JP3512885B2

JP3512885B2 - 画像処理方法及びその装置

Info

Publication number: JP3512885B2
Application number: JP00749995A
Authority: JP
Inventors: 正英西浦; 秀樹吉岡; 真由美湯浅
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JPH08196520A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理にかかわり、特
にＭＲ画像などに最適な画像処理方法及びその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、虚血性心疾患による死亡者の増加
等により、それらの疾患の診断のために、画像による心
壁の動きの解析が行なわれるようになってきている。こ
のような解析に適用できる医用の画像診断装置としては
ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）や、Ｘ線ＣＴ
装置（ＣＴスキャナ）、超音波診断装置等が考えられる
が、画質や人体に対する影響等を考えると、ＭＲＩ装置
が最適である。

【０００３】すなわち、ＭＲＩ装置は、例えば、生体中
の水素原子分布を断層像として得るものであり、静止磁
場Ｈ₀中に置かれた原子核がｆ₀＝γＨ₀／２π（但
し、γは核磁気回転比（定数）、πは円周率）なる周波
数を持つ高周波磁界と共鳴する原理を利用しており、こ
の静止磁場にｚ方向の傾斜を与えてＨ＝Ｈ₀＋ｇｚ（ｇ
は磁界傾斜）なる静止磁場にすると、共鳴周波数ｆはｆ
＝ｆ₀＋（γｇｚ／２π）の如く、ｚの関数になり、従
って特定周波数を持つ高周波磁界を照射するとｚ軸に直
交する面の原子核だけが共鳴を起こし、スライス面（画
像を得ようとする断面）を選択でき、共鳴を起こした原
子核からの信号を収集して再構成処理することでその選
択した断面のイメージ（ＭＲ画像）を得ることができ
る。

【０００４】このようにＭＲＩ装置は、磁場を用いて無
侵襲に生体内の情報を画像として得ることができ、Ｘ線
ＣＴと違って任意の断面の画像や３次元画像を直接得る
ことができる。その上、近年撮像技術の向上により、現
実的な時間で動画像を得ることが可能となってきてい
る。

【０００５】ところで従来、動画像を用いて生体内の組
織の動き情報を得る際には、注目部分について時相の異
なる画像間での位置の対応をいかにつけるかが問題であ
ったが、ＭＲＩ装置の場合には画像中に次に述べるよう
な磁気標識を入れることができるため、他の撮像装置に
比べて有利である。磁気標識は文献“Ｒａｄｉｏｌｏｇ
ｙ”，１９８８；１６９：５９−６１に紹介されている
ように周知の技術である。

【０００６】すなわち、この磁気標識とは、ＭＲＩ装置
での撮像技術の一つであり、ある組織断面に対して選択
的に出力信号の位相を変化させることにより、画像（Ｍ
Ｒ画像）中に線状または格子状の標識を入れたものであ
る。組織を構成する原子核のエネルギー準位を下げるこ
とで、ここから得られる信号のレベルを下げ、これによ
って画像中に磁気標識が入るが、そのため、磁気標識は
組織の移動とともに一体的に移動することになる。従っ
て、この磁気標識を手掛かりとすることで、異なる時相
の画像間で注目部分の位置変化を対応つけて観察するこ
とが可能になる。

【０００７】このように、磁気標識を利用して注目部位
についての異なる時相の画像間での対応をつけることが
可能なので、心臓など動態部の動き解析にこれを利用す
ることは有効である。すなわち、心臓など動態部のどの
部分がどのように移動してゆくかを磁気標識の位置を手
掛かりに追跡してゆくことで、動きの変化の様子を正確
に把握できることになる。そして、そのためには、磁気
標識と対象物の輪郭との交点を精度良く検出できるよう
にする必要がある。

【０００８】心壁の動きの解析のため、医用分野におい
て、心壁の輪郭を自動検出する方法は従来より種々試み
られている。また、格子状に入れた磁気標識の交点を自
動的に求めることも最近行なわれるようになってきた。

【０００９】また、磁気標識（ｔａｇ）と対象物の輪郭
との交点を検出する方法としては、エネルギー最小化原
理を用いる方法が、提案されている（特願平５−３３２
８６１号）。

