JP2021062101A - Image processing device, image processing method, and image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program.
眼底画像から血管の交差・分岐部位を抽出する方法が開示されている(下記特許文献1を参照。)。眼底画像から渦静脈の位置を検出することが求められている。
A method for extracting a crossing / branching site of a blood vessel from a fundus image is disclosed (see
第1開示技術の画像処理装置は、眼底画像データから生成された脈絡膜血管データを取得する取得部と、前記眼底画像データの中の第1領域を設定し、前記第1領域周辺の脈絡膜血管データの特徴量に基づいて、渦静脈位置を決定する決定部と、前記渦静脈位置を出力する出力部と、を備える。 The image processing apparatus of the first disclosure technique sets an acquisition unit for acquiring choroidal blood vessel data generated from fundus image data and a first region in the fundus image data, and choroidal blood vessel data around the first region. It is provided with a determination unit for determining the vortex vein position based on the feature amount of the above, and an output unit for outputting the vortex vein position.
第2開示技術の画像処理方法は、プログラムを実行するプロセッサと、前記プログラムを記憶する記憶デバイスと、を有する画像処理装置が実行する画像処理方法であって、前記プロセッサは、眼底画像データから生成された脈絡膜血管データを取得する取得処理と、前記眼底画像データの中の第1領域を設定し、前記第1領域周辺の脈絡膜血管データの特徴量に基づいて、渦静脈位置を決定する決定処理と、前記決定処理による決定結果を出直する出力処理と、を実行する。 The image processing method of the second disclosure technique is an image processing method executed by an image processing apparatus having a processor that executes a program and a storage device that stores the program, and the processor generates from fundus image data. Acquisition process for acquiring the choroidal blood vessel data, and determination process for setting the first region in the fundus image data and determining the vortex vein position based on the feature amount of the choroidal blood vessel data around the first region. And the output process of outputting the decision result by the decision process.
第3開示技術の画像処理プログラムは、プロセッサに、眼底画像データから生成された脈絡膜血管データを取得する取得処理と、前記眼底画像データの中の第1領域を設定し、前記第1領域周辺の脈絡膜血管データの特徴量に基づいて、渦静脈位置を決定する決定処理と、前記決定処理による決定結果を出力する出力処理と、を実行させる。 The image processing program of the third disclosure technique sets an acquisition process for acquiring choroidal blood vessel data generated from the fundus image data and a first region in the fundus image data in the processor, and sets the first region in the fundus image data around the first region. A determination process for determining the position of the vortex vein and an output process for outputting the determination result by the determination process are executed based on the feature amount of the choroidal blood vessel data.
<眼科システムのシステム構成例>
図1は、眼科システムのシステム構成例を示す説明図である。眼科システム100は、眼科装置101と、画像処理装置102と、端末103と、を有する。眼科装置101、画像処理装置102、および端末103は、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネットなどのネットワーク104を介して通信可能に接続される。
<System configuration example of ophthalmic system>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system configuration example of an ophthalmic system. The
眼科装置101は、患者の被検眼105を撮像して眼底画像データ110を生成する。眼科装置101は、たとえば、被検眼105にレーザ光を走査し眼底からの反射光に基づいて眼底画像データ110を生成する走査型レーザ検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope:SLO)である。眼科装置101は、生成した眼底画像データ110を画像処理装置や端末に送信する。
The
被検眼105は、内部に多数の脈絡膜血管106を有する。脈絡膜とは、被検眼105の眼球壁を構成する薄膜であり、脈絡膜血管106とは、脈絡膜に存在する血管である。太さの異なる脈絡膜血管106が多数存在する脈絡膜の深部(脈絡膜と強膜との境界付近)には、渦静脈107が存在する。解剖学的には、渦静脈107は、脈絡膜血管106が集中する血管部位であり、眼球に流れ込んだ血液の排出路である。渦静脈107は、脈絡膜血管106の一部である。渦静脈107は3〜7つ存在し、眼底周辺部(眼球の赤道部付近)に存在している。なお、眼科装置101は、渦静脈107の存在している眼底周辺の領域を撮影可能な画角を有するものとする。
The
画像処理装置102は、眼科装置101からの眼底画像データ110から、画像解析により渦静脈107を検出する。端末103は、画像処理装置102からの検出結果を表示する。眼科装置101、画像処理装置102、および端末103は、それぞれ別の装置として説明したが、これらのうち少なくとも2つは1つの装置で構成されてもよい。
The
<二値化画像データ例>
図2は、眼底画像データ110を二値化処理した二値化画像データの一例を示す説明図である。二値化画像データCは、画像処理装置102により、眼底画像データ110を二値化処理した画像データである。なお、二値化画像データCの横方向をX方向、X方向に直交する方向をY方向とする。なお、本明細書では、脈絡膜血管106を白画素で示し、背景を黒画素で示すが、脈絡膜血管106を黒画素で示し、背景を白画素で示してもよい。
<Example of binarized image data>
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of binarized image data obtained by binarizing the
図2において、探索領域Aは、二値化画像データCの一部の領域であり、画素Pを中心位置とする。図2において白画素領域である血管画素領域Dは、二値化処理による脈絡膜血管106の検出結果である(血管検出結果Dと表記する場合もある)。
In FIG. 2, the search area A is a part of the binarized image data C, and the pixel P is the center position. The blood vessel pixel region D, which is the white pixel region in FIG. 2, is the detection result of the
血管画素領域Dには、脈絡膜血管106、渦静脈107のほか、誤検出された画素も含まれる。また、眼底画像データ110のコントラストが低いなどの理由により、一部の脈絡膜血管106や渦静脈107が検出されていない場合もある。
The blood vessel pixel region D includes
<コンピュータのハードウェア構成例>
図3は、コンピュータ(画像処理装置102および端末103)のハードウェア構成例を示すブロック図である。コンピュータ300は、プロセッサ301と、記憶デバイス302と、入力デバイス303と、出力デバイス304と、通信インターフェース(通信IF)305と、を有する。プロセッサ301、記憶デバイス302、入力デバイス303、出力デバイス304、および通信IF305は、バス306により接続される。
