JP2975610B2 - 画像補間装置 - Google Patents
画像補間装置Info
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- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像補間を行う補間装置、特に異なる形態
の画像間の補間に好適な補間装置に関する。
の画像間の補間に好適な補間装置に関する。
従来の画像間の補間演算は、日本医用画像工学会発行
の「医用画像技術（Medical Imaging Technology）」
（Vol.6,No.3,275ページ）（昭和63年８月１日篠原出版
株式会社発行）に記載あるように、既知の画像A,Bから
補間演算して画像Ｃを求める場合、Ａ−Ｃ間及びＣ−Ｂ
間の距離情報のみを用いて補間演算を行う。
の「医用画像技術（Medical Imaging Technology）」
（Vol.6,No.3,275ページ）（昭和63年８月１日篠原出版
株式会社発行）に記載あるように、既知の画像A,Bから
補間演算して画像Ｃを求める場合、Ａ−Ｃ間及びＣ−Ｂ
間の距離情報のみを用いて補間演算を行う。
上記従来例によれば、画像ＡとＢとの間で像模様の変
化が大きい場合には、その補間そのものが不正確なもの
となる。極端な場合、一方の画素は像に属していても、
もう一方の画素は像の背景ということにもなる。
化が大きい場合には、その補間そのものが不正確なもの
となる。極端な場合、一方の画素は像に属していても、
もう一方の画素は像の背景ということにもなる。
本発明の目的は、２つの画像間の距離のみでなく、２
つの画像の大きさや位置の違いを考慮して画像補間を行
うようにする補間装置を提供するものである。
つの画像の大きさや位置の違いを考慮して画像補間を行
うようにする補間装置を提供するものである。
本発明は、２つの画像の位置の違い及び大きさの違い
を示すパラメータ（移動量△X0,△Y0,倍率α０）を求
め、このパラメータと補間画像位置とにより補間画像を
得るようにした。
を示すパラメータ（移動量△X0,△Y0,倍率α０）を求
め、このパラメータと補間画像位置とにより補間画像を
得るようにした。
本発明によれば、パラメータ（移動量△X0,△Y0,倍率
α０）を求めておき、このパラメータと補間画像位置と
により補間画像を得る。
α０）を求めておき、このパラメータと補間画像位置と
により補間画像を得る。
本実施例として、医用画像の３次元画像表示側を考え
る。医用画像の３次元画像とは、Ｘ線CT装置やMRI装置
によって得た多数の平面画像たる断層像（スライス像）
を積み上げて３次画像として得たものである。また、奥
行を考慮して擬似的な３次元画像を得るとの意味での、
３次元画像との考え方もある。
る。医用画像の３次元画像とは、Ｘ線CT装置やMRI装置
によって得た多数の平面画像たる断層像（スライス像）
を積み上げて３次画像として得たものである。また、奥
行を考慮して擬似的な３次元画像を得るとの意味での、
３次元画像との考え方もある。
第２図は前者の多数の二値スラスイ平面画像10〜15を
積み上げての３次元画像像を示す。この３次元画像は、
実際に撮影したスライス画像を単に積み上げたものであ
って、従って、相隣り合うスライス画像間にあっては、
本来、画像情報は存在しない。
積み上げての３次元画像像を示す。この３次元画像は、
実際に撮影したスライス画像を単に積み上げたものであ
って、従って、相隣り合うスライス画像間にあっては、
本来、画像情報は存在しない。
そこで、相隣り合う２つのスライス画像との間に補間
処理によって得た画像を埋め込み、より精密な３次元画
像を得ることが必要となる。
処理によって得た画像を埋め込み、より精密な３次元画
像を得ることが必要となる。
第３図は、相隣り合うスライス画像4,5が存在し、そ
の中間にＣなる補間画像６を得たい例を示した。ここ
で、スライス画像４はスライス画像５よりも小さく、且
つ画像４の重心位置は画像５の重心位置と一致せず然
も、画像４の重心位置は画像５の重心位置よりも右側に
位置しているものとする。更に、画像４と画像５とは、
外側に骨部A,Bが存在するものとする。この骨部A,Bとは
多階調の画素濃度とする。その他の部分は、全てゼロと
した場合も、そうでない多階調の場合もある。
の中間にＣなる補間画像６を得たい例を示した。ここ
で、スライス画像４はスライス画像５よりも小さく、且
つ画像４の重心位置は画像５の重心位置と一致せず然
も、画像４の重心位置は画像５の重心位置よりも右側に
位置しているものとする。更に、画像４と画像５とは、
外側に骨部A,Bが存在するものとする。この骨部A,Bとは
多階調の画素濃度とする。その他の部分は、全てゼロと
した場合も、そうでない多階調の場合もある。
今、画像４から距離、画像５から距離ｍの位置に補
間画像６を得たいものとする。この補間画像６の算出処
理は、画像４と５との位置ずれ量の算出処理、画像４と
５との大きさの比率算出処理、補間画像算出処理より成
る。
間画像６を得たいものとする。この補間画像６の算出処