【００１０】この提案された手法は対象物の輪郭を抽出
後、輪郭上に離散点を配置し、前記離散点の持つ弾性エ
ネルギーと、画像エネルギーと、必要に応じて付加する
外部エネルギーとの和が最小になるように離散点を移動
させることにより、磁気標識と対象物との輪郭との交点
を求める方法であり、離散点を磁気標識に対応する部分
とそれ以外の部分に分け、それぞれに異なるエネルギー
を与えることを特徴としている。

【００１１】しかしながら、この手法の場合、磁気標識
部分に対応する離散点として、各離散点の近傍の画像輝
度が低い部分としているため、輪郭上に磁気標識以外の
部分で輝度が低い部分があると、誤った交点を検出して
しまうと言う問題点があった。

【００１２】また、磁気標識と対象物の輪郭との交点を
検出するにあたり、対象物の輪郭を精度良く抽出するこ
とも重要である。もちろん、これは医用分野に限るもの
ではなく、画像処理においては重要な技術の一つであ
る。そして、輪郭抽出はすなわち、エッジ抽出の技術で
ある。画像処理におけるエッジ抽出を、精度良くかつ安
定に行うための手法はこれまでにも数多く研究されてき
た。また上述の如く、近年、画像中の対象物を抽出する
等の目的のために、対象物のエッジのみを安定に抽出す
るという要求が増してきている。

【００１３】画像中のエッジを検出する手法の主要なも
のとして、差分型オペレータを用いる方法、モデルフィ
ット型オペレータを用いる方法等が挙げられる。差分型
オペレータとしては、画像の輝度値の空間微分をとるも
のでは、Roberts ，Prewitt，Sobel 、また２次微分のL
aplacian オペレータなどがある。

【００１４】モデルフィット型オペレータは、局所領域
内にエッジモデルを仮定し、オペレータのパラメータを
求めるものであり、代表的なものにHueckel の方法など
がある（画像処理ハンドブック（１９８７）参照）。

【００１５】しかし空間微分を用いる方法は、局所的に
オペレータを作用させるために、ノイズの影響を受け易
いという欠点がある。すなわち、ノイズによるエッジを
も抽出してしまうという欠点である。そこで、ノイズに
よるエッジを除去する必要が生じるが、このノイズによ
るエッジを除去するために、ある閾値によって弱いエッ
ジを取り除くようにすると、今度は必要なエッジまでも
取り除かれることになり、目的のエッジが検出できなく
なる。そのため、目的のエッジが輝度値の変化の小さい
弱いエッジである場合、このようなエッジを正確に検出
することは困難となる。

【００１６】これに対して、画像の局所領域内の特徴量
を用いた分離度を用いる手法が提案されている（“領域
間の分離度に基づくエッジ抽出”、情報処理学会コンピ
ュータビジョン研究会資料８７−１（１９９４）参
照）。ここで分離度とは、エッジを輝度、色、テクスチ
ャ（模様など）の異なる領域間の境界としてとらえ、こ
れら領域間の特徴量から計算されるものである。

【００１７】分離度は、データの集合を幾つかの部分集
合に分割した場合に、それぞれの部分集合がどの程度分
離されているかを表す量である。分離度は、集合全体の
データの特徴に対する部分集合のデータの特徴の割合で
表わされ、その値は“０”〜“１”の値をとる。

【００１８】今、画像中の２つの領域を上記の２つの集
合と考えた場合、分離度が大きい程、領域の境界に、強
いエッジが存在することになる。つまり、ある画素を境
とする２つの領域について考えると、その画素における
分離度が大きければ、その画素には強いエッジが存在す
るということができる。

【００１９】具体的には分離度は以下のようにして計算
される。図３１に示すように、画像中のある点ＰXLの近
傍に２つの領域Ａ１，Ａ２に分割された矩形のマスク領
域ＡＭを考える。マスク領域ＡＭ内におけるこれらの領
域Ａ１，Ａ２間の分離度ηはつぎに示す［数１］のよう
に定義される。

【００２０】

【数１】

【００２１】この分離度ηを用いることで、画像の輝度
だけでなく、色、テクスチャによるエッジも検出でき
る。空間微分を用いたエッジ抽出では図３２のように、
輝度勾配に応じたエッジ強度が得られる。従って、対象
物１００のエッジの輝度勾配が弱い場合には、対象物の
エッジ３０３の強度が、ノイズ３０１のエッジ３０２の
強度よりも小さくなる。

