。この場合、低解像度の画像が数学モデルに入力されることで、高解像度の画像が出力される。   It is also conceivable to obtain a high-resolution image from a low-resolution image using a mathematical model trained by a machine learning algorithm. In this case, a high-resolution image is output by inputting a low-resolution image to the mathematical model.

特開2018−51223号公報JP 2018-51223 A

本開示における技術の1つの側面について説明する。機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルを用いて、低解像度の画像から高解像度の画像を取得する場合には、同一の部位を撮影した低解像度の画像と高解像度の画像を用いて、数学モデルが予め訓練されている必要がある。つまり、数学モデルを構築する作業者は、同一の部位を撮影した低解像度の画像と高解像度の画像のセットを多数用意し、数学モデルを訓練させなければならない。画像のセットを多数用意するには、多大な労力を要する。   One aspect of the technology according to the present disclosure will be described. When acquiring a high-resolution image from a low-resolution image using a mathematical model trained by a machine learning algorithm, the mathematical model is obtained by using a low-resolution image and a high-resolution image of the same part. Must be pre-trained. That is, an operator who constructs a mathematical model has to prepare many sets of low-resolution images and high-resolution images of the same part and train the mathematical model. Preparing many sets of images requires a great deal of effort.

他の側面について説明する。数学モデルを適切に訓練させるためには、訓練に用いる低解像度の画像と高解像度の画像の対応関係が適切である必要がある。対応関係が不適切な画像のセットを用いて数学モデルが訓練されると、良好な高解像度の画像を数学モデルを用いて取得することは困難である。   Other aspects will be described. In order to properly train a mathematical model, it is necessary that the correspondence between a low-resolution image and a high-resolution image used for training is appropriate. When a mathematical model is trained using a set of images with improper correspondence, it is difficult to obtain good high-resolution images using the mathematical model.

本開示は、上記複数の側面の少なくともいずれかを解決することを目的とする。つまり、本開示の典型的な目的は、低解像度の画像から高解像度の画像を適切に取得するための眼科画像処理装置、OCT装置、眼科画像処理プログラム、および、数学モデル構築方法を提供することである。   An object of the present disclosure is to solve at least one of the above aspects. That is, a typical object of the present disclosure is to provide an ophthalmologic image processing apparatus, an OCT apparatus, an ophthalmologic image processing program, and a mathematical model construction method for appropriately acquiring a high-resolution image from a low-resolution image. It is.

本開示における典型的な実施形態が提供する眼科画像処理装置は、被検眼の組織の画像である眼科画像を処理する眼科画像処理装置であって、前記眼科画像処理装置の制御部は、眼科画像撮影装置によって撮影された眼科画像である基画像を取得し、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記基画像を入力することで、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得し、前記数学モデルは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして訓練されている。   An ophthalmologic image processing device provided by a typical embodiment of the present disclosure is an ophthalmologic image processing device that processes an ophthalmic image that is an image of a tissue of an eye to be examined, and a control unit of the ophthalmologic image processing device includes an ophthalmic image processing device. Obtaining a base image that is an ophthalmological image taken by an imaging device, and inputting the base image to a mathematical model trained by a machine learning algorithm, a target image whose image resolution is higher than the image resolution of the base image Acquiring the mathematical model, a low-resolution training image that is an at least one ophthalmologic image among a set of a plurality of ophthalmologic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus, with a portion of the same tissue being a capturing target; Is used as input training data, and a high-resolution training image that is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image is trained as output training data. That.

本開示における典型的な実施形態が提供するOCT装置は、参照光と、被検眼の組織に照射された測定光の反射光とによるOCT信号を処理することで、前記組織の眼科画像を撮影するOCT装置であって、前記OCT装置の制御部は、撮影した眼科画像を基画像として取得し、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記基画像を入力することで、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得し、前記数学モデルは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして訓練されている。   An OCT apparatus provided in a typical embodiment of the present disclosure processes an OCT signal based on reference light and reflected light of measurement light applied to a tissue of an eye to be examined, thereby capturing an ophthalmologic image of the tissue. An OCT apparatus, wherein the control unit of the OCT apparatus obtains a captured ophthalmic image as a base image, and inputs the base image to a mathematical model trained by a machine learning algorithm, so that an image resolution is the base image. Acquiring a target image that is higher than the image resolution of, the mathematical model targets the same tissue site, and at least one of a set of a plurality of ophthalmologic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus. A low-resolution training image that is one ophthalmic image is used as input training data, and a high-resolution training image that is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image is used for output. They are trained as paste data.

本開示における典型的な実施形態が提供する眼科画像処理プログラムは、被検眼の組織の画像である眼科画像を処理する眼科画像処理装置によって実行される眼科画像処理プログラムであって、前記眼科画像処理プログラムが前記眼科画像処理装置の制御部によって実行されることで、眼科画像撮影装置によって撮影された眼科画像である基画像を取得する基画像取得ステップと、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記基画像を入力することで、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得する目的画像取得ステップと、を前記眼科画像処理装置に実行させ、前記数学モデルは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして訓練されている。   An ophthalmologic image processing program provided by a typical embodiment of the present disclosure is an ophthalmologic image processing program executed by an ophthalmologic image processing apparatus that processes an ophthalmologic image that is an image of a tissue of an eye to be inspected, wherein the ophthalmologic image processing program The program is executed by the control unit of the ophthalmologic image processing apparatus, so that a basic image obtaining step of obtaining a basic image that is an ophthalmic image captured by the ophthalmic image capturing apparatus, and a mathematical model trained by a machine learning algorithm. By inputting the base image, a target image obtaining step of obtaining a target image whose image resolution is higher than the image resolution of the base image, and causing the ophthalmologic image processing apparatus to execute the mathematical model, the mathematical model Of the set of a plurality of ophthalmic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus, Without even the input training data to the low resolution training image which is one of ophthalmic images, the image resolution is trained as output training data of high-resolution training images, which is a high ophthalmologic image than the low-resolution training images.

本開示における典型的な実施形態が提供する数学モデル構築方法は、機械学習アルゴリズムによって訓練されることで構築され、基画像が入力されることで目的画像を出力する数学モデルを構築する数学モデル構築装置によって実行される数学モデル構築方法であって、被検眼の組織の同一の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットを取得する画像セット取得ステップと、前記セットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして前記数学モデルを訓練させることで、前記数学モデルを構築する訓練ステップと、を含む。   A mathematical model construction method provided by an exemplary embodiment according to the present disclosure is a mathematical model construction method that is constructed by being trained by a machine learning algorithm, and constructs a mathematical model that outputs a target image when a base image is input. A method for constructing a mathematical model executed by an apparatus, comprising: acquiring an image set for acquiring a set of a plurality of ophthalmic images captured by the same ophthalmic image capturing apparatus, wherein the same part of a tissue of an eye to be inspected is captured. And at least one low-resolution training image, which is at least one ophthalmic image, of the set as input training data, and outputting a high-resolution training image, which is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image, as output training data. Training the mathematical model as a training step to build the mathematical model.

本開示に係る眼科画像処理装置、OCT装置、眼科画像処理プログラム、および数学モデル構築方法によると、低解像度の画像から高解像度の画像が適切に取得される。   According to the ophthalmologic image processing apparatus, the OCT apparatus, the ophthalmologic image processing program, and the mathematical model building method according to the present disclosure, a high-resolution image is appropriately acquired from a low-resolution image.

数学モデル構築装置1、眼科画像処理装置21、および眼科画像撮影装置11A,11Bの概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a mathematical model construction device 1, an ophthalmologic image processing device 21, and ophthalmologic image capturing devices 11A and 11B. 数学モデル構築装置1が実行する数学モデル構築処理のフローチャートである。3 is a flowchart of a mathematical model construction process executed by the mathematical model construction device 1. 高解像度訓練画像31および低解像度訓練画像32を含む訓練データセット30を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a training data set 30 including a high-resolution training image 31 and a low-resolution training image 32. 本実施形態における数学モデルの訓練の内容を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining the contents of training of a mathematical model in this embodiment. 眼科画像処理装置21が実行する眼科画像処理のフローチャートである。6 is a flowchart of ophthalmologic image processing executed by the ophthalmologic image processing device 21. 目的画像42と注目領域画像44の合成画像40の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a composite image 40 of a target image 42 and a region of interest image 44.

<概要>
本開示で例示する眼科画像処理装置の制御部は、眼科画像撮影装置によって撮影された眼科画像である基画像を取得する。制御部は、機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに基画像を入力することで、画像解像度が基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得する。数学モデルは、入力用訓練データと出力用訓練データのセットである訓練データセットによって訓練されている。訓練データセットは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像を含む。入力用訓練データには、訓練データセットのうちの少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像が用いられている。また、出力用訓練データには、訓練データセットのうち、低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像が用いられている。
<Overview>
The control unit of the ophthalmologic image processing device exemplified in the present disclosure acquires a base image that is an ophthalmologic image captured by the ophthalmologic image capturing device. The control unit acquires a target image whose image resolution is higher than the image resolution of the base image by inputting the base image to the mathematical model trained by the machine learning algorithm. The mathematical model is trained by a training data set which is a set of input training data and output training data. The training data set includes a plurality of ophthalmic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus with the same tissue site as a capturing target. As the input training data, a low-resolution training image that is at least one ophthalmic image in the training data set is used. As the output training data, a high-resolution training image that is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image in the training data set is used.

つまり、数学モデルを構築する数学モデル構築装置は、画像セット取得ステップと訓練ステップを実行する。画像セット取得ステップでは、被検眼の組織の同一の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された、複数の眼科画像のセットが取得される。訓練ステップでは、取得されたセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、且つ、セットのうち、低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして、数学モデルが訓練される。   That is, the mathematical model construction device that constructs the mathematical model executes the image set acquisition step and the training step. In the image set obtaining step, a set of a plurality of ophthalmologic images obtained by capturing the same site of the tissue of the eye to be imaged and being captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus is obtained. In the training step, a low-resolution training image that is at least one ophthalmic image of the acquired set is used as input training data, and a high-resolution ophthalmic image that has a higher image resolution than the low-resolution training image in the set. A mathematical model is trained using the resolution training image as output training data.

この場合、訓練データセットに含まれる低解像度訓練画像と高解像度訓練画像が、共に同一の眼科画像撮影装置によって撮影される。従って、低解像度訓練画像と高解像度訓練画像が異なる眼科撮影装置によって撮影される場合に比べて、訓練データセットが効率よく取得される。また、低解像度訓練画像と高解像度訓練画像が異なる眼科撮影装置によって撮影される場合に比べて、訓練データセットに含まれる低解像度訓練画像と高解像度訓練画像の対応関係が適切になりやすい。(例えば、画像の色味、画像に含まれるノイズの量、アーチファクト、光学分解能、撮影画角、撮影時の組織の状態等が、低解像度訓練画像と高解像度訓練画像の間で近似しやすい。)よって、訓練された数学モデルが用いられることで、より良好な目的画像が取得される。   In this case, the low-resolution training image and the high-resolution training image included in the training data set are both captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus. Therefore, the training data set is obtained more efficiently than when the low-resolution training image and the high-resolution training image are captured by different ophthalmic imaging apparatuses. In addition, the correspondence between the low-resolution training image and the high-resolution training image included in the training data set tends to be more appropriate than when the low-resolution training image and the high-resolution training image are captured by different ophthalmic imaging apparatuses. (For example, the color of the image, the amount of noise included in the image, the artifact, the optical resolution, the imaging angle of view, the state of the tissue at the time of imaging, and the like are easily approximated between the low-resolution training image and the high-resolution training image. Therefore, a better target image is obtained by using the trained mathematical model.