理は、画像４と５との位置ずれ量の算出処理、画像４と
５との大きさの比率算出処理、補間画像算出処理より成
る。
位置ずれ量の算出処理を第４図に示す。この処理は、
画像４をX,Y両方向に移動させながら、各移動点毎に画
像４と５との相関をとり、最も近似する相関となる移動
位置△X0,△Y0を画像４と５とのずれ量として設定する
ものである。先ず、ステップ21では、移動量△Ｘ＝０、
△Ｙ＝０とする。これは、画像４が初期位置にあること
を意味する。ステップ22で、△Ｘ、△Ｙだけ画像４を移
動する。
画像４をX,Y両方向に移動させながら、各移動点毎に画
像４と５との相関をとり、最も近似する相関となる移動
位置△X0,△Y0を画像４と５とのずれ量として設定する
ものである。先ず、ステップ21では、移動量△Ｘ＝０、
△Ｙ＝０とする。これは、画像４が初期位置にあること
を意味する。ステップ22で、△Ｘ、△Ｙだけ画像４を移
動する。
ステップ23で、移動後の画像４と画像５との相関を求
める。この相関とは、画像４と画像５（それぞれ２値化
したあとで）との積和を求めることである。
める。この相関とは、画像４と画像５（それぞれ２値化
したあとで）との積和を求めることである。
ステップ24で△Ｘ→△Ｙ＋１とし、Ｘ座標を更新す
る。最大許容範囲△Xmaxに達していなければステップ22
に戻る。かくして、最大許容移動範囲△Xmaxに達するま
でＸ座標を更新しながら、各位置毎に画像４と５との積
をとり、相関値を求める。
る。最大許容範囲△Xmaxに達していなければステップ22
に戻る。かくして、最大許容移動範囲△Xmaxに達するま
でＸ座標を更新しながら、各位置毎に画像４と５との積
をとり、相関値を求める。
最大許容移動範囲△Xmaxに達したならば、ステップ26
で△Ｙ→△Ｙ＋１としてＹ座標の更新を行う。各更新位
置毎に相関をとり、相関値を求める。この処理は最大許
容範囲△Ymaxに達するまで続ける（ステップ27）。最後
に、ステップ23で得た全移動点で求めた相関値の大小を
比較し、最大の相関値となる位置△X0,△Y0を求める。
この位置△X0,△Y0が画像４と５とのずれ量とみなせ
る。
で△Ｙ→△Ｙ＋１としてＹ座標の更新を行う。各更新位
置毎に相関をとり、相関値を求める。この処理は最大許
容範囲△Ymaxに達するまで続ける（ステップ27）。最後
に、ステップ23で得た全移動点で求めた相関値の大小を
比較し、最大の相関値となる位置△X0,△Y0を求める。
この位置△X0,△Y0が画像４と５とのずれ量とみなせ
る。
大きさの比率算出処理は、画像Ａを拡大して画像Ｂに
重ねたとき、重なる割合が最も大きくなる拡大率を求め
ることである。この算出処理を第５図に示す。
重ねたとき、重なる割合が最も大きくなる拡大率を求め
ることである。この算出処理を第５図に示す。
先ず、ステップ30で画像４を△X0,△Y0の位置に移動
させる。これにより画像４と５とは倍率だけの関係で律
せることになる。ステップ31でα＝０と初期設定する。
次に、ステップ32で画像４をα倍する。ステップ33でα
倍した画像４と画像５との相関を求める。この相関で
は、積和をとる。
させる。これにより画像４と５とは倍率だけの関係で律
せることになる。ステップ31でα＝０と初期設定する。
次に、ステップ32で画像４をα倍する。ステップ33でα
倍した画像４と画像５との相関を求める。この相関で
は、積和をとる。
ステップ34で、倍率αをα→α＋εと更新する。但
し、εは任意の値である。ステップ35で所定更新回数に
達しているか否かをチェックし、達していなければステ
ップ32に戻る。達していれば、ステップ36に移り、すべ
ての設定拡大率のもとでの相関値の大小を比較する。最
大の相関値となる拡大率が、求めるべき拡大率、即ち画
像４と５との大小の比率である。
し、εは任意の値である。ステップ35で所定更新回数に
達しているか否かをチェックし、達していなければステ
ップ32に戻る。達していれば、ステップ36に移り、すべ
ての設定拡大率のもとでの相関値の大小を比較する。最
大の相関値となる拡大率が、求めるべき拡大率、即ち画
像４と５との大小の比率である。
尚、画像４が画像５よりも大きい場合には、縮少しな
ければならず、εはマイナス値である。倍率はα→α×
ａの如き倍率更新もありうる。更に、骨部だけの情報
（A,B）で相関（第４図、第５図）をとることもありう
る。画像A,Bは２値情報の場合もありうる。
ければならず、εはマイナス値である。倍率はα→α×
ａの如き倍率更新もありうる。更に、骨部だけの情報
（A,B）で相関（第４図、第５図）をとることもありう
る。画像A,Bは２値情報の場合もありうる。
次に補間処理を第１図に示す。この補間処理は、先に
算出した△X0,△Y0,α０を利用する。
算出した△X0,△Y0,α０を利用する。
ステップ１…画像４を（・α０＋ｍ）／（＋ｍ）
倍に拡大する。ここで、この拡大率は、画像4,5と補間
画像の距離,mで拡大率α０を比例配分する考え方に立
つ。比例配分によって、画像４は画像５の大きさではな
く、距離とｍとで比例配分した大きさの画像（補間位
置の画像）となる。