【００２２】ここで、ノイズ３０１のエッジ３０２を除
去するために閾値Ｔｈによりエッジ選択を行なうと、対
象物の弱いエッジ３０３が抽出できない。

【００２３】一方、分離度ηを用いると図３３のよう
に、輝度勾配が弱くてもエッジを抽出できるが、その反
面、分離度ηが輝度の差には依存しないため、エッジ強
度に差ができず、対象物１００のエッジ３０３′と、ノ
イズ３０１のエッジ３０２′を区別することが困難であ
る。

【００２４】このように、対象物のエッジのみを抽出す
るという目的においては、分離度をそのまま用いるだけ
では不十分であった。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】心壁の動きの解析のた
め、医用分野において、ＭＲＩ装置により所望の断層面
における所望の位置に磁気標識を入れたＭＲ画像を取得
する技術が開発され、使用されている。そして、このよ
うな磁気標識付きのＭＲ画像から心壁の輪郭を自動検出
すると共に、ＭＲ画像中に入れた磁気標識の交点を自動
的に求めることも行なわれるようになってきた。

【００２６】そして、磁気標識と対象物の輪郭との交点
を検出する方法としては、エネルギー最小化原理を用い
る方法が、提案されており、この提案された手法は対象
物の輪郭を抽出後、輪郭上に離散点を配置し、前記離散
点の持つ弾性エネルギーと、画像エネルギーと、必要に
応じて付加する外部エネルギーとの和が最小になるよう
に離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物と
の輪郭との交点を求める方法であった。

【００２７】しかしながら、この手法の場合、磁気標識
部分に対応する離散点として、各離散点の近傍の画像輝
度が低い部分としているため、輪郭上に磁気標識以外の
部分で輝度が低い部分があると、誤った交点を検出して
しまうと言う問題点があり、磁気標識部分に対応する離
散点を精度よく検出することができる技術の開発が嘱望
されている。

【００２８】また、画像よりエッジを抽出する場合に、
空間微分を用いる方法を使用すると、ノイズに基づくエ
ッジをも抽出することになり、対象物に輝度値の変化の
小さい部分があるような場合において、これに基づくエ
ッジ（弱いエッジ）を抽出しようとする場合に、ノイズ
によるエッジを除去するのに適切なしきい値を用いる
と、対象物の弱いエッジが抽出できなくなるという問題
が残り、分離度を用いる方法では、輝度差の小さいエッ
ジをも抽出してしまうため、対象物のエッジのみを抽出
することが困難であるという問題があり、目的部分のエ
ッジを抽出することができるようにする技術の開発も心
壁の動きの解析のために欠かせない。

【００２９】そこで、本発明の第１の目的とするところ
は、精度よく磁気標識部分を検出する画像処理方法及び
画像処理装置を提供することにある。

【００３０】

【００３１】

【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するために、本発明はつぎのようにした。

【００３２】本発明の目的を達成するためには、磁気共
鳴イメージング装置により得られた磁気標識付ＭＲ画像
（磁気共鳴イメージング）中における対象物に複数の離
散点を設定することによりその離散点を画像の持つ画像
エネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞ
れ移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、
輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、磁気標識の境界との距離に基づいて、磁気標識対
応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として決
定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段と、
磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段とを具備す
る。

【００３３】

【００３４】

【作用】上記構成の場合、対象とする磁気標識付ＭＲ画
像を用い、この画像における対象物に複数の離散点を設
定すると、輪郭抽出手段はその離散点を画像のエネルギ
ーとエッジのエネルギーの関係から両者の境界点（画像
のエッジ位置）に到達するようそれぞれ移動させてゆく
ことにより対象物の輪郭を抽出し、磁気標識対応点決定
手段において、前記離散点のうち磁気標識部分に近い位
置の離散点を磁気標識部分に対応する離散点として求め
る。そして、検証手段において、磁気標識の境界部分に
あたる直線を求め、前記磁気標識に対応する離散点のう
ち、前記直線が存在しない部分にある離散点は磁気標識
対応点としないようにして、前記直線が存在しない部分
にある離散点を除外する。これは画像の状態により、磁
気標識対応部でない位置の離散点も磁気標識対応点とし
て求められている可能性があるので、これら不要な離散
点を除外するためである。