なお、本開示における「画像解像度」は、撮影対象を描写する細かさ(つまり、画像の精細さ)を意味する。換言すると、本開示における「画像解像度」は、撮影対象である組織上の単位面積に対応する、画像の画素数である。   In addition, the “image resolution” in the present disclosure means the fineness (that is, the fineness of an image) for describing a shooting target. In other words, the “image resolution” in the present disclosure is the number of pixels of an image corresponding to a unit area on a tissue to be imaged.

また、訓練データセットに含まれる低解像度訓練画像および高解像度訓練画像は、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された眼科画像そのもの(つまり、原画像)に限定されない。例えば、低解像度訓練画像および高解像度訓練画像の少なくとも一方は、眼科画像撮影装置によって撮影された原画像に基づいて生成された画像でもよい。つまり、低解像度訓練画像および高解像度訓練画像の少なくとも一方に加工等が施されている場合、低解像度訓練画像および高解像度訓練画像の基となった原画像が、同一の眼科画像撮影装置によって撮影されていればよい。   Further, the low-resolution training image and the high-resolution training image included in the training data set are not limited to the ophthalmic image itself (that is, the original image) captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus. For example, at least one of the low-resolution training image and the high-resolution training image may be an image generated based on an original image captured by an ophthalmologic image capturing apparatus. In other words, when at least one of the low-resolution training image and the high-resolution training image has been processed, the original image on which the low-resolution training image and the high-resolution training image are based is captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus. It should just be done.

基画像、低解像度訓練画像、および高解像度訓練画像は、OCT装置によって撮影された被検眼の眼底のOCTアンジオ画像であってもよい。OCTアンジオ画像には、被検眼の眼底血管が表れる。よって、OCTアンジオ画像が用いられることで、眼底血管が表れた高解像度の目的画像が、基画像に基づいて適切に取得される。   The base image, the low-resolution training image, and the high-resolution training image may be OCT angio images of the fundus of the subject's eye captured by the OCT apparatus. The fundus blood vessels of the eye to be examined appear in the OCT angio image. Therefore, by using the OCT angiographic image, a high-resolution target image in which a fundus blood vessel appears is appropriately acquired based on the base image.

なお、OCTアンジオ画像は、眼底を正面(つまり、被検眼の視線方向)から見た二次元の正面画像であってもよい。OCTアンジオ画像は、例えば、同一位置に関して異なる時間に取得された少なくとも2つのOCT信号が処理されることで取得されるモーションコントラスト画像であってもよい。   Note that the OCT angio image may be a two-dimensional front image in which the fundus is viewed from the front (that is, the line of sight of the subject's eye). The OCT angio image may be, for example, a motion contrast image obtained by processing at least two OCT signals obtained at different times for the same position.

ただし、訓練データセットとして用いられる眼科画像、および、数学モデルに入力される基画像として、眼底のOCTアンジオ画像以外の画像を用いることも可能である。例えば、OCT装置によって撮影された断層画像(二次元断層画像または三次元断層画像)、眼底カメラによって撮影された画像、レーザ走査型検眼装置(SLO)によって撮影された画像等の少なくともいずれかが、訓練データセットおよび基画像として用いられてもよい。また、訓練データセットおよび基画像は、被検眼の眼底以外の組織(例えば被検眼の前眼部等)を撮影した画像であってもよい。   However, it is also possible to use an image other than the OCT angio image of the fundus as the ophthalmologic image used as the training data set and the base image input to the mathematical model. For example, at least one of a tomographic image (two-dimensional tomographic image or three-dimensional tomographic image) captured by an OCT device, an image captured by a fundus camera, an image captured by a laser scanning optometry device (SLO), and the like, It may be used as a training data set and a base image. Further, the training data set and the base image may be images obtained by photographing tissues other than the fundus of the eye to be inspected (for example, the anterior segment of the eye to be inspected).

複数の訓練データセットの少なくともいずれかに用いられる高解像度訓練画像は、完全には重複しない複数の撮影領域の各々において撮影された複数の眼科画像を位置合わせすることで生成されたパノラマ画像であってもよい。つまり、眼科画像撮影装置は、完全には重複しない複数の撮影領域の各々について眼科画像(以下、「単位画像」という)を撮影してもよい。撮影された複数の単位画像が位置合わせされることで、パノラマ画像が生成されてもよい。数学モデル構築装置が実行する画像データ取得ステップは、生成されたパノラマ画像を高解像度訓練画像として取得するパノラマ画像取得ステップを含んでいてもよい。   The high-resolution training image used in at least one of the plurality of training data sets is a panoramic image generated by aligning a plurality of ophthalmic images captured in each of a plurality of imaging regions that do not completely overlap. You may. That is, the ophthalmologic image capturing apparatus may capture an ophthalmic image (hereinafter, referred to as a “unit image”) for each of a plurality of capturing regions that do not completely overlap. A panoramic image may be generated by aligning a plurality of captured unit images. The image data acquisition step executed by the mathematical model construction device may include a panorama image acquisition step of acquiring the generated panorama image as a high-resolution training image.

この場合、画像解像度が高い単位画像が撮影されることで、組織の広い範囲が撮影された高解像度の画像が、訓練データセットの高解像度訓練画像として用いられる。従って、訓練データセットの高解像度訓練画像がより適切に取得される。   In this case, by capturing a unit image having a high image resolution, a high-resolution image obtained by capturing a wide range of the tissue is used as a high-resolution training image of the training data set. Therefore, a high-resolution training image of the training data set is more appropriately acquired.

複数の訓練データセットの少なくともいずれかに用いられる低解像度訓練画像は、高解像度訓練画像であるパノラマ画像の画像解像度を低下させることで生成された画像であってもよい。つまり、数学モデル構築装置が実行する画像データ取得ステップは、パノラマ画像の画像解像度を低下させることで低解像度訓練画像を生成する低解像度訓練画像生成ステップを含んでいてもよい。   The low-resolution training image used for at least one of the plurality of training data sets may be an image generated by reducing the image resolution of a panoramic image that is a high-resolution training image. That is, the image data obtaining step executed by the mathematical model construction device may include a low-resolution training image generating step of generating a low-resolution training image by reducing the image resolution of the panoramic image.

この場合、少なくともいずれかの訓練データセットにおいて、低解像度訓練画像と高解像度訓練画像の撮影範囲、撮影位置、および撮影時の組織の状態が一致する。従って、訓練された数学モデルが用いられることで、より良好な目的画像が取得される。   In this case, in at least one of the training data sets, the shooting range, the shooting position, and the state of the tissue at the time of shooting match between the low-resolution training image and the high-resolution training image. Therefore, a better target image is obtained by using the trained mathematical model.

なお、数学モデルを訓練する場合、複数の訓練データセットが訓練に用いられる。ここで、訓練データセットの高解像度訓練画像としてパノラマ画像が用いられる場合、複数の高解像度訓練画像の全てがパノラマ画像である必要は無く、複数の高解像度訓練画像の少なくとも一部がパノラマ画像であればよい。なお、複数の高解像度訓練画像に占めるパノラマ画像の割合が多い場合(望ましくは50%以上、より望ましくは70%以上の場合)には、高解像度訓練画像がより容易に取得される。同様に、パノラマ画像の画像解像度を低下させた画像(以下、「低解像度パノラマ画像」という)が訓練に用いられる場合、複数の低解像度訓練画像の全てが低解像度パノラマ画像である必要は無い。なお、複数の低解像度訓練画像に占める低解像度パノラマ画像の割合が多い場合(望ましくは50%以上、より望ましくは70%以上の場合)には、目的画像の品質がさらに向上する。   When training a mathematical model, a plurality of training data sets are used for training. Here, when a panoramic image is used as the high-resolution training image of the training data set, not all of the plurality of high-resolution training images need to be panoramic images, and at least a part of the plurality of high-resolution training images is a panoramic image. I just need. When the ratio of the panoramic image to the plurality of high-resolution training images is large (preferably 50% or more, more preferably 70% or more), the high-resolution training image is more easily acquired. Similarly, when an image having a reduced image resolution of a panoramic image (hereinafter, referred to as a “low-resolution panoramic image”) is used for training, it is not necessary that all of the plurality of low-resolution training images are low-resolution panoramic images. When the ratio of the low-resolution panoramic image to the plurality of low-resolution training images is large (preferably 50% or more, more preferably 70% or more), the quality of the target image is further improved.

ただし、訓練データセットの低解像度訓練画像と高解像度訓練画像を生成するための具体的な方法を変更することも可能である。例えば、パノラマ画像でない眼科画像が、訓練データセットの高解像度訓練画像として用いられてもよい。また、パノラマ画像でない眼科画像の画像解像度を低下させることで、訓練データセットの低解像度訓練画像が生成されてもよい。また、同一の組織を異なる画像解像度で複数回撮影することで生成された複数の眼科画像が、訓練データセットの低解像度訓練画像および高解像度訓練画像として用いられてもよい。また、高解像度訓練画像としてパノラマ画像が用いられる場合に、パノラマ画像と同等の撮影範囲を低解像度で撮影した画像が、訓練データセットの低解像度訓練画像として用いられてもよい。   However, it is also possible to change the specific method for generating the low-resolution training image and the high-resolution training image of the training data set. For example, an ophthalmic image that is not a panoramic image may be used as a high-resolution training image of the training data set. Further, a low-resolution training image of a training data set may be generated by reducing the image resolution of an ophthalmic image that is not a panoramic image. In addition, a plurality of ophthalmologic images generated by capturing the same tissue a plurality of times at different image resolutions may be used as a low-resolution training image and a high-resolution training image of a training data set. Further, when a panoramic image is used as a high-resolution training image, an image obtained by shooting a shooting range equivalent to the panoramic image at a low resolution may be used as a low-resolution training image of the training data set.

複数の訓練データセットの少なくともいずれかに用いられる低解像度訓練画像には、画像領域の少なくとも一部に対し、画質を劣化させる劣化処理が行われていてもよい。つまり、数学モデル構築装置は、低解像度訓練画像の画像領域の少なくとも一部に対し、画質を劣化させる劣化ステップを実行してもよい。   The low-resolution training image used for at least one of the plurality of training data sets may have been subjected to at least a part of the image region to a deterioration process of deteriorating the image quality. That is, the mathematical model construction device may execute a deterioration step of deteriorating the image quality on at least a part of the image region of the low-resolution training image.

この場合、基画像の少なくとも一部の画質が良好でない場合でも、良好でない画質の影響が軽減された目的画像を出力するように、数学モデルが訓練される。よって、より適切な目的画像が取得される。   In this case, even when the image quality of at least a part of the base image is not good, the mathematical model is trained to output the target image in which the influence of the poor image quality is reduced. Therefore, a more appropriate target image is obtained.

劣化処理の具体的な内容は、適宜選択できる。例えば、数学モデル構築装置の制御部は、ノイズを付与するノイズ付与処理、および、ぼかしを付与するぼかし付与処理の少なくともいずれかを行ってもよい。   The specific contents of the deterioration process can be appropriately selected. For example, the control unit of the mathematical model construction device may perform at least one of a noise imparting process for imparting noise and a blur imparting process for imparting blur.