倍に拡大する。ここで、この拡大率は、画像4,5と補間
画像の距離,mで拡大率α０を比例配分する考え方に立
つ。比例配分によって、画像４は画像５の大きさではな
く、距離とｍとで比例配分した大きさの画像（補間位
置の画像）となる。
更に、この拡大画像をＸ方向に（・△X0）／（＋
ｍ）,Y方向（・△Y0）／（＋ｍ）だけ平行移動させ
て、新しい画像Pa（X,Y）を得る。ここで、平行移動量
は、画像４と５との距離（＋ｍ）に対する画像４とＣ
との距離の比率／（＋ｍ）で先に算出した画像４
から５への移動量△X0,△Y0を修正した量（正確には乗
算）である。これによって画像４は、画像５の位置では
なく、距離及び（＋ｍ）の比率で定まる補間画像Ｃ
の位置に平行移動することになる。
ｍ）,Y方向（・△Y0）／（＋ｍ）だけ平行移動させ
て、新しい画像Pa（X,Y）を得る。ここで、平行移動量
は、画像４と５との距離（＋ｍ）に対する画像４とＣ
との距離の比率／（＋ｍ）で先に算出した画像４
から５への移動量△X0,△Y0を修正した量（正確には乗
算）である。これによって画像４は、画像５の位置では
なく、距離及び（＋ｍ）の比率で定まる補間画像Ｃ
の位置に平行移動することになる。
ステップ２…画像５を｛（＋m/α０）｝／（＋
ｍ）倍に縮少する。ここで、この縮少率は、画像５と４
と補間画像の距離m,で縮少率1/α０を比例配分する考
え方が立つ。比例配分によって、画像５は画像４の大き
さではなく、距離とｍとで比例配分した大きさの画像
（補間位置の画像）となる。
ｍ）倍に縮少する。ここで、この縮少率は、画像５と４
と補間画像の距離m,で縮少率1/α０を比例配分する考
え方が立つ。比例配分によって、画像５は画像４の大き
さではなく、距離とｍとで比例配分した大きさの画像
（補間位置の画像）となる。
更に、この縮少画像を（ｍ・△X0）／（＋ｍ），
（ｍ・△Y0）／（＋ｍ）だけ平行移動して、新しい画
像Pb（X,Y）を得る。この考え方は、ステップ１と同じ
である。これによって、画像５は画像４の位置ではな
く、距離ｍと（＋ｍ）の比率で定まる補間画像Ｃの位
置に平行移動する。
（ｍ・△Y0）／（＋ｍ）だけ平行移動して、新しい画
像Pb（X,Y）を得る。この考え方は、ステップ１と同じ
である。これによって、画像５は画像４の位置ではな
く、距離ｍと（＋ｍ）の比率で定まる補間画像Ｃの位
置に平行移動する。
ステップ３…補間画像の画素値Ｐ（X,Y）を次式によ
って求める。
って求める。
ここで、（１）式は４→C,5→Ｃへ位置及び大きさを
近づけで得た画像Pa（X,Y）とPb（X,Y）とを距離とｍ
とで逆比例配分させる考え方に立つ。逆比例としたのは
→０でPa（X,Y）そのもの、ｍ→０でPb（X,Y）となる
ためである。
近づけで得た画像Pa（X,Y）とPb（X,Y）とを距離とｍ
とで逆比例配分させる考え方に立つ。逆比例としたのは
→０でPa（X,Y）そのもの、ｍ→０でPb（X,Y）となる
ためである。
以上の第１図の処理フローによれば、（１）式はX,Y
をすべての補間座標に適用できる故に、全画素が（１）
式に従って求まることになる。
をすべての補間座標に適用できる故に、全画素が（１）
式に従って求まることになる。
尚、以上の処理は、計算機によって実現できる。その
実施例を第６図に示す。補助メモリ42に画像4,5が入っ
ており、CPU40がこれらを主メモリ41に読み出して第１
図、第４図、第５図の各処理を行う。画像は、メモリ43
を通してCRT44に表示する。キーボードは各種入力操作
に利用する。CPU40の代りに、専用ハードウエアの例も
ありうる。尚バス46が全体の転送ラインとなる。
実施例を第６図に示す。補助メモリ42に画像4,5が入っ
ており、CPU40がこれらを主メモリ41に読み出して第１
図、第４図、第５図の各処理を行う。画像は、メモリ43
を通してCRT44に表示する。キーボードは各種入力操作
に利用する。CPU40の代りに、専用ハードウエアの例も
ありうる。尚バス46が全体の転送ラインとなる。
補助メモリ42は、Ｘ線CT装置やMRI装置で得た、CT画
像等の平面画像４、５の画像データを格納する。主メモ
リ41にこれを移し、CPU40により第４図の各処理（ステ
ップ21〜28）を行い、最大相関係数及びその時の移動量
△x0、△y0を求める。さらにCPU40は、この△x0、△y0
の位置の画像４の画像データと画像５の画像データとの
間で、第５図の各処理（ステップ30〜36）を行い、拡大
率α０を求める。CPU40は、かくして求めたα０、△
x0、△y0、及び補間距離である及びｍを利用して第１
図の処理（ステップ１〜３）を行う。
像等の平面画像４、５の画像データを格納する。主メモ
リ41にこれを移し、CPU40により第４図の各処理（ステ
ップ21〜28）を行い、最大相関係数及びその時の移動量
△x0、△y0を求める。さらにCPU40は、この△x0、△y0
の位置の画像４の画像データと画像５の画像データとの
間で、第５図の各処理（ステップ30〜36）を行い、拡大
率α０を求める。CPU40は、かくして求めたα０、△