<Computer hardware configuration example>
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration example of a computer (
プロセッサ301は、コンピュータ300を制御する。記憶デバイス302は、プロセッサ301の作業エリアとなる。また、記憶デバイス302は、各種プログラムやデータを記憶する非一時的なまたは一時的な記録媒体である。記憶デバイス302としては、たとえば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリがある。
The
入力デバイス303は、データを入力する。入力デバイス303としては、たとえば、キーボード、マウス、タッチパネル、テンキー、スキャナがある。出力デバイス304は、データを出力する。出力デバイス304としては、たとえば、ディスプレイ、プリンタがある。通信IF305は、ネットワークと接続し、データを送受信する。
The
<画像処理装置102の機能的構成例>
図4は、画像処理装置102の機能的構成例を示すブロック図である。画像処理装置102は、画像取得部401と、血管取得部402と、決定部403と、出力部404と、を有する。画像取得部401、血管取得部402、決定部403、および出力部404は、具体的には、たとえば、図3に示した記憶デバイス302に記憶されたプログラムを、プロセッサ301に実行させることにより実現される。
<Example of functional configuration of
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration example of the
画像取得部401は、眼底画像データ110を取得する。眼底画像データ110の取得元は、眼科装置101、端末103、または図示しないコンピュータでもよい。血管取得部402は、眼底画像データ110から脈絡膜血管106の血管画素領域Dを検出する。決定部403は、血管取得部402による血管検出結果D内の着目領域Pと、着目領域Pを除く血管検出結果D内の残余の血管画素領域と、の状態に基づいて、着目領域Pを渦静脈候補に決定する。出力部404は、決定部403による決定結果を出力する。決定結果は、二値化画像データCにおける渦静脈候補の座標位置である。また、決定結果には、当該座標位置が、血管検出結果Dの位置であるか否かを示す情報が含まれてもよい。
The
図5は、画像処理装置102による渦静脈107の検出処理手順例を示すフローチャートである。画像処理装置102は、画像取得部401により、眼底画像データ110を取得する(ステップS501)。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a detection processing procedure for the
つぎに、画像処理装置102は、血管取得部402により、眼底画像データ110から脈絡膜血管106の血管画素領域Dを取得する(ステップS502)。具体的には、たとえば、血管取得部402は、グレースケールの眼底画像データ110を強調した後、所定の閾値を設定する等の方法により二値化処理を行い二値化画像データに変換する。
Next, the
たとえば、血管取得部402は、眼底画像データ110の各画素の輝度値に関して二値化処理することで、二値化画像データCに変換してもよく、深層学習で得られた予測結果に基づき二値化画像データCに変換してもよい。そして、血管取得部402は、二値化画像データCの血管画素領域を脈絡膜血管106の血管画素領域Dとして検出する。
For example, the blood
つぎに、画像処理装置102は、決定部403により、渦静脈位置決定処理を実行する(ステップS503)。渦静脈位置決定処理(ステップS503)は、血管検出結果Dから渦静脈107の位置を決定する処理である。渦静脈位置決定処理(ステップS503)の詳細は後述する。血管検出結果Dは脈絡膜血管の走行方向、血管径(血管の太さ)血管の面積、血管の分岐/合流などの脈絡膜血管のネットワークや構造を示す脈絡膜血管情報ともいえる。血管走行方向だけでなく、血管の太さや血管の分岐点/合流点を組み合わせて、高精度で渦静脈位置を検出することが可能となる。
Next, the
つぎに、画像処理装置102は、出力部404により、渦静脈107に関するデータを出力する(ステップS504)。具体的には、たとえば、出力部404は、渦静脈107に関するデータを画像処理装置102の出力デバイス304に出力し、端末103にて表示可能にする。また、出力部404は、渦静脈107に関するデータを端末103に送信する。この場合、端末103は、渦静脈107に関するデータを、端末103の出力デバイス304で表示可能に出力する。渦静脈107に関するデータとは、血管検出結果Dにおいて渦静脈107の位置が特定されたデータを含む。さらに、渦静脈107に関するデータには、複数の渦除脈を識別するIDや、黄斑や視神経乳頭などからの距離や角度などのデータを含むようにしてもよい。
Next, the
<出力画面例>
図6は、出力デバイス304での出力画面例を示す説明図である。出力画面600は、第1表示領域601と、第2表示領域602と、第3表示領域603と、を有する。第1表示領域601には、今回(2019/07/16)の撮影で得られたグレースケールの眼底画像611と、今回の撮影で得られた二値化画像612と、が表示されている。二値化画像612は、渦静脈107の画像613を含む。第2表示領域602には、前回(2019/04/16)の撮影で得られたグレースケールの眼底画像621と、前回の撮影で得られた二値化画像622と、が表示されている。二値化画像622は、渦静脈107の画像623を含む。
<Output screen example>
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an output screen in the
ユーザは、眼底画像611,621と、二値化画像612,622と、を比較することにより、眼底画像611,621では視認できなかった渦静脈107の画像613,623とその位置を二値化画像612,622で視認することができる。
By comparing the
第3表示領域には、経過観察に関する情報が表示される。経過観察に関する情報には、眼底画像611の部分拡大領域631の画像、二値化画像612の部分拡大領域632の画像、眼底画像621の部分拡大領域641の画像、二値化画像622の部分拡大領域642の画像が含まれる。部分拡大領域631、632、部分拡大領域641および部分拡大領域642は渦静脈107の位置を含み、部分拡大領域632,642には、渦静脈107の画像613,623が表示される。
Information about follow-up is displayed in the third display area. The information regarding the follow-up includes the image of the partially
また、経過観察に関する情報には、血管径の経過情報630が含まれる。血管径とは、脈絡膜血管106の直径である。膨大部61とは、複数の脈絡膜血管106の一端が集約される血管部位、すなわち、渦静脈107である。周辺部62とは、膨大部61に接続される複数の脈絡膜血管106である。周辺部62を構成する脈絡膜血管106は複数存在するため、周辺部62の血管径は、複数の脈絡膜血管106の統計値(たとえば、平均値、最大値、最小値、中央値)でもよい。また、血管径の測定位置は、たとえば、入力デバイスを操作することで指定される。
In addition, the information regarding the follow-up includes the follow-up
以下に、渦静脈位置決定処理(ステップS503)についての実施例1〜実施例3を説明する。実施例1〜実施例3はそれぞれ、血管取得部402による血管検出結果D内の着目領域Pと、着目領域Pを除く血管検出結果D内の残余の血管画素領域と、の状態に基づいて渦静脈の位置を決定処理を具体化した例である。
Examples 1 to 3 of the vortex vein position determination process (step S503) will be described below. Each of Examples 1 to 3 is a vortex based on the state of the region of interest P in the blood vessel detection result D by the blood
実施例1は、渦静脈位置決定処理(ステップS503)の例1を示す。渦静脈位置決定処理(ステップS503)の例1は、血管検出結果D内の着目領域Pと、着目領域Pを除く血管検出結果D内の残余の血管画素領域とが連結している数に基づいて渦静脈の位置を決定する処理である。 Example 1 shows Example 1 of the vortex vein positioning process (step S503). Example 1 of the vortex vein position determination process (step S503) is based on the number in which the region of interest P in the blood vessel detection result D and the remaining blood vessel pixel region in the blood vessel detection result D excluding the region of interest P are connected. This is the process of determining the position of the vortex vein.