眼科画像処理装置の制御部は、同時表示処理および切替表示処理の少なくとも一方を実行してもよい。同時表示処理では、制御部は、基画像と目的画像を表示装置に同時に表示させる。切替表示処理では、制御部は、ユーザによって入力された指示に応じて、基画像と目的画像を切り替えて表示装置に表示させる。この場合、ユーザは、画像解像度が高い目的画像と、目的画像の基となった基画像(原画像)の両方を容易に確認することができる。よって、ユーザは、診断等をより適切に行うことができる。なお、基画像と目的画像は、同一の表示装置に表示されてもよいし、別々の表示装置に表示されてもよい。   The control unit of the ophthalmologic image processing apparatus may execute at least one of the simultaneous display processing and the switching display processing. In the simultaneous display processing, the control unit causes the display device to simultaneously display the base image and the target image. In the switching display process, the control unit switches between the base image and the target image according to the instruction input by the user and displays the target image on the display device. In this case, the user can easily check both the target image having a high image resolution and the base image (original image) on which the target image is based. Therefore, the user can perform diagnosis and the like more appropriately. Note that the base image and the target image may be displayed on the same display device, or may be displayed on different display devices.

制御部は、眼科画像撮影装置によって連続して撮影される基画像を順次取得してもよい。制御部は、取得した基画像を数学モデルに順次入力することで、目的画像を連続して取得してもよい。制御部は、取得した複数の目的画像に基づいて、組織の動画データを生成してもよい。この場合、ユーザは、高い画像解像度で表示される組織の動画を確認することができる。よって、ユーザは、診断等をより適切に行うことができる。   The control unit may sequentially acquire the base images continuously photographed by the ophthalmologic photographing apparatus. The control unit may sequentially acquire the target images by sequentially inputting the acquired base images to the mathematical model. The control unit may generate moving image data of the organization based on the acquired target images. In this case, the user can confirm the moving image of the organization displayed at a high image resolution. Therefore, the user can perform diagnosis and the like more appropriately.

特に、高い解像度のパノラマ画像を生成する場合には、複数の単位画像からパノラマ画像が生成されるので、パノラマ画像を用いて組織の動画を表示させる場合には、フレームレートが著しく低下し易い。特に、撮影位置が時間の経過に伴って変化する場合等には、パノラマ画像を用いて良好な動画を生成することは困難である。これに対し、本開示の眼科画像処理装置は、フレームレートが低下することを抑制しつつ、高い解像度で広い範囲を撮影した動画を生成することが可能である。   In particular, when a high-resolution panoramic image is generated, a panoramic image is generated from a plurality of unit images. Therefore, when a moving image of a tissue is displayed using the panoramic image, the frame rate tends to be significantly reduced. In particular, when the photographing position changes with the passage of time, it is difficult to generate a favorable moving image using a panoramic image. On the other hand, the ophthalmologic image processing apparatus according to the present disclosure can generate a moving image that captures a wide range with high resolution while suppressing a decrease in the frame rate.

なお、制御部は、眼科画像撮影装置によって撮影されている組織の高解像度の動画を、撮影と並行してリアルタイムに表示装置に表示させてもよい。また、制御部は、基画像の動画と目的画像の動画を表示装置に同時に表示させてもよい。また、制御部は、ユーザによって入力された指示に応じて、基画像の動画と目的画像の動画を切り替えて表示装置に表示させてもよい。この場合、ユーザは、目的画像の動画と基画像の動画の両方を容易に確認することができる。   Note that the control unit may display a high-resolution moving image of the tissue captured by the ophthalmologic image capturing apparatus on the display device in real time in parallel with the capturing. The control unit may cause the display device to simultaneously display the moving image of the base image and the moving image of the target image. In addition, the control unit may switch the moving image of the base image and the moving image of the target image to be displayed on the display device in accordance with an instruction input by the user. In this case, the user can easily check both the moving image of the target image and the moving image of the base image.

眼科画像処理装置の制御部は、注目領域画像取得ステップ、および合成ステップを実行してもよい。注目領域画像取得ステップでは、眼科画像撮影装置によって撮影された注目領域画像が取得される。注目領域画像は、基画像の撮影領域の注目領域が、基画像の画像解像度よりも高い画像解像度で撮影された画像である。合成ステップでは、目的画像における注目領域に、注目領域画像の原画像が合成される。この場合、合成された画像では、画像解像度が高い原画像によって注目領域が形成されると共に、注目領域以外の領域は目的画像によって形成される。よって、ユーザは、注目領域を原画像によって確認することができ、且つ、画像全体も高い解像度で確認することができる。   The control unit of the ophthalmologic image processing apparatus may execute the attention area image obtaining step and the combining step. In the attention area image acquiring step, an attention area image photographed by the ophthalmologic image photographing apparatus is acquired. The attention area image is an image in which the attention area of the shooting area of the base image is shot at an image resolution higher than the image resolution of the base image. In the combining step, the original image of the attention area image is combined with the attention area in the target image. In this case, in the synthesized image, an attention area is formed by an original image having a high image resolution, and an area other than the attention area is formed by a target image. Therefore, the user can check the attention area with the original image, and can check the entire image at a high resolution.

<実施形態>
(装置構成)
以下、本開示における典型的な実施形態の1つについて、図面を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態では、数学モデル構築装置1、眼科画像処理装置21、および眼科画像撮影装置11A,11Bが用いられる。数学モデル構築装置1は、機械学習アルゴリズムによって数学モデルを訓練させることで、数学モデルを構築する。構築された数学モデルは、入力された基画像に基づいて、基画像よりも画像解像度が高い目的画像を出力する。眼科画像処理装置21は、数学モデルを用いて、基画像から目的画像を取得する。眼科画像撮影装置11A,11Bは、被検眼の組織の画像である眼科画像を撮影する。
<Embodiment>
(Device configuration)
Hereinafter, one of exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, in this embodiment, a mathematical model construction device 1, an ophthalmologic image processing device 21, and ophthalmologic image capturing devices 11A and 11B are used. The mathematical model construction device 1 constructs a mathematical model by training the mathematical model by a machine learning algorithm. The constructed mathematical model outputs a target image having a higher image resolution than the base image based on the input base image. The ophthalmologic image processing device 21 acquires a target image from a base image using a mathematical model. The ophthalmologic image capturing apparatuses 11A and 11B capture ophthalmic images that are images of the tissue of the eye to be examined.

一例として、本実施形態の数学モデル構築装置1にはパーソナルコンピュータ(以下、「PC」という)が用いられる。詳細は後述するが、数学モデル構築装置1は、眼科画像撮影装置11Aから取得した眼科画像を利用して数学モデルを訓練させることで、数学モデルを構築する。しかし、数学モデル構築装置1として機能できるデバイスは、PCに限定されない。例えば、眼科画像撮影装置11Aが数学モデル構築装置1として機能してもよい。また、複数のデバイスの制御部(例えば、PCのCPUと、眼科画像撮影装置11AのCPU13A)が、協働して数学モデルを構築してもよい。   As an example, a personal computer (hereinafter, referred to as “PC”) is used for the mathematical model construction device 1 of the present embodiment. Although details will be described later, the mathematical model construction device 1 constructs a mathematical model by training the mathematical model using the ophthalmic image acquired from the ophthalmologic image capturing device 11A. However, devices that can function as the mathematical model construction device 1 are not limited to PCs. For example, the ophthalmologic image photographing device 11A may function as the mathematical model construction device 1. Further, the control units of a plurality of devices (for example, the CPU of the PC and the CPU 13A of the ophthalmologic imaging apparatus 11A) may cooperate to construct a mathematical model.

また、本実施形態の眼科画像処理装置21にはPCが用いられる。しかし、眼科画像処理装置21として機能できるデバイスも、PCに限定されない。例えば、眼科画像撮影装置11Bまたはサーバ等が、眼科画像処理装置21として機能してもよい。眼科画像撮影装置(本実施形態ではOCT装置)11Bが眼科画像処理装置21として機能する場合、眼科画像撮影装置11Bは、眼科画像を撮影しつつ、撮影した眼科画像よりも高画質の眼科画像を適切に取得することができる。タブレット端末またはスマートフォン等の携帯端末が、眼科画像処理装置21として機能してもよい。複数のデバイスの制御部(例えば、PCのCPUと、眼科画像撮影装置11BのCPU13B)が、協働して各種処理を行ってもよい。   Further, a PC is used for the ophthalmologic image processing apparatus 21 of the present embodiment. However, a device that can function as the ophthalmologic image processing apparatus 21 is not limited to a PC. For example, the ophthalmologic image capturing apparatus 11B or a server may function as the ophthalmologic image processing apparatus 21. When the ophthalmologic image capturing apparatus (OCT apparatus in the present embodiment) 11B functions as the ophthalmologic image processing apparatus 21, the ophthalmologic image capturing apparatus 11B captures an ophthalmic image while generating a higher-quality ophthalmologic image than the captured ophthalmic image. Can be obtained properly. A portable terminal such as a tablet terminal or a smartphone may function as the ophthalmologic image processing device 21. The control units of a plurality of devices (for example, the CPU of the PC and the CPU 13B of the ophthalmologic imaging apparatus 11B) may perform various processes in cooperation with each other.

また、本実施形態では、各種処理を行うコントローラの一例としてCPUが用いられる場合について例示する。しかし、各種デバイスの少なくとも一部に、CPU以外のコントローラが用いられてもよいことは言うまでもない。例えば、コントローラとしてGPUを採用することで、処理の高速化を図ってもよい。   In this embodiment, a case where a CPU is used as an example of a controller that performs various processes will be described. However, it goes without saying that a controller other than the CPU may be used for at least a part of the various devices. For example, the processing speed may be increased by adopting a GPU as a controller.

数学モデル構築装置1について説明する。数学モデル構築装置1は、例えば、眼科画像処理装置21または眼科画像処理プログラムをユーザに提供するメーカー等に配置される。数学モデル構築装置1は、各種制御処理を行う制御ユニット2と、通信I/F5を備える。制御ユニット2は、制御を司るコントローラであるCPU3と、プログラムおよびデータ等を記憶することが可能な記憶装置4を備える。記憶装置4には、後述する数学モデル構築処理(図2参照)を実行するための数学モデル構築プログラムが記憶されている。また、通信I/F5は、数学モデル構築装置1を他のデバイス(例えば、眼科画像撮影装置11Aおよび眼科画像処理装置21等)と接続する。   The mathematical model construction device 1 will be described. The mathematical model construction device 1 is disposed, for example, at a manufacturer or the like that provides a user with an ophthalmologic image processing device 21 or an ophthalmologic image processing program. The mathematical model construction device 1 includes a control unit 2 that performs various control processes, and a communication I / F 5. The control unit 2 includes a CPU 3, which is a controller for controlling, and a storage device 4 capable of storing programs, data, and the like. The storage device 4 stores a mathematical model construction program for executing a mathematical model construction process (see FIG. 2) described later. The communication I / F 5 connects the mathematical model construction device 1 to another device (for example, the ophthalmologic image capturing device 11A and the ophthalmologic image processing device 21).

数学モデル構築装置1は、操作部7および表示装置8に接続されている。操作部7は、ユーザが各種指示を数学モデル構築装置1に入力するために、ユーザによって操作される。操作部7には、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等の少なくともいずれかを使用できる。なお、操作部7と共に、または操作部7に代えて、各種指示を入力するためのマイク等が使用されてもよい。表示装置8は、各種画像を表示する。表示装置8には、画像を表示可能な種々のデバイス(例えば、モニタ、ディスプレイ、プロジェクタ等の少なくともいずれか)を使用できる。なお、本開示における「画像」には、静止画像も動画像も共に含まれる。   The mathematical model construction device 1 is connected to the operation unit 7 and the display device 8. The operation unit 7 is operated by the user so that the user inputs various instructions to the mathematical model construction device 1. For the operation unit 7, for example, at least one of a keyboard, a mouse, and a touch panel can be used. Note that a microphone or the like for inputting various instructions may be used together with or instead of the operation unit 7. The display device 8 displays various images. As the display device 8, various devices capable of displaying an image (for example, at least one of a monitor, a display, a projector, and the like) can be used. Note that the “image” in the present disclosure includes both a still image and a moving image.