x0、△y0、及び補間距離である及びｍを利用して第１
図の処理（ステップ１〜３）を行う。
本発明によれば、補間画像の大きさ、位置を予測して
２つの画像をほぼ同じ大きさ、同じ位置にした後で補間
演算をしたので、補間画像は正確度の高いものとなっ
た。
２つの画像をほぼ同じ大きさ、同じ位置にした後で補間
演算をしたので、補間画像は正確度の高いものとなっ
た。
第１図は本発明の補間処理のフローの実施例図、第２図
は３次元画像の積み上げ例図、第３図は補間画像を得る
ための画像説明図、第４図は本発明のずれ量算出処理フ
ローの実施例図、第５図は本発明の拡大率算出処理フロ
ーの実施例図、第６図は本発明の処理システム図を示
す。 40……CPU、41……主メモリ。
は３次元画像の積み上げ例図、第３図は補間画像を得る
ための画像説明図、第４図は本発明のずれ量算出処理フ
ローの実施例図、第５図は本発明の拡大率算出処理フロ
ーの実施例図、第６図は本発明の処理システム図を示
す。 40……CPU、41……主メモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−129372（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−88783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60 A61B 5/05 - 5/055 A61B 6/03
Claims (1)
- 【請求項１】３次元空間に配置された第１、第２の平面
画像を入力する画像入力装置と、 前記画像入力装置から入力された画像データを格納する
補助メモリと、 前記第１、第２の平面画像の画像データを用いて、第
１、第２の平面画像の間にある補間画像の画像データを
算出する演算手段と、 前記演算手段が必要とする画像データが補助メモリから
転送される主メモリとを備えた画像補間装置において、 前記演算手段は、同一平面下での第１、第２の平面画像
の配置間の距離である配置間距離（△x0、△y0）と、 前記補間画像と第１の平面画像との配置間の距離である
第１補間距離（）と、 前記補間画像と第２の平面画像との配置間の距離である
第２補間距離（ｍ）、 及び第１、第２の平面画像の平面上で占める大きさの比
率（α０）とを求め、 前記配置間距離（△x0、△y0）及び第１補間距離（）
及び第２補間距離（ｍ）及び大きさの比率（α０）に基
づいて、前記補間画像の画像データを求めることを特徴
とする画像補間装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1178995A JP2975610B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 画像補間装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1178995A JP2975610B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 画像補間装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344773A JPH0344773A (ja) | 1991-02-26 |
| JP2975610B2 true JP2975610B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=16058273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1178995A Expired - Fee Related JP2975610B2 (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 画像補間装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2975610B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4497951B2 (ja) * | 2004-02-16 | 2010-07-07 | 株式会社日立メディコ | 医用画像診断装置 |
| JP2006338651A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Oizumi Corp | 紙幣処理装置 |
| JP5566081B2 (ja) * | 2009-11-16 | 2014-08-06 | 株式会社日立メディコ | 二値画像生成方法及び二値画像生成プログラム |
-
1989
- 1989-07-13 JP JP1178995A patent/JP2975610B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344773A (ja) | 1991-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |