JP2954320B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents
画像処理方法及び装置Info
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- Image Analysis (AREA)
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は画像処理方法及び装置、特にステレオ画像を
用いて対象物の３次元形状を計測する画像処理方法及び
装置に関するものである。
用いて対象物の３次元形状を計測する画像処理方法及び
装置に関するものである。
従来、この種の装置、例えば視神経乳頭のステレオ３
次元計測器では、３次元位置情報のみを計算するだけで
あつた。
次元計測器では、３次元位置情報のみを計算するだけで
あつた。
しかしながら、実際、入力画像処理装置の品質やノイ
ズ等により、得られる計測値の信頼性はまちまちであつ
た。従つて、医師はその計測結果が、真にある症状の反
映であるか、それとも装置の計測エラーによるものであ
るかの区別ができなかつた。 また、同一の対象に対し、相反する複数の計測結果が
得られた時に、どれがより確かなものであるかを判定す
る情報が全く得られなかつた。 本発明は、測定対象物の、より信頼性の高い再現表示
画像を得ることができる画像処理方法及び装置を提供し
ようとするものである。
ズ等により、得られる計測値の信頼性はまちまちであつ
た。従つて、医師はその計測結果が、真にある症状の反
映であるか、それとも装置の計測エラーによるものであ
るかの区別ができなかつた。 また、同一の対象に対し、相反する複数の計測結果が
得られた時に、どれがより確かなものであるかを判定す
る情報が全く得られなかつた。 本発明は、測定対象物の、より信頼性の高い再現表示
画像を得ることができる画像処理方法及び装置を提供し
ようとするものである。
この課題を解決するため、例えば本発明の画像処理方
法は以下に示す工程を備える。すなわち、 条件を変えながら測定対象物をステレオ撮影して得ら
れた複数のステレオ画像の各々を構成する複数の画像に
基づいて、該複数の画像の各々における高相関を示す各
領域同士の相対的な位置ずれを検出する検出工程と、 該検出工程で検出された各領域毎の位置ずれに基づい
て、前記複数の画像により構成されるステレオ画像の各
領域毎の不確かさを算出する算出工程と、 該算出工程で算出された各領域毎の不確かさを前記複
数のステレオ画像の各々で比較し、各領域毎に最も確か
らしいステレオ画像を選択する選択工程と、 前記選択工程での選択結果に基づいて、前記測定対象
物を３次元表示若しくは断面表示する表示工程とを備え
る。 また、本発明に係る画像処理装置は以下の構成を備え
る。すなわち、 条件を変えながら測定対象物をステレオ撮影して得ら
れた複数のステレオ画像の各々を構成する複数の画像に
基づいて、該複数の画像の各々における高相関を示す各
領域同士の相対的な位置ずれを検出する検出手段と、 該検出手段により検出された各領域毎の位置ずれに基
づいて、前記複数の画像により構成されるステレオ画像
の各領域毎の不確かさを算出する算出手段と、 該算出手段により算出された各領域毎の不確かさを前
記複数のステレオ画像の各々で比較し、各領域毎に最も
確からしいステレオ画像を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択結果に基づいて、前記測定対
象物を３次元表示若しくは断面表示する表示手段とを備
える。
法は以下に示す工程を備える。すなわち、 条件を変えながら測定対象物をステレオ撮影して得ら
れた複数のステレオ画像の各々を構成する複数の画像に
基づいて、該複数の画像の各々における高相関を示す各
領域同士の相対的な位置ずれを検出する検出工程と、 該検出工程で検出された各領域毎の位置ずれに基づい
て、前記複数の画像により構成されるステレオ画像の各
領域毎の不確かさを算出する算出工程と、 該算出工程で算出された各領域毎の不確かさを前記複
数のステレオ画像の各々で比較し、各領域毎に最も確か
らしいステレオ画像を選択する選択工程と、 前記選択工程での選択結果に基づいて、前記測定対象
物を３次元表示若しくは断面表示する表示工程とを備え
る。 また、本発明に係る画像処理装置は以下の構成を備え
る。すなわち、 条件を変えながら測定対象物をステレオ撮影して得ら
れた複数のステレオ画像の各々を構成する複数の画像に
基づいて、該複数の画像の各々における高相関を示す各
領域同士の相対的な位置ずれを検出する検出手段と、 該検出手段により検出された各領域毎の位置ずれに基
づいて、前記複数の画像により構成されるステレオ画像
の各領域毎の不確かさを算出する算出手段と、 該算出手段により算出された各領域毎の不確かさを前
記複数のステレオ画像の各々で比較し、各領域毎に最も
確からしいステレオ画像を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択結果に基づいて、前記測定対
象物を３次元表示若しくは断面表示する表示手段とを備
える。
先ず、本発明にかかる実施例のベースになる視神経乳
頭部のステレオ３次元計測について説明する。 第１図は、眼底画像処理装置の全体構成を示してい
る。 図において、11はCCDカメラであり、眼底のステレオ
画像を撮影することができる。12はスライドスキヤナ
で、既に撮影された眼底写真（左右の２枚）をデジタル
化し、コンピユータに取り込む。13は入力された眼底画
像を元に、各種処理，計測を行うコンピユータで、パー
ソナルコンピユータやワークステーシヨン等が用いられ
る。 計算された３次元位置等の結果は、カラーモニタ15上
にさまざまな形で表示され、医師はそれを見ながら診断
を下すことになる。尚、14は大量の画像データや出力結
果等を保存するための光磁気デイスクで、16はプリンタ
である。 第２図はステレオ眼底画像から視神経乳頭部の３次元
形状を求めるステレオ３次元計測のアルゴリズムを表わ
すフローチヤートである。 先ず、ステツプS21で、スライドスキヤナ12よりステ
レオ画像を入力し、次のステツプS22で視神経乳頭部を
検出する。次いて、ステツプS23でステレオの両画像の
位置補正を行なう。ステレオ画像の左右のスライド画像
は、左右に所定距離だけ離れた位置から撮影した画像で
あり、それら画像中の特定の部位のスライド上の位置は
微妙にずれている。ここでは、例えば左から撮影した画
像を基準としたとき、右の画像の相対的な“位置ずれ
（デイスパリテイ）”を検出する。この後、ステツプS2
4では、後述する方法により、視神経乳頭部の３次元位
置計測値とその計測値に対する“不確かさ”を計算す
る。ステツプS25では、ステツプS24で計算された値を、
乳頭形状の３次元表示や断面表示等さまざまな形で表示
する。 ここで、ステツプS23におけるデイスパリテイを求め
る式を以下に示す。 式中、f1（ξi,ηｊ）及びf2（ξi,ηｊ）はそれぞれ
は、ステレオ撮影で得られた左右の画像中の座標（ξi,
ηｊ）の濃度を表す関数、Σは設定されたウインドウＷ
内での総和、d0はデイスパリテイの初期計測値である。
デイスパリテイ初期計測値は任意の方法で計算可能で、
例えば画素単位でウインドウをずらしながら相関値を計
測し、最大の相関を示す時のウインドウ位置のずれを求
めることによりえることができる。 計算手順を以下に説明する。 先ず、初期値として設定したd0を基に、（１）式を算
出し、補正値Δｄを算出する。 得られた補正値Δｄをその時点でのd0に加え、その値
を新たなd0とする（d0←d0＋Δ）。そして、その更新
されたデイスパリテイd0で再び（１）式を算出する。こ
うして、順次d0を更新していくと、デイスパリテイd0は
徐々に収束していく（Δｄが小さくなつていく）。ここ
では、現在のデイスパリテイd0が、前回のその値との差
が所定値以下になつたとき、それ以上の計算をやめ、そ
の点での求めるデイスパリテイ値“d0"とし決定する。
簡単に説明すれば、ここではf1を基準（固定）としてい
るので、f2のウインドウＷを微小量ずらしながら、f1の
画像との相関関係を求めている。尚、予めループ回数を
設定し、そのループ回数に達したときのd0を求めるデイ
スパリテイ値としても良い。 こうして、デイスパリテイ値d0が求められると、処理
はステツプS24に進み“不確かさ”を計算する。 式（２）が前述したデイイスパリテイ計測値の“不確
かさ”を求める計算式である。 さらに、ここで計算されたデイスパリテイｄを元に、
次式（３）により各点の３次元位置（X,Y,Z）を求める
ことができる。 式（３）において、（x,y）は画像中の位置座標、Ｂ
はステレオにおけるカメラ間の距離、Ｆはカメラの焦点
距離である。 第３図，第４図は、撮影した結果の表示例で、視神経
乳頭の断面形状を表わす。 第３図においては、乳頭部の陥没が見られ、それは緑
内障の重要な診断材料となる。 第４図においても、やはり陥没らしい部分が見られ
る。 ところが、実際には、撮影時の照明状態やノイズの影
響により、入力される眼底画像の品質はまちまちで、正
しい計測結果が得られないことがしばしばある。ここで
は、計測値の“不確かさ”を計算し、それを計測値と合
わせて表示することができる。 第５図にその表示例を示す。図でａの部分は計測値の
信頼性が低い部分である。ここでは、その部分を破線で
示しているが、実際のスクリーン上では、“不確かさ”
に応じて色付けして表示することもできる。それによ
り、医師は、ａ部分の計測値の信頼性が低いことが一見
でわかり、診断の重要な判断材料として活用したり、必
要に応じて再度撮影する等の手段を講じることもできる
ようになる。但し、図示では、不確かさの値が予め設定
された値と比較し、それ以下の場合には確かなデータで
あると判断し処理した。 ここでは、乳頭断面図のみを示したが、乳頭形状の３
次元表示等にもそのまま適用されるのは勿論である。 上記の説明をそのベースに、本発明に係る実施例を以