図7は、実施例1にかかる二値化画像データCの一部の探索領域Aの拡大図である。探索領域Aは、二値化画像データC内において、着目領域Pを中心とする矩形領域である。図7では、例として45×35画素とした。着目領域Pは1以上の画素である。図7では、1×1画素とした。除外領域Bは、着目領域Pを中心とする矩形領域である。除外領域Bは、着目領域Pを包含し、かつ、探索領域Aに包含される領域である。図7では、例として9×9画素とした。除外領域Bの形状は、矩形には限定されず、矩形以外の多角形でもよい。本実施例では除外領域Bは単一領域としたが、複数の矩形から成る領域で構成されていても良い。またこの場合、点Pは除外領域に含まれていなくても良い。 FIG. 7 is an enlarged view of a part of the search area A of the binarized image data C according to the first embodiment. The search area A is a rectangular area centered on the area of interest P in the binarized image data C. In FIG. 7, 45 × 35 pixels are used as an example. The region of interest P is one or more pixels. In FIG. 7, it is 1 × 1 pixel. The exclusion area B is a rectangular area centered on the area of interest P. The exclusion area B is an area that includes the area of interest P and is included in the search area A. In FIG. 7, 9 × 9 pixels are used as an example. The shape of the exclusion region B is not limited to a rectangle, and may be a polygon other than a rectangle. In this embodiment, the exclusion area B is a single area, but it may be composed of a plurality of rectangular areas. In this case, the point P does not have to be included in the exclusion region.
着目領域Pは、二値化画像データC内でラスタスキャンされる。したがって、着目領域Pを中心とする探索領域Aおよび除外領域Bも着目領域Pのラスタスキャンに追従する。着目領域Pのストライド(移動前の着目領域Pと移動後の着目領域Pとの間隔)は、着目領域Pの移動前の除外領域Bと移動後の除外領域Bとが重複または隣接するような間隔でよい。 The region of interest P is raster-scanned in the binarized image data C. Therefore, the search area A and the exclusion area B centered on the area of interest P also follow the raster scan of the area of interest P. The stride of the region of interest P (the distance between the region of interest P before movement and the region of interest P after movement) is such that the exclusion region B before movement and the exclusion region B after movement of the region of interest P overlap or are adjacent to each other. It may be an interval.
図2に示したように、除外領域Bの設定前における着目領域Pを除く血管検出結果D内の残余の白画素連結領域DWは1個である。白画素連結領域DWとは複数の白画素同士が連結している状態にある領域である、ここで、同一色(ここでは白色)の画素の連結とは、注目する画素に対し上下(Y方向)左右(X方向)に隣接する周囲4画素と同一色か考慮する場合と、さらに右斜め上、左斜め上、右斜め下、および左斜め下の4画素を含む周囲8画素と同一色か考慮する場合と、がある。本実施例では、特に断りがない限り、連結の定義として、注目する白画素に対し、周囲8画素を考慮する方法を採用した。図2ではすべての白画素が連結しているので、白画素連結領域DWの個数は1となる。 As shown in FIG. 2, the remaining white pixel connecting region DW in the blood vessel detection result D excluding the region of interest P before the exclusion region B is set is one. The white pixel connection area DW is an area in which a plurality of white pixels are connected to each other. Here, the connection of pixels of the same color (here, white) means up and down (Y direction) with respect to the pixel of interest. ) When considering whether it is the same color as the surrounding 4 pixels adjacent to the left and right (X direction), and whether it is the same color as the surrounding 8 pixels including the 4 pixels diagonally above right, diagonally above left, diagonally below right, and diagonally below left There are cases to consider. In this embodiment, unless otherwise specified, a method of considering the surrounding 8 pixels with respect to the white pixel of interest is adopted as the definition of connection. In FIG. 2, since all the white pixels are connected, the number of white pixel connecting regions DW is 1.
図7のように除外領域Bが設定されると、血管画素領域Dが変更される。つまり、図2で1個であった白画素連結領域DWは除外領域Bによって分断され、図7に示すようにFa,Fb,Fc,Fd,Feの5個の白画素連結領域DWに分断される。これら5つの白画素連結領域DWは除外領域Bと連結している。よって、図7の着目領域Pにおける除外領域Bに連結している白画素連結領域DWの数はFa,Fb,Fc,Fd,Feの5個である。 When the exclusion region B is set as shown in FIG. 7, the blood vessel pixel region D is changed. That is, the white pixel connecting region DW, which was one in FIG. 2, is divided by the exclusion region B, and is divided into five white pixel connecting regions DW of Fa, Fb, Fc, Fd, and Fe as shown in FIG. To. These five white pixel connecting regions DW are connected to the exclusion region B. Therefore, the number of white pixel connecting regions DW connected to the exclusion region B in the region of interest P in FIG. 7 is 5 of Fa, Fb, Fc, Fd, and Fe.