数学モデル構築装置1は、眼科画像撮影装置11Aから眼科画像のデータ(以下、単に「眼科画像」という場合もある)を取得することができる。数学モデル構築装置1は、例えば、有線通信、無線通信、着脱可能な記憶媒体(例えばUSBメモリ)等の少なくともいずれかによって、眼科画像撮影装置11Aから眼科画像のデータを取得してもよい。   The mathematical model construction device 1 can acquire the data of the ophthalmic image (hereinafter, may be simply referred to as “ophthalmic image”) from the ophthalmologic image capturing device 11A. The mathematical model construction device 1 may acquire the data of the ophthalmologic image from the ophthalmologic image capturing device 11A by, for example, at least one of a wired communication, a wireless communication, and a removable storage medium (for example, a USB memory).

眼科画像処理装置21について説明する。眼科画像処理装置21は、例えば、被検者の診断または検査等を行う施設(例えば、病院または健康診断施設等)に配置される。眼科画像処理装置21は、各種制御処理を行う制御ユニット22と、通信I/F25を備える。制御ユニット22は、制御を司るコントローラであるCPU23と、プログラムおよびデータ等を記憶することが可能な記憶装置24を備える。記憶装置24には、後述する眼科画像処理(図5参照)を実行するための眼科画像処理プログラムが記憶されている。眼科画像処理プログラムには、数学モデル構築装置1によって構築された数学モデルを実現させるプログラムが含まれる。通信I/F25は、眼科画像処理装置21を他のデバイス(例えば、眼科画像撮影装置11Bおよび数学モデル構築装置1等)と接続する。   The ophthalmologic image processing device 21 will be described. The ophthalmologic image processing apparatus 21 is disposed, for example, in a facility (eg, a hospital or a health check-up facility) for performing a diagnosis or an examination of a subject. The ophthalmologic image processing device 21 includes a control unit 22 that performs various control processes, and a communication I / F 25. The control unit 22 includes a CPU 23, which is a controller for controlling, and a storage device 24 that can store programs, data, and the like. The storage device 24 stores an ophthalmologic image processing program for executing ophthalmologic image processing (see FIG. 5) described later. The ophthalmological image processing program includes a program for realizing the mathematical model constructed by the mathematical model construction device 1. The communication I / F 25 connects the ophthalmologic image processing device 21 to another device (for example, the ophthalmologic image capturing device 11B and the mathematical model construction device 1).

眼科画像処理装置21は、操作部27および表示装置28に接続されている。操作部27および表示装置28には、前述した操作部7および表示装置8と同様に、種々のデバイスを使用することができる。   The ophthalmologic image processing device 21 is connected to the operation unit 27 and the display device 28. Various devices can be used for the operation unit 27 and the display device 28, similarly to the operation unit 7 and the display device 8 described above.

眼科画像処理装置21は、眼科画像撮影装置11Bから眼科画像を取得することができる。眼科画像処理装置21は、例えば、有線通信、無線通信、着脱可能な記憶媒体(例えばUSBメモリ)等の少なくともいずれかによって、眼科画像撮影装置11Bから眼科画像を取得してもよい。また、眼科画像処理装置21は、数学モデル構築装置1によって構築された数学モデルを実現させるプログラム等を、通信等を介して取得してもよい。   The ophthalmologic image processing device 21 can acquire an ophthalmologic image from the ophthalmologic image capturing device 11B. The ophthalmologic image processing device 21 may acquire the ophthalmologic image from the ophthalmologic image capturing device 11B by at least one of, for example, wired communication, wireless communication, and a removable storage medium (for example, a USB memory). Further, the ophthalmologic image processing apparatus 21 may acquire, via communication or the like, a program or the like for realizing the mathematical model constructed by the mathematical model construction apparatus 1.

眼科画像撮影装置11A,11Bについて説明する。一例として、本実施形態では、数学モデル構築装置1に眼科画像を提供する眼科画像撮影装置11Aと、眼科画像処理装置21に眼科画像を提供する眼科画像撮影装置11Bが使用される場合について説明する。しかし、使用される眼科画像撮影装置の数は2つに限定されない。例えば、数学モデル構築装置1および眼科画像処理装置21は、複数の眼科画像撮影装置から眼科画像を取得してもよい。また、数学モデル構築装置1および眼科画像処理装置21は、共通する1つの眼科画像撮影装置から眼科画像を取得してもよい。なお、本実施形態で例示する2つの眼科画像撮影装置11A,11Bは、同一の構成を備える。従って、以下では、2つの眼科画像撮影装置11A,11Bについて纏めて説明を行う。   The ophthalmologic imaging devices 11A and 11B will be described. As an example, in the present embodiment, a case will be described in which an ophthalmic image capturing apparatus 11A that provides an ophthalmic image to the mathematical model construction apparatus 1 and an ophthalmic image capturing apparatus 11B that provides an ophthalmic image to the ophthalmic image processing apparatus 21 are used. . However, the number of ophthalmologic imaging devices used is not limited to two. For example, the mathematical model construction device 1 and the ophthalmologic image processing device 21 may acquire ophthalmologic images from a plurality of ophthalmologic image capturing devices. The mathematical model construction device 1 and the ophthalmologic image processing device 21 may acquire an ophthalmologic image from one common ophthalmologic image capturing device. Note that the two ophthalmologic image capturing apparatuses 11A and 11B exemplified in the present embodiment have the same configuration. Accordingly, hereinafter, the two ophthalmologic image capturing apparatuses 11A and 11B will be described together.

また、本実施形態では、眼科画像撮影装置11(11A,11B)として、眼底のOCTアンジオ画像を撮影することが可能なOCT装置が用いられる。OCTアンジオ画像には、被検眼の眼底血管が表れる。よって、眼科画像処理装置21は、眼底血管が表れた高解像度の目的画像を取得することができる。なお、本実施形態のOCTアンジオ画像は、眼底を正面(つまり、被検眼の視線方向)から見た場合の二次元正面画像である。   In the present embodiment, an OCT device capable of capturing an OCT angiographic image of the fundus is used as the ophthalmologic image capturing device 11 (11A, 11B). The fundus blood vessels of the eye to be examined appear in the OCT angio image. Therefore, the ophthalmologic image processing apparatus 21 can acquire a high-resolution target image in which a fundus blood vessel is displayed. Note that the OCT angio image of the present embodiment is a two-dimensional front image when the fundus is viewed from the front (that is, the line of sight of the eye to be inspected).

眼科画像撮影装置11(11A,11B)は、各種制御処理を行う制御ユニット12(12A,12B)と、眼科画像撮影部16(16A,16B)を備える。制御ユニット12は、制御を司るコントローラであるCPU13(13A,13B)と、プログラムおよびデータ等を記憶することが可能な記憶装置14(14A,14B)を備える。   The ophthalmologic image capturing apparatus 11 (11A, 11B) includes a control unit 12 (12A, 12B) for performing various control processes, and an ophthalmologic image capturing unit 16 (16A, 16B). The control unit 12 includes a CPU 13 (13A, 13B), which is a controller for controlling, and a storage device 14 (14A, 14B) capable of storing programs, data, and the like.

眼科画像撮影部16は、被検眼の眼科画像を撮影するために必要な各種構成を備える。本実施形態の眼科画像撮影部16には、OCT光源、OCT光源から出射されたOCT光を測定光と参照光に分岐する分岐光学素子、測定光を走査するための走査部、測定光を被検眼に照射するための光学系、被検眼の組織によって反射された光と参照光の合成光を受光する受光素子等が含まれる。   The ophthalmologic image capturing section 16 has various components necessary for capturing an ophthalmologic image of the eye to be examined. The ophthalmic image photographing unit 16 of the present embodiment includes an OCT light source, a branching optical element that branches the OCT light emitted from the OCT light source into measurement light and reference light, a scanning unit for scanning the measurement light, and a measurement light. An optical system for irradiating the optometry, a light receiving element for receiving a combined light of the light reflected by the tissue of the subject's eye and the reference light, and the like are included.

眼科画像撮影装置11は、OCTアンジオ画像の一種であるモーションコントラスト画像を撮影(生成)する。詳細には、CPU13は、組織における同一の位置にOCT光を複数回走査させることで、測定時間が異なる少なくとも2フレームのOCT信号(干渉信号)を取得する。CPU13は、取得したOCT信号に対して演算処理を行うことで、モーションコントラスト画像のデータを取得する。OCT信号を処理してモーションコントラストデータを取得する方法には、例えば、複素OCT信号の位相差を算出する方法、複素OCT信号のベクトル差分を算出する方法、脱相関、比、差分、分散等の振幅または強度の変化を算出する方法、および、複数の演算結果を掛け合わせる方法等の少なくともいずれかが採用されればよい。   The ophthalmologic image capturing apparatus 11 captures (generates) a motion contrast image, which is a type of OCT angio image. More specifically, the CPU 13 scans the same position in the tissue with the OCT light a plurality of times to acquire at least two frames of OCT signals (interference signals) having different measurement times. The CPU 13 obtains the data of the motion contrast image by performing an arithmetic process on the obtained OCT signal. Methods of processing the OCT signal to obtain motion contrast data include, for example, a method of calculating a phase difference of a complex OCT signal, a method of calculating a vector difference of a complex OCT signal, a decorrelation, a ratio, a difference, a variance, and the like. At least one of a method of calculating a change in amplitude or intensity and a method of multiplying a plurality of calculation results may be employed.

さらに、眼科画像撮影装置11は、組織(本実施形態では眼底)のパノラマ画像を撮影(生成)することができる。パノラマ画像は、完全には互いに重複しない複数の撮影領域の各々において撮影された複数の画像(以下、単位画像という)を位置合わせすることで生成される。それぞれの単位画像の撮影領域は、パノラマ画像全体の撮影領域よりも狭い。従って、眼科画像撮影装置11は、それぞれの単位画像を高い画像解像度で撮影することが可能である。よって、パノラマ画像は、組織の広い範囲が撮影された高解像度の画像となる。なお、OCTアンジオ画像のパノラマ画像を取得する方法の一例は、例えば、特開2017−47113号公報に記載されている。   Further, the ophthalmologic image photographing apparatus 11 can photograph (generate) a panoramic image of a tissue (the fundus in this embodiment). A panoramic image is generated by aligning a plurality of images (hereinafter, referred to as unit images) captured in each of a plurality of imaging regions that do not completely overlap each other. The shooting area of each unit image is smaller than the shooting area of the entire panoramic image. Therefore, the ophthalmologic image photographing apparatus 11 can photograph each unit image at a high image resolution. Therefore, the panoramic image is a high-resolution image in which a wide range of the tissue is captured. An example of a method for acquiring a panoramic image of an OCT angio image is described in, for example, JP-A-2017-47113.

ただし、OCT装置以外の眼科画像撮影装置を用いることも可能である。例えば、眼底カメラ、レーザ走査型検眼装置(SLO)、または角膜内皮細胞撮影装置(CEM)等が、眼科撮影装置として用いられてもよい。また、OCT装置は、二次元断層画像または三次元断層画像を、数学モデル構築装置1または眼科画像処理装置21に提供してもよい。   However, it is also possible to use an ophthalmologic image photographing device other than the OCT device. For example, a fundus camera, a laser scanning optometry device (SLO), a corneal endothelial cell imaging device (CEM), or the like may be used as the ophthalmologic imaging device. Further, the OCT apparatus may provide a two-dimensional tomographic image or a three-dimensional tomographic image to the mathematical model construction apparatus 1 or the ophthalmologic image processing apparatus 21.