下に説明する。 本実施例では、上記に加え、更に、予め光源の輝度，
光の波長等を変えて複数枚眼底画像を撮影し、各々の結
果を“不確かさ”を用いて比較し、各画素毎に最も確か
らしい計測結果を選択する。また、次式（４）に示す様
に、各計測結果diを“不確かさ”σ２ Δdiを用いて重み
付け平均し、より信頼性の高い計測値dcombを求めるこ
ともできる。 第６図は、この場合のフローチヤートを示している。 説明を簡単にすると、各ステレオ撮影した画像に基づ
く位置ずれ及び不確かさを計算し、上述した（４）式で
もつて各デイスパリテイを統合し、その結果に基づき情
報を出力する。 以上説明したように、本実施例によれば、３次元計測
値の“不確かさ”情報を計算し、利用することにより、
医師に得られた計測値がどの程度信頼できるものである
か、また相矛盾する計測結果が得られた場合であつて
も、どれが最も確かなものであるかといつた、より豊富
な診断材料を提供することが可能となり、従来に比較し
てより高い診断結果を下すことが可能になる。 尚、実施例では、眼底画像からの視神経乳頭ステレオ
３次元計測を例にとつて説明してきたが、上記手法は、
眼底以外にも、胸部Ｘ線像部、あらゆる医用画像を用い
たステレオ３次元計測に適用可能である。
頭部のステレオ３次元計測について説明する。 第１図は、眼底画像処理装置の全体構成を示してい
る。 図において、11はCCDカメラであり、眼底のステレオ
画像を撮影することができる。12はスライドスキヤナ
で、既に撮影された眼底写真（左右の２枚）をデジタル
化し、コンピユータに取り込む。13は入力された眼底画
像を元に、各種処理，計測を行うコンピユータで、パー
ソナルコンピユータやワークステーシヨン等が用いられ
る。 計算された３次元位置等の結果は、カラーモニタ15上
にさまざまな形で表示され、医師はそれを見ながら診断
を下すことになる。尚、14は大量の画像データや出力結
果等を保存するための光磁気デイスクで、16はプリンタ
である。 第２図はステレオ眼底画像から視神経乳頭部の３次元
形状を求めるステレオ３次元計測のアルゴリズムを表わ
すフローチヤートである。 先ず、ステツプS21で、スライドスキヤナ12よりステ
レオ画像を入力し、次のステツプS22で視神経乳頭部を
検出する。次いて、ステツプS23でステレオの両画像の
位置補正を行なう。ステレオ画像の左右のスライド画像
は、左右に所定距離だけ離れた位置から撮影した画像で
あり、それら画像中の特定の部位のスライド上の位置は
微妙にずれている。ここでは、例えば左から撮影した画
像を基準としたとき、右の画像の相対的な“位置ずれ
（デイスパリテイ）”を検出する。この後、ステツプS2
4では、後述する方法により、視神経乳頭部の３次元位
置計測値とその計測値に対する“不確かさ”を計算す
る。ステツプS25では、ステツプS24で計算された値を、
乳頭形状の３次元表示や断面表示等さまざまな形で表示
する。 ここで、ステツプS23におけるデイスパリテイを求め
る式を以下に示す。 式中、f1（ξi,ηｊ）及びf2（ξi,ηｊ）はそれぞれ
は、ステレオ撮影で得られた左右の画像中の座標（ξi,
ηｊ）の濃度を表す関数、Σは設定されたウインドウＷ
内での総和、d0はデイスパリテイの初期計測値である。
デイスパリテイ初期計測値は任意の方法で計算可能で、
例えば画素単位でウインドウをずらしながら相関値を計
測し、最大の相関を示す時のウインドウ位置のずれを求
めることによりえることができる。 計算手順を以下に説明する。 先ず、初期値として設定したd0を基に、（１）式を算
出し、補正値Δｄを算出する。 得られた補正値Δｄをその時点でのd0に加え、その値
を新たなd0とする（d0←d0＋Δ）。そして、その更新
されたデイスパリテイd0で再び（１）式を算出する。こ
うして、順次d0を更新していくと、デイスパリテイd0は
徐々に収束していく（Δｄが小さくなつていく）。ここ
では、現在のデイスパリテイd0が、前回のその値との差
が所定値以下になつたとき、それ以上の計算をやめ、そ
の点での求めるデイスパリテイ値“d0"とし決定する。
簡単に説明すれば、ここではf1を基準（固定）としてい
るので、f2のウインドウＷを微小量ずらしながら、f1の
画像との相関関係を求めている。尚、予めループ回数を
設定し、そのループ回数に達したときのd0を求めるデイ
スパリテイ値としても良い。 こうして、デイスパリテイ値d0が求められると、処理
はステツプS24に進み“不確かさ”を計算する。 式（２）が前述したデイイスパリテイ計測値の“不確
かさ”を求める計算式である。 さらに、ここで計算されたデイスパリテイｄを元に、
次式（３）により各点の３次元位置（X,Y,Z）を求める
ことができる。 式（３）において、（x,y）は画像中の位置座標、Ｂ
はステレオにおけるカメラ間の距離、Ｆはカメラの焦点
距離である。 第３図，第４図は、撮影した結果の表示例で、視神経
乳頭の断面形状を表わす。 第３図においては、乳頭部の陥没が見られ、それは緑