このようにして、決定部403は、着目領域Pをスキャンしていくことにより除外領域Bを移動させ、移動後の着目領域Pの位置において、除外領域Bに接続している白画素連結領域DWの数をカウントする処理を行う。探索領域A内の血管画素(白画素)のすべてについてスキャンすることにより、探索領域A内の血管画素の各画素に対して連結数を得ることができる。
In this way, the
図8は、探索領域A内において着目領域Pを除外領域Bでラスタスキャンしたスキャン結果を示す説明図である。スキャン結果800の各画素の位置は、探索領域Aの各画素の位置に対応する。スキャン結果800において、黒画素は探索領域Aの背景(血管以外の眼底領域を示す画素)を示し、白画素は探索領域Aの血管検出結果Dの画素(血管を示す画素)を示す。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a scan result in which the region of interest P is raster-scanned in the exclusion region B in the search region A. The position of each pixel in the
画素内の数値は、当該画素が着目領域Pとなった場合において除外領域Bに連結される探索領域A内の白画素連結領域DWの個数N2である。図7の場合、N2=5である。決定部403は、個数N2から、除外領域Bが設定されていない状態での探索領域A内における血管検出結果Dの白画素連結領域DWの個数N1を引いた差分値Nに基づいて、着目領域Pを渦静脈候補に決定する。図7の場合、N1=1(図2を参照)である。したがって、差分値Nは、N2−N1=4である。差分値Nは、除外領域Bの設定前後の白画素連結領域DWの個数の変化量となる。すなわち、変化量が大きいほど渦静脈候補として決定されやすくなる。
The numerical value in the pixel is the number N2 of the white pixel connection region DW in the search region A connected to the exclusion region B when the pixel becomes the region of interest P. In the case of FIG. 7, N2 = 5. The
決定部403は、スキャン結果800において、差分値Nに基づいて、着目領域Pを渦静脈候補に決定する。具体的には、たとえば、決定部403は、差分値Nが最大となる画素を渦静脈候補に決定する。図8の例では、画素内の数値N2=6が最大値となり、差分値N=5となるため、当該画素が渦静脈候補に決定される。すなわち、当該画素の座標位置が渦静脈候補の位置となる。これは、変化量が大きい画素の位置は当該画素の周囲に脈絡膜血管が多く存在していることを示しており、複数の脈絡膜血管が合流する渦静脈の特性を満たす可能性の高い位置と推測できるからである。
In the
また、決定部403は、差分値Nが第1しきい値以上となる画素を渦静脈候補に決定してもよい。図8の例において、第1しきい値を「4」とした場合、画素内の数値N2=5,6の画素の差分値Nは、N=4,5であるため、当該画素が渦静脈候補に決定される。また、決定部403は、差分値Nが上位n番目(nは1以上の任意の整数)までの画素を渦静脈候補に決定してもよい。図8の例では、画素内の数値N2=6,5,4,3,2,1の6種類であるため、差分値Nは、N=5,4,3,2,1,0の6種類である。n=3の場合、画素内の数値N2=4の画素の差分値N=3が上位3番目までの差分値Nであるため、画素内の数値「4」、「5」および「6」の画素が渦静脈候補に決定される。
Further, the
また、決定部403は、渦静脈候補とされた画素が複数存在する場合、渦静脈候補の画素と連結状態にある白画素の総数をカウントする。当該総数に基づいて、渦静脈候補の絞り込みを実行してもよい。具体的には、決定部403は、渦静脈候補の画素と連結状態にある白画素の総数が第2しきい値以上でない場合、当該渦静脈候補の画素を渦静脈候補から除外する。第2しきい値は、除外領域Bの画素数以上としてもよい。
Further, when there are a plurality of pixels that are candidates for the vortex vein, the
上述のように第2しきい値を設定することで、除外領域Bは、一般的な渦静脈107の大きさに対応するため、渦静脈107の検出精度の向上を図ることができる。なお、決定部403は、差分値Nではなく、単に、画素内の数値N2に基づいて、着目領域Pを渦静脈候補に決定してもよい。
By setting the second threshold value as described above, the exclusion region B corresponds to the size of a
なお、渦静脈候補となる着目領域Pの画素は、血管検出結果Dを構成する白画素には限定されず、血管検出結果Dではない背景を構成する黒画素でもよい。血管検出結果Dは、血管検出処理の精度に依存するため、血管検出結果Dにおいて渦静脈107として検出されるべき領域が検出されていない場合もある。したがって、黒画素が渦静脈候補に決定されてもよい。
The pixel of the region of interest P that is a candidate for a vortex vein is not limited to the white pixel that constitutes the blood vessel detection result D, and may be a black pixel that constitutes a background that is not the blood vessel detection result D. Since the blood vessel detection result D depends on the accuracy of the blood vessel detection process, the region to be detected as the
<渦静脈位置決定処理(ステップS503)>
図9は、図5に示した渦静脈位置決定処理(ステップS503)の詳細な処理手順例1を示すフローチャートである。画像処理装置102は、決定部403により、二値化画像データC内の未指定の着目領域Pを指定する(ステップS901)。ステップS901は、上述したラスタスキャンの位置を指定する処理である。ステップS909:Yesになると、決定部403は、着目領域Pの右隣(着目領域Pが二値化画像データCの右端である場合は、Y方向にストライドしたときの左端)の領域をつぎの着目領域Pとして指定する。
<Swirl vein position determination process (step S503)>
FIG. 9 is a flowchart showing a detailed processing procedure example 1 of the vortex vein position determining process (step S503) shown in FIG. The
なお、決定部403は、着目領域Pを白画素に限定して指定してもよい。これにより、渦静脈候補を白画素に決定することができる。この場合、黒画素のラスタスキャンをスキップすることができるため、ラスタスキャンの高速化を図ることができる。また、2値化画像データCの端または端の近傍に着目領域Pが設定された場合、予め設定した大きさの探索範囲が2値化画像データC内に設定できない場合がある。このような場合は、着目領域Pを設定しなくてもよい。あるいは、探索範囲を小さくするなど特別な処理を行ってもよい。
The
画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pを中心とする探索領域Aを設定する(ステップS902)。画像処理装置102は、決定部403により、探索領域A内における血管検出結果Dの血管画素領域を検出し、その個数N1を計数する(ステップS903)。具体的には、たとえば、図2に示した血管検出結果Dの血管画素領域の個数N1はN1=1である。
The
画像処理装置102は、決定部403により、図7に示したように、着目領域Pを中心とする除外領域Bを設定する(ステップS904)。そして、画像処理装置102は、決定部403により、修正検出結果D2を出力する(ステップS905)。修正検出結果D2は、血管検出結果Dから除外領域Bを引いた領域である。
As shown in FIG. 7, the