【００３５】そして、これを終えたならば、磁気標識交
点検出手段において、前記離散点の有する弾性エネルギ
ーと、磁気標識部分に対応する離散点の有する磁気標識
部分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部
分に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に
応じて付加される外部エネルギーの総和を最小にするよ
うに前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対
象物の交点を検出する。

【００３６】この結果、磁気標識と対象物の交点が精度
よく検出できて、時相的に異なるＭＲ画像について、そ
の測定対象物の磁気標識を付した特定位置の移動先が正
確にわかるようになる。

【００３７】なお、後述する実施形態の内容に従えば、
分離度を用いて対象物のエッジ抽出を行なう際に、検出
しようとする対象物の存在位置の情報、色情報、テクス
チャ情報等を利用して、対象物のエッジを選択的に抽出
することができるようにすることにより、ノイズの影響
を受けることなく、弱いエッジをも抽出できるようにし
た画像処理方法および画像処理装置を提供することもで
きる。この画像処理方法および画像処理装置の構成（第
２の構成）としては、画像中に設定された所要のマスク
領域内の分割された２つの領域間の統計的特徴量から画
像のエッジを抽出する画像処理において、画像中の対象
物の存在位置及び前記マスク領域の位置から算出される
重みを前記抽出されたエッジの強度に乗ずる第１の処理
手段と、前記領域内の輝度、色、テクスチャ等特徴量か
ら算出される重みを前記抽出されたエッジの強度に乗ず
る第２の処理手段と、前記第１および第２の処理手段に
より重み付けされたエッジの強度からエッジを抽出する
抽出手段と、を具備するものである。第２の構成の場
合、画像中に自動または手動で設定されたマスク領域内
の分割された２つの領域間の統計的特徴量からエッジを
抽出するにあたり、マスク領域内の分割された２つの領
域間の分離度によりエッジ抽出を行なう際に、対象物の
存在位置、輝度、色、テクスチャ等の特徴量を用いるこ
とで、画像中の輪郭抽出したい対象物の弱いエッジな
ど、必要とするエッジを選択的に抽出し得るようになる
ものであり、不要な他の部分の画像の輪郭やノイズなど
によるエッジを抽出することなく必要とするエッジを選
択的に抽出することが可能になる。

【００３８】このように、第２の構成では分離度により
エッジ抽出を行なう際に、対象物の存在位置、輝度、
色、テクスチャ等の特徴量を用いることで、必要とする
エッジを選択的に抽出し得る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。

【００４０】はじめに磁気標識付きのＭＲ画像から、対
象物の目的の輪郭と磁気標識部分との交点を精度良く検
出する画像処理方法及び画像処理装置の実施例を説明す
る。

【００４１】（第一の実施例）ここで説明する処理シス
テムは磁気標識付ＭＲ画像の磁気標識と対象物の交点検
出を精度よく行なうために、磁気標識付ＭＲ画像中に例
えば、任意に設定した複数の離散点を画像のエネルギー
に応じて移動させてゆくことにより磁気標識付ＭＲ画像
から対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、磁気標識対
応点決定部と、磁気標識対応点検証部と、磁気標識交点
検出部を設け、輪郭抽出部において任意に設定した複数
の離散点を画像のエネルギーに応じて移動させてゆくこ
とにより対象物の輪郭を抽出し、磁気標識対応点決定部
において前記移動した離散点のうち、磁気標識部分に対
応する離散点を決定し、磁気標識対応点検証部において
磁気標識の境界部分にあたる直線を求め、この直線を用
いて磁気標識部分に対応する離散点を検証し、磁気標識
交点検出部において前記検証された離散点の有する弾性
エネルギーと、磁気標識部分に対応する離散点の有する
磁気標識部分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識
以外の部分に対応する離散点の有する画像エネルギー
と、必要に応じて付加される外部エネルギーの総和を最
小にするように前記離散点を移動させることにより、磁
気標識と対象物の交点を検出するようにするもので、そ
の詳細を以下、説明する。