(数学モデル構築処理)
図2〜図4を参照して、数学モデル構築装置1が実行する数学モデル構築処理について説明する。数学モデル構築処理は、記憶装置4に記憶された数学モデル構築プログラムに従って、CPU3によって実行される。
(Mathematical model construction processing)
The mathematical model construction processing executed by the mathematical model construction apparatus 1 will be described with reference to FIGS. The mathematical model construction process is executed by the CPU 3 according to the mathematical model construction program stored in the storage device 4.

数学モデル構築処理では、訓練データセットによって数学モデルが訓練されることで、基画像から目的画像を出力するための数学モデルが構築される。詳細は後述するが、訓練データセットには、入力用訓練データと出力用訓練データが含まれる。本実施形態では、入力用訓練データとして低解像度訓練画像のデータが使用される。また、出力用訓練データとして、低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い高解像度訓練画像のデータが使用される。低解像度訓練画像と高解像度訓練画像は、同一の組織の部位を撮影対象としている。また、低解像度訓練画像と高解像度訓練画像は、同一の眼科画像撮影装置11によって撮影された画像に基づく画像である。   In the mathematical model construction process, a mathematical model for outputting the target image from the base image is constructed by training the mathematical model with the training data set. As will be described later in detail, the training data set includes input training data and output training data. In the present embodiment, low-resolution training image data is used as input training data. Further, as output training data, data of a high-resolution training image having a higher image resolution than a low-resolution training image is used. The low-resolution training image and the high-resolution training image target the same tissue site. Further, the low-resolution training image and the high-resolution training image are images based on the images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus 11.

図2に示すように、CPU3は、高解像度のパノラマ画像(本実施形態では、OCTアンジオ画像のパノラマ画像)を、高解像度訓練画像30として取得する(S1)。本実施形態では、CPU3は、眼科画像撮影装置11Aによって生成されたパノラマ画像を、通信等を介して取得する。ただし、CPU3は、パノラマ画像を生成する基となるデータ(例えば、モーションコントラストデータ)を取得し、取得したデータに基づいてパノラマ画像を生成することで、パノラマ画像を取得してもよい。   As shown in FIG. 2, the CPU 3 acquires a high-resolution panoramic image (in this embodiment, a panoramic image of an OCT angio image) as a high-resolution training image 30 (S1). In the present embodiment, the CPU 3 acquires the panoramic image generated by the ophthalmologic image photographing apparatus 11A via communication or the like. However, the CPU 3 may acquire the panorama image by acquiring data (for example, motion contrast data) on which the panorama image is generated, and generating the panorama image based on the acquired data.

図3に、本実施形態で使用される高解像度訓練画像31の一例を示す。図3に示すように、本実施形態の高解像度訓練画像31は、OCTアンジオ画像のパノラマ画像であり、4つの単位画像311,312,313,314が位置合わせされることで生成されている。一例として、本実施形態では、4つの単位画像311,312,313,314の各々は、組織上における1辺3mmの正方形の領域を撮影した画像である。4つの単位画像311,312,313,314の各々の解像度は、256pt×256ptである。4つの単位画像311,312,313,314の各々の撮影領域は、格子状に隙間なく接している。よって、パノラマ画像である高解像度訓練画像31では、組織上における撮影領域は1辺6mmの正方形の領域となり、解像度は512pt×512ptとなる。   FIG. 3 shows an example of the high-resolution training image 31 used in the present embodiment. As shown in FIG. 3, the high-resolution training image 31 of the present embodiment is a panoramic image of an OCT angio image, and is generated by aligning four unit images 311, 312, 313, and 314. As an example, in the present embodiment, each of the four unit images 311, 312, 313, and 314 is an image obtained by capturing a 3 mm-square area on the tissue. The resolution of each of the four unit images 311, 312, 313, and 314 is 256 pt × 256 pt. The imaging regions of the four unit images 311, 312, 313, and 314 are in contact with each other in a lattice pattern without any gap. Therefore, in the high-resolution training image 31 that is a panoramic image, the imaging area on the tissue is a square area with a side of 6 mm, and the resolution is 512 pt × 512 pt.

次いで、CPU3は、パノラマ画像である高解像度訓練画像31の画像解像度を低下させることで、低解像度訓練画像32を生成する(S2)。一例として、本実施形態のCPU3は、高解像度訓練画像31を構成する複数の画素を、規則的に(本実施形態では1個毎に)間引くことで、低解像度訓練画像32を生成する。その結果、低解像度訓練画像32では、組織上における撮影領域は、高解像度訓練画像31の撮影領域と同様に、1辺6mmの正方形の領域となる。一方で、低解像度訓練画像32の解像度は、256pt×256ptに低下する。その結果、低解像度訓練画像32の画像解像度(組織上の単位面積に対する画像の画素数)は、高解像度訓練画像31の画像解像度よりも低下する。   Next, the CPU 3 generates a low-resolution training image 32 by reducing the image resolution of the high-resolution training image 31 that is a panoramic image (S2). As an example, the CPU 3 of the present embodiment generates the low-resolution training image 32 by thinning out a plurality of pixels constituting the high-resolution training image 31 regularly (in this embodiment, one by one). As a result, in the low-resolution training image 32, the imaging region on the tissue is a square region of 6 mm on a side, like the imaging region of the high-resolution training image 31. On the other hand, the resolution of the low-resolution training image 32 is reduced to 256 pt × 256 pt. As a result, the image resolution of the low-resolution training image 32 (the number of pixels of the image per unit area on the tissue) is lower than the image resolution of the high-resolution training image 31.

以上のように、CPU3は、高解像度訓練画像31の画像解像度を低下させて低解像度訓練画像32を生成することで、高解像度訓練画像31と低解像度訓練画像32を含む訓練データセット30を取得する。この場合、高解像度訓練画像31と低解像度訓練画像32の撮影領域、撮影位置、および撮影時の組織の状態が一致する。よって、後述する数学モデルの訓練が、より適切に行われる。   As described above, the CPU 3 obtains the training data set 30 including the high-resolution training image 31 and the low-resolution training image 32 by reducing the image resolution of the high-resolution training image 31 and generating the low-resolution training image 32. I do. In this case, the imaging region, the imaging position, and the state of the tissue at the time of imaging match between the high-resolution training image 31 and the low-resolution training image 32. Therefore, the training of the mathematical model described later is performed more appropriately.

また、数学モデルの訓練には、複数の訓練データセットが用いられる。本実施形態では、複数の訓練データセットのうち、パノラマ画像である高解像度訓練画像31と、高解像度訓練画像31の画像解像度を低下させることで生成された低解像度訓練画像32とを含む訓練データセット30の割合が、50%以上(望ましくは70%以上)となっている。その結果、数学モデルによって出力される目的画像の品質がさらに向上する。   A plurality of training data sets are used for training the mathematical model. In the present embodiment, training data including a high-resolution training image 31 that is a panoramic image and a low-resolution training image 32 generated by reducing the image resolution of the high-resolution training image 31 among a plurality of training data sets. The ratio of the set 30 is 50% or more (preferably 70% or more). As a result, the quality of the target image output by the mathematical model is further improved.

なお、複数の訓練データセットのうち、前述した高解像度訓練画像31と低解像度訓練画像32を含まない訓練データセットを取得する方法は、適宜選択できる。例えば、CPU3は、パノラマ画像でない眼科画像を、高解像度訓練画像として取得してもよい。CPU3は、パノラマ画像でない高解像度訓練画像の画像解像度を低下させることで、低解像度訓練画像を生成してもよい。また、同一の組織を異なる画像解像度で複数回撮影することで生成された複数の眼科画像が、訓練データセットに用いられてもよい。なお、高解像度訓練画像の撮影領域と、低解像度訓練画像の撮影領域は、完全に一致していなくてもよい。例えば、高解像度訓練画像の撮影領域と、低解像度訓練画像の撮影領域の一部が重複していてもよい。   Note that a method of acquiring a training data set that does not include the high-resolution training image 31 and the low-resolution training image 32 among the plurality of training data sets can be appropriately selected. For example, the CPU 3 may acquire an ophthalmologic image that is not a panoramic image as a high-resolution training image. The CPU 3 may generate a low-resolution training image by reducing the image resolution of a high-resolution training image that is not a panoramic image. Further, a plurality of ophthalmologic images generated by photographing the same tissue a plurality of times at different image resolutions may be used for the training data set. Note that the shooting region of the high-resolution training image and the shooting region of the low-resolution training image do not need to completely match. For example, the shooting region of the high-resolution training image and a part of the shooting region of the low-resolution training image may overlap.

次いで、CPU3は、低解像度訓練画像32に、ランダムにノイズを付与する(S3)。詳細には、CPU3は、複数の低解像度訓練画像32のうち、ノイズを付与する低解像度訓練画像32をランダムに選択する。また、CPU3は、ノイズ付与処理を行う場合、付与するノイズの量、およびノイズを付与する領域等を、ランダムに決定する。   Next, the CPU 3 randomly adds noise to the low-resolution training image 32 (S3). Specifically, the CPU 3 randomly selects a low-resolution training image 32 to which noise is to be added, from the plurality of low-resolution training images 32. In addition, when performing the noise adding process, the CPU 3 randomly determines the amount of the noise to be added and the area to which the noise is to be added.

次いで、CPU3は、低解像度訓練画像32に、ランダムにぼかしを付与する(S4)。詳細には、CPU3は、複数の低解像度訓練画像32のうち、ぼかしを付与する低解像度訓練画像32をランダムに選択する。また、CPU3は、ぼかし付与処理を行う場合、ぼかしを付与する程度、およびぼかしを付与する領域等を、ランダムに決定する。なお、ノイズ付与処理(S3)およびぼかし付与処理(S4)は、低解像度訓練画像32の少なくとも一部の画像を劣化させる劣化処理の一例である。劣化処理の具体的な方法を変更することも可能である。   Next, the CPU 3 randomly blurs the low-resolution training image 32 (S4). Specifically, the CPU 3 randomly selects a low-resolution training image 32 to which blur is to be applied, from the plurality of low-resolution training images 32. In addition, when performing the blurring process, the CPU 3 randomly determines the degree of blurring, the area to be blurred, and the like. Note that the noise imparting process (S3) and the blur imparting process (S4) are examples of a degradation process for degrading at least a part of the low-resolution training image 32. It is also possible to change the specific method of the deterioration process.

次いで、CPU3は、機械学習アルゴリズムによって、訓練データセットを用いた数学モデルの訓練を実行する(S5)。機械学習アルゴリズムとしては、例えば、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、ブースティング、サポートベクターマシン(SVM)等が一般的に知られている。   Next, the CPU 3 executes the training of the mathematical model using the training data set by the machine learning algorithm (S5). As a machine learning algorithm, for example, a neural network, a random forest, boosting, a support vector machine (SVM), and the like are generally known.

ニューラルネットワークは、生物の神経細胞ネットワークの挙動を模倣する手法である。ニューラルネットワークには、例えば、フィードフォワード(順伝播型)ニューラルネットワーク、RBFネットワーク(放射基底関数)、スパイキングニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、再帰型ニューラルネットワーク(リカレントニューラルネット、フィードバックニューラルネット等)、確率的ニューラルネット(ボルツマンマシン、ベイシアンネットワーク等)等がある。   A neural network is a technique for imitating the behavior of a biological neural network. Examples of the neural network include a feedforward (forward propagation) neural network, an RBF network (radial basis function), a spiking neural network, a convolutional neural network, a recursive neural network (a recurrent neural network, a feedback neural network, etc.), a probability Neural network (Boltzmann machine, Bayesian network, etc.).