画像処理装置102は、決定部403により、探索領域A内における修正検出結果D2の白画素連結領域DWの個数N2を検出する(ステップS906)。図7の例では、N2=5である。つぎに、画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pにおける差分値N=N2−N1を算出し、差分値Nが、たとえば、第1しきい値VM以上であるか否かを判断する(ステップS907)。
The
差分値Nが第1しきい値VM以上でない場合(ステップS907:No)、当該着目領域Pは、渦静脈候補から外されたことになり、ステップS909に移行する。一方、差分値Nが第1しきい値VM以上である場合(ステップS907:Yes)、画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pを渦静脈候補Vに決定して(ステップS908)、ステップS909に移行する。
When the difference value N is not equal to or greater than the first threshold value VM (step S907: No), the region of interest P is excluded from the vortex vein candidates, and the process proceeds to step S909. On the other hand, when the difference value N is equal to or greater than the first threshold value VM (step S907: Yes), the
画像処理装置102は、決定部403により、未指定の着目領域Pがあるか否かを判断する(ステップS909)。未指定の着目領域Pがある場合(ステップS909:Yes)、ステップS901に戻る。一方、未指定の着目領域Pがない場合(ステップS909:No)、画像処理装置102は、渦静脈位置決定処理(ステップS503)を終了して、ステップS504に移行する。
The
このように、実施例1によれば、渦静脈107の複数の脈絡膜血管106が集中して接続されている血管部位である渦静脈107や、渦静脈107に接続されている複数の脈絡膜血管106の本数が不明な場合であっても、画像処理装置102は、高精度に渦静脈候補Vを検出することができる。また、画像処理装置102は、修正検出結果D2の血管画素領域の位置により、渦静脈候補Vに接続される脈絡膜血管106の存在位置も推定することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
実施例2は、渦静脈位置決定処理(ステップS503)の例2を示す。渦静脈位置決定処理(ステップS503)の例2は、血管検出結果Dのうち着目領域P周辺の血管部位の個数により、当該着目領域Pを渦静脈候補に決定する例である。実施例1と同一構成には同一符号を付しその説明を省略する。 Example 2 shows Example 2 of the vortex vein positioning process (step S503). Example 2 of the vortex vein position determination process (step S503) is an example in which the region of interest P is determined as a vortex vein candidate based on the number of blood vessel sites around the region of interest P in the blood vessel detection result D. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図10は、実施例2にかかる二値化画像データCの一部の領域Aの拡大図である。探索領域Aには、2つの血管検出結果Dが検出されている。区別するため、図2の血管検出結果Dのうち、領域A内部で着目領域Pと連結した領域をDa、連結していない領域をDbとする。Da,Dbを区別しない場合、血管検出結果Dと称す。 FIG. 10 is an enlarged view of a part area A of the binarized image data C according to the second embodiment. Two blood vessel detection results D are detected in the search area A. In order to distinguish, in the blood vessel detection result D of FIG. 2, the region connected to the region of interest P inside the region A is referred to as Da, and the region not connected is referred to as Db. When Da and Db are not distinguished, it is referred to as blood vessel detection result D.
図形Eは、領域A内において、着目領域Pを中心とする円である。図形Eは、一般的な渦静脈107よりも大きい大きさとする。図形Eの形状は、円に限定されず、楕円あるいは矩形を含む多角形でもよい。決定部403は、図形E(の境界)と血管検出結果Da、Dbとが交差する領域(ハッチングで表記。以下、交差領域)Jを検出する。図10では、交差領域Jは複数の画素からなるが、図10では連結領域の個数(領域Daの個数と領域Dbの個数との和)は8個であり、それらをJ1,J2,・・・,J8と設定する。
The figure E is a circle centered on the region of interest P in the region A. The figure E has a size larger than that of a
そして、決定部403は、交差領域Jごとに、血管検出結果D内部を通り、着目領域Pと交差領域Jとを結ぶ経路Rを探索する。図10では、交差領域J1と着目領域Pとの経路R1、交差領域J2と着目領域Pとの経路R2、交差領域J3と着目領域Pとの経路R3、交差領域J4と着目領域Pとの経路R4、交差領域J5と着目領域Pとの経路R5、交差領域J6と着目領域Pとの経路R6、交差領域J7と着目領域Pとの経路R7が検出される。
Then, the
なお、交差領域J8は血管検出結果Db内の領域であり、Dbは着目領域Pと連結していないため、血管検出結果Da内の着目領域Pとは、白画素で接続できない。したがって、交差領域J8と着目領域Pとの経路は存在しない。なお、経路Rは、たとえば、ダイクストラ法により最短経路、すなわち、白画素数が最小となる経路である。なお、交差領域Jは、渦静脈107に接続される脈絡膜血管106の部位を想定している。したがって、経路Rの白画素数が第3しきい値以下の場合、脈絡膜血管106を構成しないと考えられるため、決定部403は、経路Rとして生成しなくてもよい。
Since the intersecting region J8 is a region within the blood vessel detection result Db and the Db is not connected to the blood vessel detection result Da, it cannot be connected to the blood vessel detection result Da with white pixels. Therefore, there is no route between the intersection region J8 and the region of interest P. The path R is, for example, the shortest path by the Dijkstra method, that is, the path that minimizes the number of white pixels. The crossing region J assumes the site of the
<渦静脈位置決定処理(ステップS503)>
図11は、図5に示した渦静脈位置決定処理(ステップS503)の詳細な処理手順例2を示すフローチャートである。画像処理装置102は、決定部403により、ステップS901を実行した後、図10に示したように、着目領域Pを中心とする図形Eを設定する(ステップS1103)。画像処理装置102は、決定部403により、図形Eと血管検出結果Dとの交差領域Jを検出する(ステップS1104)。具体的には、たとえば、図10では、交差領域J1〜J8が検出される。