【００４２】第一の実施例はＭＲ画像中の磁気標識部分
を検出するための実施例であり、図１は本発明の第一の
実施例としての構成を表すブロック図である。図におい
て、１は画像入力部、２は輪郭抽出部、３は磁気標識対
応点決定部、４は磁気標識対応点検証部、５は磁気標識
交点検出部、６は出力部である。

【００４３】画像入力部１は磁気標識付きのＭＲ画像デ
ータを与えるためのもので、ＭＲＩ装置そのものあるい
はＭＲ画像データを記録／再生する装置等が相当する。
輪郭抽出部２はこの画像入力部１から与えられたＭＲ画
像データから目的部分の輪郭を抽出するための装置であ
り、画像中における目的部分の像領域の内側に任意に複
数の点（離散点）をプロット入力してゆくことで、この
複数の離散点を像の境界位置まで移動させてゆき、輪郭
を抽出するといった機能を有する。

【００４４】磁気標識対応点決定部３は輪郭抽出部２で
求めた複数個の離散点に対して、それぞれ磁気標識対応
点か否かを判断するものである。

【００４５】また、磁気標識対応点検証部４は磁気標識
対応点決定部３で求めた磁気標識対応点が正しいかどう
かを検証するものであり、磁気標識交点検出部５は磁気
標識と輪郭の交点を検出するものである。また、出力部
６は結果を出力するためのものであり、例えば、データ
としてファイルに記録する記録装置や、ディスプレイな
どである。

【００４６】つぎに本装置の作用を説明する。ここで
は、図２のような磁気標識Ｔｇの入った心臓部ＨＴの２
次元ＭＲ画像から、心室の内側の輪郭Ｅと磁気標識Ｔｇ
の交点を検出する場合を例にして説明する。

【００４７】画像入力部１では、対象とする画像デー
タ、すなわち、図２のような磁気標識Ｔｇの写し込まれ
た心臓部ＨＴの２次元ＭＲ画像を入力する。するとこの
画像データは輪郭抽出部２に入力され、輪郭抽出部２で
はこの画像データから像の輪郭（この場合、心臓部ＨＴ
の心壁Ｅ）を抽出する。

【００４８】輪郭抽出部２の例を図３に示す。ここでは
複数個の離散点の持つエネルギーを最小化することによ
り輪郭抽出する方法を採用している。図３に示すよう
に、この輪郭抽出部２は初期値設定部７と、離散点移動
部８および収束判定部９よりなる。

【００４９】初期値設定部７は、複数個の離散点の位置
座標の初期値を設定するためのものであり、この初期値
設定部７を用いて対象物である画像中の心臓部ＨＴの内
側任意位置に、位置座標を設定してゆくことにより任意
点数分の離散点をおく。この設定入力は手動であり、例
えば、画像をディスプレイに表示させ、この画像中の所
望の位置にマウスやトラックボールなどのポインテンィ
ングデバイスを利用して、あるいはペン入力等により、
操作者が任意に位置入力することで、初期値設定をする
ことができるようにしてある。

【００５０】また、離散点移動部８は後述する［数２］
の式（２）にのっとり、全エネルギーが最小になるよう
に前記複数個の離散点を移動させる処理を行うものであ
る。収束判定部９は移動した離散点が収束条件を満たす
かどうかを判定するものである。

【００５１】輪郭抽出部２は、離散点移動部８により離
散点を移動させるごとに、収束判定部９で収束条件を満
たすかどうかを判定し、収束条件を満たさない場合には
再び離散点移動部８で離散点の移動を行ない、収束判定
部９で判定するといった処理を収束条件を満たすまで繰
り返す機能を有する。

【００５２】輪郭抽出部２の作用を説明すると、操作者
は、初期値設定部７で画像中の心臓部ＨＴの内側任意位
置に、位置座標を設定してゆくことにより任意点数分の
離散点をおく。複数個の離散点の位置座標の初期値の設
定例を図４に示す。図４における符号１０を付した部分
が、離散点を円軌跡上に連ねて設定した部分である。