内障の重要な診断材料となる。 第４図においても、やはり陥没らしい部分が見られ
る。 ところが、実際には、撮影時の照明状態やノイズの影
響により、入力される眼底画像の品質はまちまちで、正
しい計測結果が得られないことがしばしばある。ここで
は、計測値の“不確かさ”を計算し、それを計測値と合
わせて表示することができる。 第５図にその表示例を示す。図でａの部分は計測値の
信頼性が低い部分である。ここでは、その部分を破線で
示しているが、実際のスクリーン上では、“不確かさ”
に応じて色付けして表示することもできる。それによ
り、医師は、ａ部分の計測値の信頼性が低いことが一見
でわかり、診断の重要な判断材料として活用したり、必
要に応じて再度撮影する等の手段を講じることもできる
ようになる。但し、図示では、不確かさの値が予め設定
された値と比較し、それ以下の場合には確かなデータで
あると判断し処理した。 ここでは、乳頭断面図のみを示したが、乳頭形状の３
次元表示等にもそのまま適用されるのは勿論である。 上記の説明をそのベースに、本発明に係る実施例を以
下に説明する。 本実施例では、上記に加え、更に、予め光源の輝度，
光の波長等を変えて複数枚眼底画像を撮影し、各々の結
果を“不確かさ”を用いて比較し、各画素毎に最も確か
らしい計測結果を選択する。また、次式（４）に示す様
に、各計測結果diを“不確かさ”σ２ Δdiを用いて重み
付け平均し、より信頼性の高い計測値dcombを求めるこ
ともできる。 第６図は、この場合のフローチヤートを示している。 説明を簡単にすると、各ステレオ撮影した画像に基づ
く位置ずれ及び不確かさを計算し、上述した（４）式で
もつて各デイスパリテイを統合し、その結果に基づき情
報を出力する。 以上説明したように、本実施例によれば、３次元計測
値の“不確かさ”情報を計算し、利用することにより、
医師に得られた計測値がどの程度信頼できるものである
か、また相矛盾する計測結果が得られた場合であつて
も、どれが最も確かなものであるかといつた、より豊富
な診断材料を提供することが可能となり、従来に比較し
てより高い診断結果を下すことが可能になる。 尚、実施例では、眼底画像からの視神経乳頭ステレオ
３次元計測を例にとつて説明してきたが、上記手法は、
眼底以外にも、胸部Ｘ線像部、あらゆる医用画像を用い
たステレオ３次元計測に適用可能である。
以上説明したように本発明によれば、条件を変えなが
ら測定対象物をステレオ撮影して得られた複数のステレ
オ画像の各々における各領域の不確かさに基づいて、各
領域毎に最も確からしいステレオ画像を選択するので、
操作者にとっては、測定対象物の、より信頼性の高い再
現表示画像を得ることができるといった効果がある。
ら測定対象物をステレオ撮影して得られた複数のステレ
オ画像の各々における各領域の不確かさに基づいて、各
領域毎に最も確からしいステレオ画像を選択するので、
操作者にとっては、測定対象物の、より信頼性の高い再
現表示画像を得ることができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は眼底画像処理装置のブロツク構成図、 第２図はステレオ眼底画像から視神経乳頭の３次元形状
を求めるためのステレオ３次元計測アルゴリズムを示す
フローチヤート、 第３図〜第５図は乳頭断面を表わす表示例を示す図、 第６図は実施例の処理を示すフローチヤートである。 図中、11……CCDカメラ、12……スライドスキヤナ、13
……コンピユータ、14……光磁気デイスク、15……カラ
ーモニタ、16……プリンタである。
を求めるためのステレオ３次元計測アルゴリズムを示す
フローチヤート、 第３図〜第５図は乳頭断面を表わす表示例を示す図、 第６図は実施例の処理を示すフローチヤートである。 図中、11……CCDカメラ、12……スライドスキヤナ、13
……コンピユータ、14……光磁気デイスク、15……カラ
ーモニタ、16……プリンタである。
フロントページの続き (72)発明者 吉崎 修 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−209315（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−311207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01C 3/00 - 3/32 G06F 15/62 A61F 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】条件を変えながら測定対象物をステレオ撮
影して得られた複数のステレオ画像の各々を構成する複
数の画像に基づいて、該複数の画像の各々における高相
関を示す各領域同士の相対的な位置ずれを検出する検出
工程と、 該検出工程で検出された各領域毎の位置ずれに基づい
て、前記複数の画像により構成されるステレオ画像の各
領域毎の不確かさを算出する算出工程と、 該算出工程で算出された各領域毎の不確かさを前記複数