<Swirl vein position determination process (step S503)>
FIG. 11 is a flowchart showing a detailed processing procedure example 2 of the vortex vein position determining process (step S503) shown in FIG. After executing step S901 by the
画像処理装置102は、決定部403により、図10に示したように、交差領域Jと着目領域Pとの経路Rを探索する(ステップS1105)。つぎに、画像処理装置102は、決定部403により、経路Rの本数mが第1しきい値VM以上であるか否かを判断する(ステップS1106)。
The
経路Rの本数mが第1しきい値VM以上でない場合(ステップS1106:No)、当該着目領域Pは、渦静脈候補から外されたことになり、ステップS909に移行する。一方、経路Rの本数mが第1しきい値VM以上である場合(ステップS1106:Yes)、画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pを渦静脈候補Vに決定して(ステップS1107)、ステップS909に移行する。
When the number m of the paths R is not equal to or greater than the first threshold value VM (step S1106: No), the region of interest P is excluded from the vortex vein candidates, and the process proceeds to step S909. On the other hand, when the number m of the paths R is equal to or greater than the first threshold value VM (step S1106: Yes), the
このように、実施例2によれば、画像処理装置102は、着目領域Pと連結した交差領域Jを決定するプロセスを含むため、着目領域Pが渦静脈候補であると仮定した場合に、渦静脈候補に接続される脈絡膜血管106候補の本数を検出することができる。当該プロセス中、着目領域Pとの経路Rを探索することにより、経路Rを生成することができない交差領域Jを脈絡膜候補から除外することにより、渦静脈候補の決定精度低下を抑制することも可能となる。
As described above, according to the second embodiment, since the
さらに、経路Rの本数mが第1しきい値VM以上である場合に、着目領域Pを渦静脈候補に決定するため、渦静脈候補の決定精度の向上を図ることができる。このように、渦静脈107の複数の脈絡膜血管106が集中して接続されている血管部位である渦静脈107や、渦静脈107に接続されている複数の脈絡膜血管106の本数が不明な場合であっても、画像処理装置102は、高精度に渦静脈候補Vを検出することができる。また、画像処理装置102は、経路Rの方向により、渦静脈候補Vに接続される脈絡膜血管106の存在位置も推定することができる。
Further, when the number m of the paths R is equal to or larger than the first threshold value VM, the region of interest P is determined as the vortex vein candidate, so that the determination accuracy of the vortex vein candidate can be improved. In this way, when the number of the
実施例3は、渦静脈位置決定処理(ステップS503)の例3を示す。渦静脈位置決定処理(ステップS503)の例3は、渦静脈107に接続される複数の脈絡膜血管106には渦静脈107に対して異方性があるという渦静脈107の形状の特徴を利用して、血管検出結果Dの分布(白画素の分布)により渦静脈候補を決定する例である。異方性とは、渦静脈107を中心としたときに、渦静脈107に接続する脈絡膜血管の本数が方向によって異なる傾向があることに基づく。眼底周辺側の脈絡膜血管の本数は多く、眼底中心側の脈絡膜血管の本数は少ないという傾向である。
実施例1,2と同一構成には同一符号を付しその説明を省略する。
Example 3 shows Example 3 of the vortex vein positioning process (step S503). Example 3 of the vortex vein positioning process (step S503) utilizes the shape feature of the
The same components as those of Examples 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
図12は、実施例3にかかる二値化画像データCの一部の領域Aの拡大図である。 図形Gは、領域A内において、着目領域Pを中心とする円である。図形Gは、一般的な渦静脈107よりも大きい大きさとする。着目領域Pを通りX方向に平行な線分を線分L1とする。着目領域Pを通り線分L1と交差する線分を線分L2とする。線分L1と線分L2とのなす角度をθとする。線分L1あるいは線分L2により図形Gは面積が等しく二等分される。
FIG. 12 is an enlarged view of a part area A of the binarized image data C according to the third embodiment. The figure G is a circle centered on the region of interest P in the region A. The figure G has a size larger than that of a
図形Gにおいて線分L2で分断された領域をH1,H2とする。領域H1の面積と領域H2の面積は等しい。仮に着目領域Pが渦静脈107の位置に存在すれば、上述した渦静脈107の異方性により、分断領域H1内の血管検出結果Dの面積S1と分断領域H2内の血管検出結果Dの面積S2とに偏りが発生する。決定部403は、偏りに基づく値Sを算出し、値Sが第4しきい値以下であれば、着目領域Pを渦静脈候補に決定する。
Let H1 and H2 be the regions divided by the line segment L2 in the figure G. The area of region H1 and the area of region H2 are equal. If the region of interest P exists at the position of the
なお、決定部403は、角度θを所定範囲(たとえば、0度≦θ≦180度)で変化させ、偏りが第4しきい値以上となる角度θを検出する。角度θを変化させるステップ幅Δθは、あらかじめ設定される。また、着目領域Pが渦静脈候補に決定された場合、脈絡膜血管106に相当する血管検出結果Dは、分断領域H1、H2のいずれか一方に偏っている(つまり、分断領域H1内の白画素の画素数と、分断領域H2内の白画素の画素数とに偏りが生じる)。したがって、決定部403は、渦静脈107に接続される脈絡膜血管106が分断領域H1、H2のいずれに多く存在するかを特定することができる。
The
<渦静脈位置決定処理(ステップS503)>
図13は、図5に示した渦静脈位置決定処理(ステップS503)の詳細な処理手順例3を示すフローチャートである。画像処理装置102は、決定部403により、ステップS901を実行した後、図12に示したように、着目領域Pを中心とする図形Gを設定する(ステップS1303)。画像処理装置102は、決定部403により、線分L1に対する予め設定した、角度θに関する初期値を設定する(ステップS1034)。
<Swirl vein position determination process (step S503)>
FIG. 13 is a flowchart showing a detailed processing procedure example 3 of the vortex vein position determining process (step S503) shown in FIG. After executing step S901 by the