ランダムフォレストは、ランダムサンプリングされた訓練データに基づいて学習を行って、多数の決定木を生成する方法である。ランダムフォレストを用いる場合、予め識別器として学習しておいた複数の決定木の分岐を辿り、各決定木から得られる結果の平均(あるいは多数決)を取る。   The random forest is a method of generating a large number of decision trees by performing learning based on training data that is randomly sampled. When a random forest is used, a branch of a plurality of decision trees previously learned as a discriminator is traced, and an average (or majority decision) of the results obtained from each decision tree is calculated.

ブースティングは、複数の弱識別器を組み合わせることで強識別器を生成する手法である。単純で弱い識別器を逐次的に学習させることで、強識別器を構築する。   Boosting is a method of generating a strong discriminator by combining a plurality of weak discriminators. A strong classifier is constructed by successively learning simple and weak classifiers.

SVMは、線形入力素子を利用して2クラスのパターン識別器を構成する手法である。SVMは、例えば、訓練データから、各データ点との距離が最大となるマージン最大化超平面を求めるという基準(超平面分離定理)で、線形入力素子のパラメータを学習する。   The SVM is a method of configuring two classes of pattern classifiers using linear input elements. The SVM learns the parameters of the linear input element based on, for example, a criterion (hyperplane separation theorem) for obtaining a margin-maximizing hyperplane that maximizes the distance to each data point from training data.

数学モデルは、例えば、入力データと出力データの関係を予測するためのデータ構造を指す。数学モデルは、訓練データセットを用いて訓練されることで構築される。訓練データセットは、入力用訓練データと出力用訓練データのセットである。数学モデルは、ある入力用訓練データが入力された時に、それに対応する出力用訓練データが出力されるように訓練される。例えば、訓練によって、各入力と出力の相関データ(例えば、重み)が更新される。   The mathematical model refers to, for example, a data structure for predicting a relationship between input data and output data. The mathematical model is constructed by being trained using a training data set. The training data set is a set of input training data and output training data. The mathematical model is trained such that, when certain input training data is input, corresponding output training data is output. For example, the training updates the correlation data (eg, weights) for each input and output.

一例として、本実施形態では、機械学習アルゴリズムとして、競合する2つのニューラルネットワークを利用する敵対的生成ネットワーク(Generative adversarial networks:GAN)が採用されている。ただし、他の機械学習アルゴリズムが用いられてもよい。例えば、多層型のニューラルネットワーク(一例として、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)等)が、機械学習アルゴリズムとして用いられてもよい。   As an example, in the present embodiment, a hostile generation network (GAN) using two competing neural networks is adopted as a machine learning algorithm. However, another machine learning algorithm may be used. For example, a multilayer neural network (for example, a convolutional neural network (CNN) or the like) may be used as the machine learning algorithm.

図4を参照して、本実施形態で採用されている機械学習アルゴリズム(GAN)による、数学モデルの訓練方法について説明する。前述したように、GANのネットワークは、互いに競合する2つのサブネットワーク(ジェネレータ(生成器)およびディスクリミネータ(識別器))を備える。本実施形態では、まず、入力用訓練データである低解像度訓練画像32を拡大した画像32Eが生成される。その結果、拡大された低解像度訓練画像32Eと、高解像度訓練画像31の大きさが一致する。なお、低解像度訓練画像32を拡大せず訓練用入力データとし、拡大する処理はジェネレータが行ってもよい。次いで、ジェネレータが、低解像度訓練画像32Eに基づいて、高解像度訓練画像31に極力一致する偽物画像32Fを出力する。ディスクリミネータは、本物画像である高解像度訓練画像31と、偽物画像32Fの正否の識別を試みる。判定結果は、ジェネレータおよびディスクリミネータの双方に反映される。この訓練が繰り返されることで、ジェネレータは、より高解像度訓練画像31に近い偽物画像32Fを生成しようとし、ディスクリミネータは、識別の正確性を向上させようとする。訓練された結果構築される数学モデル(ジェネレータモデル)は、画像解像度が低い眼科画像(例えば、後述する基画像)を入力することで、入力された画像よりも画像解像度が高い眼科画像(例えば、後述する目的画像)を生成することができる。   Referring to FIG. 4, a method of training a mathematical model by a machine learning algorithm (GAN) employed in the present embodiment will be described. As described above, the GAN network includes two sub-networks (generator and discriminator) competing with each other. In the present embodiment, first, an image 32E obtained by enlarging the low-resolution training image 32 that is input training data is generated. As a result, the size of the enlarged low-resolution training image 32E matches the size of the high-resolution training image 31. In addition, the low-resolution training image 32 may be used as training input data without being enlarged, and the process of enlarging may be performed by a generator. Next, the generator outputs a fake image 32F that matches the high-resolution training image 31 as much as possible based on the low-resolution training image 32E. The discriminator attempts to determine whether the high-resolution training image 31 which is a real image and the fake image 32F are correct. The judgment result is reflected on both the generator and the discriminator. By repeating this training, the generator tries to generate a fake image 32F closer to the higher-resolution training image 31, and the discriminator tries to improve the accuracy of identification. A mathematical model (generator model) constructed as a result of the training is configured such that, by inputting an ophthalmic image having a low image resolution (for example, a base image described later), an ophthalmic image having a higher image resolution than the input image (for example, (A target image described later) can be generated.

なお、前述したように、本実施形態では、訓練データセットに含まれる高解像度画像と低解像度画像は、同一の眼科画像撮影装置11Aによって撮影された画像(詳細には、同一の眼科画像撮影装置11Aによって撮影された画像に基づく画像)である。従って、高解像度画像と低解像度画像の色味、画像に含まれるノイズの量、アーチファクト、光学分解能、撮影画角、撮影時の組織の状態等が近似しやすい。よって、数学モデルが適切に訓練される。   As described above, in the present embodiment, the high-resolution image and the low-resolution image included in the training data set are images captured by the same ophthalmologic image capturing device 11A (specifically, the same ophthalmologic image capturing device). 11A). Therefore, the colors of the high-resolution image and the low-resolution image, the amount of noise included in the images, artifacts, optical resolution, the angle of view, the state of the tissue at the time of imaging, and the like are easily approximated. Thus, the mathematical model is properly trained.

また、本実施形態では、複数の訓練データセットの少なくともいずれかに用いられる低解像度訓練画像には、画像領域の少なくとも一部に対して劣化処理が行われている。従って、構築された数学モデルに入力される眼科画像(例えば、後述する基画像)の少なくとも一部の画質が良好でない場合でも、良好でない画質の影響が軽減された画像が出力される。   Further, in the present embodiment, the low-resolution training image used for at least one of the plurality of training data sets is subjected to the deterioration process on at least a part of the image region. Therefore, even when the image quality of at least a part of the ophthalmic image (for example, a base image described later) input to the constructed mathematical model is not good, an image in which the influence of the poor image quality is reduced is output.

図2の説明に戻る。数学モデルの構築が完了するまで(S6:NO)、S1〜S5の処理が繰り返される。数学モデルの構築が完了すると(S6:YES)、数学モデル構築処理は終了する。構築された数学モデルを実現させるプログラムおよびデータは、眼科画像処理装置21に組み込まれる。   Returning to the description of FIG. Until the construction of the mathematical model is completed (S6: NO), the processing of S1 to S5 is repeated. When the construction of the mathematical model is completed (S6: YES), the mathematical model construction processing ends. The program and data for realizing the constructed mathematical model are incorporated in the ophthalmologic image processing apparatus 21.

(眼科画像処理)
図5を参照して、眼科画像処理装置21が実行する眼科画像処理について説明する。眼科画像処理は、記憶装置24に記憶された眼科画像処理プログラムに従って、CPU23によって実行される。
(Ophthalmological image processing)
The ophthalmologic image processing performed by the ophthalmologic image processing device 21 will be described with reference to FIG. The ophthalmologic image processing is executed by the CPU 23 in accordance with the ophthalmologic image processing program stored in the storage device 24.

まず、CPU23は、眼科画像撮影装置11Bによって撮影された眼科画像である基画像を取得する(S11)。なお、本実施形態では、眼科画像撮影装置11Bは、基画像を連続して(つまり、動画で)撮影する。CPU23は、連続して撮影された基画像を、順次取得する。   First, the CPU 23 acquires a base image which is an ophthalmologic image captured by the ophthalmologic image capturing apparatus 11B (S11). In the present embodiment, the ophthalmologic image photographing apparatus 11B continuously photographs the base image (that is, a moving image). The CPU 23 sequentially acquires the base images that have been continuously photographed.

本実施形態における基画像は、前述した高解像度訓練画像31および低解像度訓練画像32と同様に、被検眼の眼底のOCTアンジオ画像である。また、本実施形態における基画像は、前述した高解像度訓練画像31よりも画像解像度が低い画像である。一例として、本実施形態の眼科撮影装置11Bは、高解像度訓練画像31と同様の広さの撮影領域(例えば、6mm×6mmの撮影領域)を、高解像度訓練画像31の解像度よりも低い解像度(例えば、256pt×256pt)で撮影することで、基画像のデータを生成する。従って、基画像を撮影する際の撮影時間は、高解像度訓練画像31を撮影する際の撮影時間よりも短くなる。よって、基画像を撮影する際には、被検眼の動き(例えば、固視微動およびまばたき等)の影響、被検眼の動きに撮影領域を追従させるトラッキング動作の負担等が、高解像度訓練画像31を撮影する場合に比べて低下する。なお、目的画像が取得される場合、眼科画像撮影装置11Bは、基画像の撮影領域を、高解像度訓練画像31と同等の撮影領域に自動的に設定する。その結果、基画像および目的画像がより円滑に取得される。   The base image in the present embodiment is an OCT angio image of the fundus of the subject's eye, like the high-resolution training image 31 and the low-resolution training image 32 described above. Further, the base image in the present embodiment is an image whose image resolution is lower than that of the high-resolution training image 31 described above. As an example, the ophthalmologic imaging apparatus 11 </ b> B of the present embodiment converts an imaging area (for example, an imaging area of 6 mm × 6 mm) having the same size as the high-resolution training image 31 with a resolution lower than the resolution of the high-resolution training image 31 ( For example, data of a base image is generated by shooting at 256 pt × 256 pt). Therefore, the photographing time for photographing the base image is shorter than the photographing time for photographing the high-resolution training image 31. Therefore, when capturing the base image, the effects of the movement of the subject's eye (for example, fine fixation and blinking), the burden of the tracking operation for following the movement of the subject's eye in the imaging area, and the like are caused by the high-resolution training image 31. Is lower than when photographing. When the target image is acquired, the ophthalmologic image photographing apparatus 11B automatically sets the photographing region of the base image to a photographing region equivalent to the high-resolution training image 31. As a result, the base image and the target image are obtained more smoothly.

次いで、CPU23は、前述した数学モデルに基画像を入力することで、基画像よりも画像解像度が高い目的画像を取得する(S12)。なお、本実施形態では、CPU23は、連続して取得される基画像を数学モデルに順次入力することで、目的画像を連続して取得する。   Next, the CPU 23 obtains a target image having a higher image resolution than the base image by inputting the base image into the mathematical model described above (S12). In the present embodiment, the CPU 23 successively acquires the target images by sequentially inputting the successively acquired base images to the mathematical model.