のステレオ画像の各々で比較し、各領域毎に最も確から
しいステレオ画像を選択する選択工程と、 前記選択工程での選択結果に基づいて、前記測定対象物
を３次元表示若しくは断面表示する表示工程と を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項２】条件を変えながら測定対象物をステレオ撮
影して得られた複数のステレオ画像の各々を構成する複
数の画像に基づいて、該複数の画像の各々における高相
関を示す各領域同士の相対的な位置ずれを検出する検出
手段と、 該検出手段により検出された各領域毎の位置ずれに基づ
いて、前記複数の画像により構成されるステレオ画像の
各領域毎の不確かさを算出する算出手段と、 該算出手段により算出された各領域毎の不確かさを前記
複数のステレオ画像の各々で比較し、各領域毎に最も確
からしいステレオ画像を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択結果に基づいて、前記測定対象
物を３次元表示若しくは断面表示する表示手段と を備えることを特徴とする画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291822A JP2954320B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 画像処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2291822A JP2954320B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 画像処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04166708A JPH04166708A (ja) | 1992-06-12 |
| JP2954320B2 true JP2954320B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=17773865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2291822A Expired - Lifetime JP2954320B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 画像処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2954320B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8265398B2 (en) | 2007-03-13 | 2012-09-11 | Kowa Company, Ltd. | Image analysis system and image analysis program |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030206652A1 (en) * | 2000-06-28 | 2003-11-06 | David Nister | Depth map creation through hypothesis blending in a bayesian framework |
| JP5278984B2 (ja) * | 2006-03-24 | 2013-09-04 | 興和株式会社 | 画像解析装置及び画像解析プログラム |
| JP5437087B2 (ja) | 2010-01-15 | 2014-03-12 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置およびプログラム |
| JP5602449B2 (ja) * | 2010-02-10 | 2014-10-08 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2291822A patent/JP2954320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8265398B2 (en) | 2007-03-13 | 2012-09-11 | Kowa Company, Ltd. | Image analysis system and image analysis program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04166708A (ja) | 1992-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070716 Year of fee payment: 8 |
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