画像処理装置102は、決定部403により、図12に示したように、着目領域Pを通り線分L1と角度θをなす直線L2を設定する(ステップS1305)。つぎに、画像処理装置102は、決定部403により、図形G内の直線L2での分断領域H1,H2の面積S1,S2を算出する(ステップS1306)。面積S1は、分断領域H1内の白画素数であり、面積S2は、分断領域H2の白画素数である。
As shown in FIG. 12, the
つぎに、画像処理装置102は、決定部403により、偏りに基づく値Sを算出する(ステップS1307)。値Sは、下記式(1)により算出される。
Next, the
S=MIN(S1,S2)/MAX(S1,S2)・・・・(1) S = MIN (S1, S2) / MAX (S1, S2) ... (1)
値Sは、その値が小さいほど分断領域H1,H2の面積差が大きいことを示す。偏りSが第4しきい値St以下でない場合(ステップS1308:No)、ステップS1310に移行する。偏りSが第4しきい値St以下である場合(ステップS1308:Yes)、画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pを渦静脈候補に決定し(ステップS1309)に移行する。
The value S indicates that the smaller the value, the larger the area difference between the divided regions H1 and H2. If the bias S is not equal to or less than the fourth threshold value St (step S1308: No), the process proceeds to step S1310. When the bias S is equal to or less than the fourth threshold value St (step S1308: Yes), the
なお、式(1)の右辺の分子と分母が入れ替わる場合、偏りSは、その値が大きいほど分断領域H1,H2の面積差が大きいことを示す。この場合、ステップS1308では、偏りSが第4しきい値St以上でない場合(ステップS1308:No)、ステップS1310に移行することになる。偏りSが第4しきい値St以上である場合(ステップS1308:Yes)、画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pを渦静脈候補に決定し(ステップS1309)に移行することになる。
When the numerator on the right side of the equation (1) and the denominator are interchanged, the bias S indicates that the larger the value, the larger the area difference between the divided regions H1 and H2. In this case, in step S1308, if the bias S is not equal to or greater than the fourth threshold value St (step S1308: No), the process proceeds to step S1310. When the bias S is equal to or greater than the fourth threshold value St (step S1308: Yes), the
ステップS1310において、画像処理装置102は、決定部403により、着目領域Pでの角度探索が終了したか否かを判断する(ステップS1310)。角度探索の終了条件としては、たとえば、ステップ幅Δθ加算後の角度θが所定範囲を超えた場合や、ステップS1309で着目領域Pを渦静脈候補に決定された場合がある。着目領域Pでの角度探索が終了していない場合(ステップS1310:No)、ステップS1304に移行して、角度θにΔθを加算して角度θを更新する。一方、着目領域Pでの角度探索が終了した場合(ステップS1310:Yes)、ステップS909に移行する。
In step S1310, the
このように、実施例3によれば、画像処理装置102は、渦静脈107に対して異方性があるという渦静脈107の形状の特徴を利用して渦静脈候補を決定するため、渦静脈候補の検出精度の向上を図ることができる。また、画像処理装置102は、偏りが大きい方の分断領域の位置により、渦静脈候補Vに接続される脈絡膜血管106の存在する方向を推定することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
また、図13では、ステップS1310の角度探索の終了条件として、ステップS1309で着目領域Pを渦静脈候補に決定された場合を挙げたが、着目領域Pを渦静脈候補に決定された場合であっても、ステップ幅Δθ加算後の角度θが所定範囲を超えていなければ、ステップS1304に戻ってもよい。 Further, in FIG. 13, as the end condition of the angle search in step S1310, the case where the region of interest P is determined as the vortex vein candidate in step S1309 is mentioned, but the case where the region of interest P is determined as the vortex vein candidate is the case. However, if the angle θ after the step width Δθ addition does not exceed the predetermined range, the process may return to step S1304.
すなわち、決定部403は、着目領域Pにおいて、ステップS1309での渦静脈候補の決定回数を計数してもよい。この場合、決定回数が第5しきい値以上でない場合に、決定部403は、着目領域Pを渦静脈候補から除外してもよい。このように渦静脈候補を角度ごとに仮決定し、仮決定された回数に基づいて渦静脈候補を絞り込むことにより、渦静脈107の検出精度の高精度化を図ることができる。
That is, the
また、実施例3では、眼底画像データ110を二値化処理した二値化画像データCを用いたが、グレースケールの眼底画像データ110または脈絡膜血管を強調処理した画像データを二値化画像データCの代わりに用いてもよい。この場合、面積S1、S2は、輝度値の合計にすればよい。これにより、二値化処理が不要となり、渦静脈の検出速度の向上を図ることができる。
Further, in Example 3, the binarized image data C obtained by binarizing the
実施例4は、実施例1〜実施例3のうち少なくとも2つを結合した例である。たとえば、実施例1と実施例2とを結合する場合、画像処理装置102は、実施例1での渦静脈候補V(V1とする)と、実施例2での渦静脈候補V(V2とする)と、に共通する渦静脈候補を出力する。また、実施例1と実施例3とを結合する場合、画像処理装置102は、実施例1での渦静脈候補V1と、実施例3での渦静脈候補V(V3とする)と、に共通する渦静脈候補を出力する。
Example 4 is an example in which at least two of Examples 1 to 3 are combined. For example, when combining Example 1 and Example 2, the
また、実施例2と実施例3とを結合する場合、画像処理装置102は、実施例2での渦静脈候補V2と、実施例3での渦静脈候補V3と、に共通する渦静脈候補を出力する。また、実施例1〜実施例3を結合する場合、画像処理装置102は、実施例1での渦静脈候補V1と、実施例2での渦静脈候補V2と、実施例3での渦静脈候補V(V3とする)と、に共通する渦静脈候補を出力する。
Further, when combining Example 2 and Example 3, the
このように、実施例1〜実施例3のうち少なくとも2つを組み合わせることで、渦静脈候補が絞り込まれ、渦静脈候補の検出精度の向上を図ることができる。 In this way, by combining at least two of Examples 1 to 3, the vortex vein candidates are narrowed down, and the detection accuracy of the vortex vein candidates can be improved.