次いで、CPU23は、表示装置28に目的画像を表示させる指示が入力されているか否かを判断する(S14)。本実施形態では、ユーザは、目的画像、基画像、および、目的画像と基画像の両方のいずれを表示装置28に表示させるかの指示を、操作部27を操作することで眼科画像処理装置21に入力することができる。目的画像を表示させる指示が入力されていなければ(S14:NO)、処理はそのままS17へ移行する。目的画像を表示させる指示が入力されている場合(S14:YES)、CPU23は、目的画像を表示装置28に表示させる(S15)。詳細には、本実施形態のS15では、S12で連続して取得される複数の目的画像が表示装置28に順次表示されることで、組織の動画が表示される。つまり、眼科画像撮影装置11Bによってその時点で撮影されている基画像(原画像)の動画に基づいて、撮影中の組織の高解像度の動画がリアルタイムに表示装置28に表示される。なお、CPU23は、S12で連続して取得される複数の目的画像に基づいて、目的画像の動画のデータを生成し、記憶装置に記憶させてもよい。   Next, the CPU 23 determines whether or not an instruction to display the target image on the display device 28 has been input (S14). In the present embodiment, the user operates the operation unit 27 to issue a target image, a base image, and an instruction on which of the target image and the base image to display on the display device 28. Can be entered. If the instruction to display the target image has not been input (S14: NO), the process proceeds to S17. If the instruction to display the target image has been input (S14: YES), the CPU 23 displays the target image on the display device 28 (S15). More specifically, in S15 of the present embodiment, a plurality of target images continuously acquired in S12 are sequentially displayed on the display device 28, so that a moving image of the organization is displayed. That is, a high-resolution moving image of the tissue being captured is displayed on the display device 28 in real time based on the moving image of the base image (original image) captured by the ophthalmologic image capturing device 11B at that time. The CPU 23 may generate moving image data of the target image based on the plurality of target images continuously acquired in S12 and store the data in the storage device.

なお、眼科画像処理装置21は、目的画像、基画像、および、目的画像と基画像の両方のいずれを表示装置28に表示させるかの指示を、種々の方法で入力することができる。例えば、CPU23は、目的画像の表示指示を入力するアイコン、基画像の表示指示を入力するアイコン、および、両方の画像の表示指示を入力するアイコンを、表示装置28に表示させてもよい。ユーザは、希望するアイコンを選択することで、表示指示を眼科画像処理装置21に入力してもよい。   Note that the ophthalmologic image processing apparatus 21 can input the target image, the base image, and an instruction on which of the target image and the base image to display on the display device 28 by various methods. For example, the CPU 23 may cause the display device 28 to display an icon for inputting a display instruction for the target image, an icon for inputting a display instruction for the base image, and an icon for inputting a display instruction for both images. The user may input a display instruction to the ophthalmologic image processing apparatus 21 by selecting a desired icon.

次いで、CPU23は、表示装置28に基画像を表示させる指示が入力されているか否かを判断する(S17)。入力されていなければ(S17:NO)、処理はそのままS20へ移行する。基画像を表示させる指示が入力されている場合(S17:YES)、CPU23は、基画像を表示装置28に表示させる(S18)。詳細には、本実施形態のS18では、S11で連続して取得される複数の基画像が表示装置28に順次表示されることで、組織の動画が表示される。以上のように、CPU23は、ユーザによって入力された指示に応じて、目的画像と基画像を切り替えて表示装置28に表示させることができる。よって、ユーザは、目的画像と基画像の両方を容易に確認することができる。   Next, the CPU 23 determines whether or not an instruction to display the base image on the display device 28 has been input (S17). If it has not been input (S17: NO), the process proceeds directly to S20. If the instruction to display the base image has been input (S17: YES), the CPU 23 displays the base image on the display device 28 (S18). Specifically, in S18 of the present embodiment, a plurality of base images continuously acquired in S11 are sequentially displayed on the display device 28, so that a moving image of the tissue is displayed. As described above, the CPU 23 can switch between the target image and the base image to be displayed on the display device 28 according to the instruction input by the user. Therefore, the user can easily check both the target image and the base image.

次いで、CPU23は、目的画像と基画像を同時に表示装置28に表示させる指示が入力されているか否かを判断する(S20)。入力されていなければ(S20:NO)、処理はそのままS23へ移行する。同時表示指示が入力されていれる場合(S20:YES)、CPU23は、目的画像と基画像を同時に表示装置28に表示させる。詳細には、本実施形態のS20では、目的画像の動画と基画像の動画が共に表示装置28に表示される。   Next, the CPU 23 determines whether or not an instruction to simultaneously display the target image and the base image on the display device 28 has been input (S20). If not (S20: NO), the process proceeds to S23. When the simultaneous display instruction has been input (S20: YES), the CPU 23 causes the display device 28 to simultaneously display the target image and the base image. Specifically, in S20 of the present embodiment, both the moving image of the target image and the moving image of the base image are displayed on the display device 28.

なお、S15,S18,S21では、動画でなく静止画が表示されてもよい。CPU23は、ユーザによって入力される指示に応じて、動画の表示と静止画の表示を切り替えてもよい。また、CPU23は、動画および静止画を表示装置28に表示させずに、動画および静止画の少なくとも一方のデータを記憶装置24に保存させてもよい。   In S15, S18, and S21, a still image instead of a moving image may be displayed. The CPU 23 may switch between displaying a moving image and displaying a still image according to an instruction input by the user. Alternatively, the CPU 23 may cause the storage device 24 to store at least one data of the moving image and the still image without displaying the moving image and the still image on the display device 28.

次いで、CPU23は、表示を終了させる指示が入力されたか否かを判断する(S23)。入力されていなければ(S23:NO)、処理はS11へ戻り、S11〜S23の処理が繰り返される。表示を終了させる指示が入力されると(S23:YES)、CPU23は、目的画像(本実施形態では、連続して取得される複数の目的画像の少なくともいずれか)に対する各種解析処理を実行する(S24)。前述したように、目的画像の画像解像度は、基画像の画像解像度よりも高い。従って、目的画像に対する解析処理を実行することで、基画像に対する解析処理を実行する場合に比べて解析精度が向上する。なお、解析処理の具体的な内容は、適宜選択できる。一例として、本実施形態のS24では、眼底の血管密度(例えば、中心窩無灌流領域周囲の血管密度等)が解析される。   Next, the CPU 23 determines whether an instruction to end the display has been input (S23). If not (S23: NO), the process returns to S11, and the processes of S11 to S23 are repeated. When an instruction to end the display is input (S23: YES), the CPU 23 executes various analysis processes on the target image (in the present embodiment, at least one of a plurality of target images acquired continuously) ( S24). As described above, the image resolution of the target image is higher than the image resolution of the base image. Therefore, by performing the analysis process on the target image, the analysis accuracy is improved as compared with the case where the analysis process is performed on the base image. Note that the specific contents of the analysis processing can be appropriately selected. As an example, in S24 of the present embodiment, the blood vessel density of the fundus oculi (for example, the blood vessel density around the fovea non-perfusion region) is analyzed.

また、目的画像を表示させるタイミングには、例えば、眼科画像撮影装置11Bによる撮影中にリアルタイムで表示させるタイミング、撮影された画像が良好であるか否かをユーザに確認させるタイミング、撮影後に解析結果またはレポートと共に表示させるタイミング等、複数のタイミングがある。CPU23は、目的画像を表示させることが可能な複数のタイミングのそれぞれに対し、目的画像、基画像、および、目的画像と基画像の両方のいずれを表示装置28に表示させるかの指示を、別々に入力することができる。つまり、ユーザは、目的画像を表示させることが可能なタイミングに応じて、目的画像、基画像、および、目的画像と基画像の両方のいずれを表示装置28に表示させるかを、予め設定しておくことができる。その結果、ユーザの利便性がさらに向上する。   Examples of the timing at which the target image is displayed include a timing at which the target image is displayed in real time during imaging by the ophthalmologic imaging apparatus 11B, a timing at which the user confirms whether or not the captured image is good, and an analysis result after imaging. Alternatively, there are a plurality of timings, such as timings to be displayed together with the report. The CPU 23 separately issues a target image, a base image, and an instruction on which of the target image and the base image to display on the display device 28 at each of a plurality of timings at which the target image can be displayed. Can be entered. That is, the user sets in advance whether the target image, the base image, or both the target image and the base image are to be displayed on the display device 28 in accordance with the timing at which the target image can be displayed. I can put it. As a result, user convenience is further improved.

(合成画像生成処理)
図6を参照して、眼科画像処理装置21のCPU23が実行する合成画像生成処理について説明する。図6に示すように、合成画像40には、目的画像42と注目領域画像44が含まれる。目的画像は、図5のS12で説明したように、数学モデルに基画像を入力することで取得される、高解像度の眼科画像である。注目領域画像44は、眼科画像撮影装置11Bによって、基画像の撮影領域の一部の注目領域が撮影された画像である。注目領域画像44は、基画像の画像解像度よりも高い画像解像度で撮影されている。また、注目領域画像44は、眼科画像撮影装置11Bによって撮影された画像そのもの(つまり原画像)である。基画像の撮影領域に対する注目領域の位置、大きさ、および形状等の設定方法は、適宜選択できる。例えば、眼科画像撮影装置11Bは、ユーザによって入力される指示に応じて、基画像の撮影領域内に注目領域を設定してもよい。また、眼科画像撮影装置11Bは、基画像に対して画像処理等を行うことで、基画像における特徴部位(例えば、黄斑、視神経乳頭、および眼底血管等の少なくともいずれか)を検出し、特徴部位を基準として注目領域を自動で設定してもよい。
(Synthetic image generation processing)
With reference to FIG. 6, a composite image generation process executed by the CPU 23 of the ophthalmologic image processing apparatus 21 will be described. As shown in FIG. 6, the composite image 40 includes a target image 42 and an attention area image 44. The target image is a high-resolution ophthalmic image acquired by inputting the base image to the mathematical model, as described in S12 of FIG. The attention area image 44 is an image in which a part of the attention area of the imaging area of the base image is captured by the ophthalmologic image capturing apparatus 11B. The attention area image 44 is captured at an image resolution higher than the image resolution of the base image. The attention area image 44 is the image itself (that is, the original image) captured by the ophthalmologic image capturing apparatus 11B. A method of setting the position, size, shape, and the like of the attention area with respect to the shooting area of the base image can be appropriately selected. For example, the ophthalmologic image photographing apparatus 11B may set the attention area in the photographing area of the base image according to an instruction input by the user. Further, the ophthalmologic imaging apparatus 11B performs image processing or the like on the base image to detect a characteristic portion (for example, at least one of a macula, an optic disc, a fundus blood vessel, and the like) in the base image, and detects the characteristic portion. The attention area may be automatically set on the basis of.

眼科画像処理装置21のCPU23は、基画像および注目領域画像44を取得する。CPU23は、基画像を数学モデルに入力することで、基画像よりも画像解像度が高い目的画像42を取得する。CPU23は、目的画像42における注目領域に、注目領域画像44を合成することで、合成画像40を生成する。合成画像40によると、ユーザは、注目領域を原画像によって確認することができ、且つ、画像全体も高い解像度で確認することができる。   The CPU 23 of the ophthalmologic image processing apparatus 21 acquires the base image and the attention area image 44. The CPU 23 acquires the target image 42 having a higher image resolution than the base image by inputting the base image into the mathematical model. The CPU 23 generates a combined image 40 by combining the attention area image 44 with the attention area in the target image 42. According to the composite image 40, the user can confirm the attention area with the original image, and also can confirm the entire image at a high resolution.