なお、本発明は上記の内容に限定されるものではなく、これらを任意に組み合わせたものであってもよい。また、本発明の技術的思想の範囲で考えられるその他の態様も本発明の範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above contents, and may be any combination thereof. In addition, other aspects considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
A 探索領域、B 除外領域、C 二値化画像データ、D 血管検出結果、100 眼科システム、101 眼科装置、102 画像処理装置、103 端末、104 ネットワーク、105 被検眼、106 脈絡膜血管、107 渦静脈、110 眼底画像データ、300 コンピュータ、301 プロセッサ、302 記憶デバイス、303 入力デバイス、304 出力デバイス、401 画像取得部、402 血管取得部、403 決定部、404 出力部 A search area, B exclusion area, C binarized image data, D blood vessel detection result, 100 ophthalmic system, 101 ophthalmic device, 102 image processing device, 103 terminal, 104 network, 105 eye to be examined, 106 choroidal blood vessel, 107 vortex vein , 110 fundus image data, 300 computer, 301 processor, 302 storage device, 303 input device, 304 output device, 401 image acquisition unit, 402 blood vessel acquisition unit, 403 determination unit, 404 output unit
Claims (9)
前記眼底画像データの中の第1領域を設定し、前記第1領域周辺の脈絡膜血管データの特徴量に基づいて、渦静脈位置を決定する決定部と、
前記渦静脈位置を出力する出力部と、
を備える画像処理装置。 An acquisition unit that acquires choroidal blood vessel data generated from fundus image data,
A determination unit that sets the first region in the fundus image data and determines the vortex vein position based on the feature amount of the choroidal blood vessel data around the first region.
An output unit that outputs the vortex vein position and
An image processing device comprising.
前記渦静脈位置は、前記特徴量が所定条件を満たす渦静脈の候補位置であり、
前記決定部は、複数の前記候補位置から、前記渦静脈位置を決定する、
画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
The vortex vein position is a candidate position of the vortex vein in which the feature amount satisfies a predetermined condition.
The determination unit determines the vortex vein position from the plurality of candidate positions.
Image processing device.
前記第1領域を包含する第2領域を設定し、
前記特徴量は、前記第2領域に連結する脈絡膜血管の本数である、
画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2.
A second region including the first region is set, and the second region is set.
The feature amount is the number of choroidal blood vessels connected to the second region.
Image processing device.
前記決定部は、前記第1領域を包含する図形を設定し、
前記特徴量は、前記図形と脈絡膜血管との交点の数である、
画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2.
The determination unit sets a figure including the first region, and sets the figure.
The feature amount is the number of intersections between the figure and the choroidal blood vessel.
Image processing device.
前記決定部は、前記第1領域を含む図形を設定し、
前記特徴量は、前記図形と脈絡膜血管との交点から前記第1領域へ辿る経路の数である、
画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2.
The determination unit sets a figure including the first region, and sets the figure.
The feature amount is the number of routes that follow from the intersection of the figure and the choroidal blood vessel to the first region.
Image processing device.
前記決定部は、前記第1領域を含む図形を設定し、前記第1領域を通り、前記図形を面積の等しい第1分割領域と第2分割領域とに分割する線分を設定し、前記第1分割領域内の第1脈絡膜血管面積と、前記第2分割領域内の第2脈絡膜血管面積を算出し、
前記特徴量は、前記第1脈絡膜血管面積と前記第2脈絡膜血管面積との比である、
画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2.
The determination unit sets a figure including the first region, sets a line segment that passes through the first region and divides the figure into a first division region and a second division region having the same area, and the first The area of the first choroidal blood vessel in the one division region and the area of the second choroidal blood vessel in the second division region were calculated.
The feature amount is the ratio of the first choroidal blood vessel area to the second choroidal blood vessel area.
Image processing device.
前記決定部は、前記第1領域を、前記脈絡膜血管の画素の一つから選択する、
画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
The determination unit selects the first region from one of the pixels of the choroidal blood vessel.
Image processing device.
前記プロセッサは、
眼底画像データから生成された脈絡膜血管データを取得する取得処理と、
前記眼底画像データの中の第1領域を設定し、前記第1領域周辺の脈絡膜血管データの特徴量に基づいて、渦静脈位置を決定する決定処理と、
前記決定処理による決定結果を出直する出力処理と、
を実行する画像処理方法。 An image processing method executed by an image processing apparatus having a processor that executes a program and a storage device that stores the program.
The processor
Acquisition process to acquire choroidal blood vessel data generated from fundus image data,
A determination process in which a first region in the fundus image data is set and the position of the vortex vein is determined based on the feature amount of the choroidal blood vessel data around the first region.
Output processing to reissue the decision result by the decision processing and
Image processing method to execute.
眼底画像データから生成された脈絡膜血管データを取得する取得処理と、
前記眼底画像データの中の第1領域を設定し、前記第1領域周辺の脈絡膜血管データの特徴量に基づいて、渦静脈位置を決定する決定処理と、
前記決定処理による決定結果を出力する出力処理と、
を実行させる画像処理プログラム。 To the processor
Acquisition process to acquire choroidal blood vessel data generated from fundus image data,
A determination process in which a first region in the fundus image data is set and the position of the vortex vein is determined based on the feature amount of the choroidal blood vessel data around the first region.
Output processing that outputs the determination result by the determination processing and
An image processing program that executes.
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