上記実施形態で開示された技術は一例に過ぎない。従って、上記実施形態で例示された技術を変更することも可能である。まず、上記実施形態で例示された複数の技術のうちの一部のみを実行することも可能である。例えば、高解像度訓練画像としてパノラマ画像を用いる技術を採用せずに、低解像度訓練画像に対してノイズ付与処理およびぼかし付与処理の少なくとも一方を実行する技術を採用してもよい。   The technology disclosed in the above embodiment is merely an example. Therefore, it is also possible to change the technique exemplified in the above embodiment. First, it is also possible to execute only a part of the plurality of techniques exemplified in the above embodiment. For example, instead of employing a technique using a panoramic image as a high-resolution training image, a technique of executing at least one of a noise adding process and a blur applying process on a low-resolution training image may be adopted.

なお、図5のS11で基画像を取得する処理は、「基画像取得ステップ」の一例である。図5のS12で目的画像を取得する処理は、「目的画像取得ステップ」の一例である。図5のS21で目的画像と基画像を同時に表示させる処理は、「同時表示処理」および「同時表示ステップ」の一例である。図5のS14〜S18で基画像と目的画像を切り替えて表示させる処理は、「切替表示処理」および「切替表示ステップ」の一例である。図2のS1,S2で訓練データセットを取得する処理は、「画像セット取得ステップ」の一例である。図2のS5で数学モデルを構築する処理は、「訓練ステップ」の一例である。図2のS1でパノラマ画像を取得する処理は、「パノラマ画像取得ステップ」の一例である。図2のS2で低解像度訓練画像32を生成する処理は、「低解像度訓練画像生成ステップ」の一例である。図2のS3で低解像度訓練画像32にノイズを付与する処理、および、図2のS4で低解像度訓練画像32にぼかしを付与する処理は、「劣化処理」および「劣化ステップ」の一例である。   Note that the process of acquiring the base image in S11 of FIG. 5 is an example of a “base image acquisition step”. The process of acquiring the target image in S12 of FIG. 5 is an example of a “target image acquisition step”. The process of simultaneously displaying the target image and the base image in S21 of FIG. 5 is an example of the “simultaneous display process” and the “simultaneous display step”. The process of switching and displaying the base image and the target image in S14 to S18 in FIG. 5 is an example of “switching display process” and “switching display step”. The process of acquiring the training data set in S1 and S2 in FIG. 2 is an example of the “image set acquiring step”. The process of constructing a mathematical model in S5 of FIG. 2 is an example of a “training step”. The process of acquiring a panoramic image in S1 of FIG. 2 is an example of a “panoramic image acquiring step”. The process of generating the low-resolution training image 32 in S2 of FIG. 2 is an example of a “low-resolution training image generating step”. The process of giving noise to the low-resolution training image 32 in S3 of FIG. 2 and the process of giving blur to the low-resolution training image 32 in S4 of FIG. 2 are examples of “deterioration process” and “deterioration step”. .

1 数学モデル構築装置
3 CPU
4 記憶装置
11 眼科画像撮影装置
21 眼科画像処理装置
23 CPU
24 記憶装置
27 操作部
28 表示装置
30 訓練データセット
31 高解像度訓練画像
32 低解像度訓練画像
40 合成画像
42 目的画像
44 注目領域画像

1 Mathematical model construction device 3 CPU
4 Storage Device 11 Ophthalmologic Image Capturing Device 21 Ophthalmologic Image Processing Device 23 CPU
24 storage device 27 operation unit 28 display device 30 training data set 31 high-resolution training image 32 low-resolution training image 40 composite image 42 target image 44 area-of-interest image

Claims (11)

被検眼の組織の画像である眼科画像を処理する眼科画像処理装置であって、
前記眼科画像処理装置の制御部は、
眼科画像撮影装置によって撮影された眼科画像である基画像を取得し、
機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記基画像を入力することで、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得し、
前記数学モデルは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして訓練されていることを特徴とする眼科画像処理装置。
An ophthalmologic image processing apparatus that processes an ophthalmic image that is an image of a tissue of a subject's eye,
The control unit of the ophthalmologic image processing apparatus,
Obtain a base image that is an ophthalmic image taken by the ophthalmic image taking apparatus,
By inputting the base image to a mathematical model trained by a machine learning algorithm, to obtain a target image whose image resolution is higher than the image resolution of the base image,
The mathematical model is for inputting a low-resolution training image that is at least one ophthalmologic image among a set of a plurality of ophthalmologic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus, with the same tissue portion as a capturing target. An ophthalmologic image processing apparatus, wherein training data is trained as a high-resolution training image, which is an ophthalmologic image having a higher image resolution than the low-resolution training image, as training data for output.
請求項1に記載の眼科画像処理装置であって、
前記基画像、前記低解像度訓練画像、および前記高解像度訓練画像は、OCT装置によって撮影された前記被検眼の眼底のOCTアンジオ画像であることを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to claim 1,
The ophthalmologic image processing apparatus, wherein the base image, the low-resolution training image, and the high-resolution training image are OCT angio images of the fundus of the subject's eye captured by an OCT apparatus.
請求項1または2に記載の眼科画像処理装置であって、
複数の前記高解像度訓練画像の少なくともいずれかは、完全には重複しない複数の撮影領域の各々において撮影された複数の眼科画像を位置合わせすることで生成された、パノラマ画像であることを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to claim 1 or 2,
At least one of the plurality of high-resolution training images is a panoramic image generated by aligning a plurality of ophthalmic images captured in each of a plurality of imaging regions that do not completely overlap, and Ophthalmological image processing device.
請求項3に記載の眼科画像処理装置であって、
前記低解像度訓練画像の少なくともいずれかは、前記パノラマ画像の画像解像度を低下させることで生成された画像であることを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to claim 3,
An ophthalmologic image processing apparatus, wherein at least one of the low-resolution training images is an image generated by reducing the image resolution of the panoramic image.
請求項1から4のいずれかに記載の眼科画像処理装置であって、
前記低解像度訓練画像の少なくともいずれかには、画像領域の少なくとも一部に対し、画質を劣化させる劣化処理が行われていることを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An ophthalmologic image processing apparatus, characterized in that at least one of the low-resolution training images has been subjected to a deterioration process for deteriorating image quality on at least a part of an image region.
請求項1から5のいずれかに記載の眼科画像処理装置であって、
前記制御部は、前記基画像と前記目的画像を表示装置に同時に表示させる同時表示処理、および、入力された指示に応じて前記基画像と前記目的画像を切り替えて表示装置に表示させる切替表示処理の少なくとも一方を実行することを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The control unit performs a simultaneous display process of simultaneously displaying the base image and the target image on a display device, and a switching display process of switching between the base image and the target image according to an input instruction and displaying the target image on a display device. An ophthalmologic image processing apparatus that performs at least one of the following.
請求項1から5のいずれかに記載の眼科画像処理装置であって、
前記制御部は、
前記眼科画像撮影装置によって連続して撮影される前記基画像を順次取得し、
取得した前記基画像を前記数学モデルに順次入力することで、前記目的画像を連続して取得し、
取得した前記複数の目的画像に基づいて、前記組織の動画データを生成することを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The control unit includes:
Acquiring the base images sequentially taken by the ophthalmologic imaging apparatus sequentially,
By sequentially inputting the acquired base image to the mathematical model, the target image is continuously obtained,
An ophthalmologic image processing apparatus that generates moving image data of the tissue based on the acquired target images.
請求項1から7のいずれかに記載の眼科画像処理装置であって、
前記制御部は、
前記眼科画像撮影装置によって、前記基画像の撮影領域の一部の注目領域が撮影された眼科画像であり、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い画像である注目領域画像を取得し、
前記目的画像における前記注目領域に、前記注目領域画像を合成することを特徴とする眼科画像処理装置。
The ophthalmologic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The control unit includes:
The ophthalmologic image capturing apparatus is an ophthalmologic image in which a part of the attention area of the imaging area of the base image is captured, and obtains an attention area image in which the image resolution is higher than the image resolution of the base image.
An ophthalmologic image processing apparatus, wherein the attention area image is combined with the attention area in the target image.
参照光と、被検眼の組織に照射された測定光の反射光とによるOCT信号を処理することで、前記組織の眼科画像を撮影するOCT装置であって、
前記OCT装置の制御部は、
撮影した眼科画像を基画像として取得し、
機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記基画像を入力することで、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得し、
前記数学モデルは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして訓練されていることを特徴とするOCT装置。
An OCT apparatus that captures an ophthalmologic image of the tissue by processing the OCT signal based on the reference light and the reflected light of the measurement light applied to the tissue of the subject's eye,
The control unit of the OCT apparatus includes:
Acquire the captured ophthalmic image as a base image,
By inputting the base image to a mathematical model trained by a machine learning algorithm, to obtain a target image whose image resolution is higher than the image resolution of the base image,
The mathematical model is for inputting a low-resolution training image that is at least one ophthalmologic image among a set of a plurality of ophthalmologic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus, with the same tissue portion as a capturing target. An OCT apparatus wherein training data is trained, and a high-resolution training image, which is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image, is trained as output training data.
被検眼の組織の画像である眼科画像を処理する眼科画像処理装置によって実行される眼科画像処理プログラムであって、
前記眼科画像処理プログラムが前記眼科画像処理装置の制御部によって実行されることで、
眼科画像撮影装置によって撮影された眼科画像である基画像を取得する基画像取得ステップと、
機械学習アルゴリズムによって訓練された数学モデルに前記基画像を入力することで、画像解像度が前記基画像の画像解像度よりも高い目的画像を取得する目的画像取得ステップと、
を前記眼科画像処理装置に実行させ、
前記数学モデルは、同一の組織の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして訓練されていることを特徴とする眼科画像処理プログラム。
An ophthalmologic image processing program executed by an ophthalmologic image processing apparatus that processes an ophthalmologic image that is an image of a tissue of an eye to be examined,
The ophthalmologic image processing program is executed by the control unit of the ophthalmologic image processing apparatus,
A base image obtaining step of obtaining a base image which is an ophthalmologic image taken by the ophthalmologic imaging apparatus,
By inputting the base image into a mathematical model trained by a machine learning algorithm, a target image obtaining step of obtaining a target image whose image resolution is higher than the image resolution of the base image,
Is executed by the ophthalmic image processing apparatus,
The mathematical model is for inputting a low-resolution training image that is at least one ophthalmologic image among a set of a plurality of ophthalmologic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus, with a portion of the same tissue being a capturing target. An ophthalmologic image processing program, wherein training data is trained as output training data, which is a high-resolution training image that is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image.
機械学習アルゴリズムによって訓練されることで構築され、基画像が入力されることで目的画像を出力する数学モデルを構築する数学モデル構築装置によって実行される数学モデル構築方法であって、
被検眼の組織の同一の部位を撮影対象とし、且つ、同一の眼科画像撮影装置によって撮影された複数の眼科画像のセットを取得する画像セット取得ステップと、
前記セットのうち、少なくとも1つの眼科画像である低解像度訓練画像を入力用訓練データとし、前記低解像度訓練画像よりも画像解像度が高い眼科画像である高解像度訓練画像を出力用訓練データとして前記数学モデルを訓練させることで、前記数学モデルを構築する訓練ステップと、
を含む数学モデル構築方法。

A mathematical model construction method that is constructed by being trained by a machine learning algorithm and executed by a mathematical model construction device that constructs a mathematical model that outputs a target image when a base image is input,
An image set obtaining step of obtaining a set of a plurality of ophthalmic images captured by the same ophthalmologic image capturing apparatus, with the same portion of the tissue of the subject's eye being captured, and
In the set, a low-resolution training image that is at least one ophthalmic image is used as input training data, and a high-resolution training image that is an ophthalmic image having a higher image resolution than the low-resolution training image is used as output training data. Training a model to train the mathematical model;
Mathematical model construction method including.

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