【００５３】離散点移動部８では［数２］においてＥ
_allで表される全エネルギーが最小になるように前記複
数個の離散点を移動させる。

【００５４】

【数２】

【００５５】ここで、ｉは図５で表わされるような複数
個の離散点に付した番号である。また、ｗ_image(i) 、
ｗ_ext(i) は重み係数である。Ｅ_int(i) は離散点の弾
性エネルギーであり、本実施例では次式を用いる。

【００５６】

【数３】

【００５７】ただし、Ｖ_i＝（ｘ_i，ｙ_i）は離散点の
位置座標である。Ｅ_image(i) は画像エネルギーであ
り、ここでは次式を用いる。

【００５８】

【数４】

【００５９】Ｅ_ext(i) は必要に応じて付加する外部エ
ネルギーである。本実施例ではこの外部エネルギーは離
散点をある点から遠ざけたり、近付けたりするエネルギ
ーであるので次式Ｅ_ext(i) ＝ｋ（Ｖ_i−Ｖ₀）² を用いる。この式ではＥ_ext(i) は、離散点をある点Ｖ
₀から遠ざけたり、Ｖ₀に近付けたりするエネルギーで
あることを表現している。遠ざけるか近付けるかは係数
ｋの正負によって決まる。本実施例では遠ざけるため
に、負の係数を使用した。

【００６０】エネルギーの総和が最小となるような離散
点の位置を求める解法としては、変分法による方法を用
いる。変分法によれば［数２］が最小となるためには
［数５］のような連立方程式が成り立つことが必要であ
る。

【００６１】

【数５】

【００６２】ただし、ｆ(Vi)＝ｗ_image(i) Ｅ
_image(i) ＋ｗ_ext(i) Ｅ_ext(i)とする。

【００６３】今、ｘ座標のみを考えるとすると、［数
５］に示す式（５），（６）からなる連立方程式は、ベ
クトル表示で次式（７），（８）のように表すことがで
きる。

【００６４】

【数６】

【００６５】この連立方程式をヤコビ法を用いて逐次近
似法で解く。Ａを次式のように対角行列Ｄとそれ以外の
部分Ｆに分ける。

【００６６】

【数７】

【００６７】となる。ただし、γは収束速度パラメータ
である。

【００６８】離散点移動部８の構成例を図７に示す。

【００６９】離散点移動部８は画像エネルギー算出部１
１、外部エネルギー算出部１２、次座標算出部１３、パ
ラメータ記憶部１４から構成されており、画像エネルギ
ー算出部１１、外部エネルギー算出部１２において、そ
れぞれ［数２］に示す式（２）におけるＥ_image(i) 、
Ｅ_ext(i) を算出する。

【００７０】また、パラメータ記憶部１４には各エネル
ギーの重み係数、［数７］に示す式（１０）における行
列Ｄ、Ｆの要素の値、γ等が記憶されている。次座標算
出部１３では、［数７］に示す式（１０）を用いて各離
散点の次座標を計算して、離散点を移動させる。

【００７１】離散点を移動させる毎に、収束判定部９で
収束条件を満たすかどうかを判定し、収束条件を満たさ
ない場合には再び離散点移動部８で離散点の移動を行な
い、これを輪郭抽出部２では収束条件を満たすまで繰り
返す。

【００７２】収束条件としては、本実施例では［数８］
における式（１１）で表わされるようなｎ回目の繰り返
しでのエネルギーの変化量ΔＥ_all ⁿが、ある一定量よ
り小さくなったときとする。

【００７３】

【数８】

【００７４】収束判定部９の一構成例を図８に示す。こ
の図８に示す構成例の場合、収束判定部９は離散点移動
部８からの結果を元に、全エネルギーＥ_allを算出する
エネルギー算出部１５、エネルギー算出部１５の求めた
計算結果を記憶する記憶部１６、エネルギー算出部１５
の求めた計算結果と記憶部１６に記憶した内容とを比較
して比較結果を離散点移動部８に送るエネルギー比較部
１７より構成される。

【００７５】すなわち、エネルギー算出部１５において
は、［数２］に示す式（２）におけるＥ_allを算出す
る。それをｎ回目の値Ｅ_all ⁿとして、記憶部１６に記
憶しておく。そしてエネルギー比較部１７で、記憶部１
６に予め記憶しておいたｎ−１回目の値Ｅ_all ^n-1との
差の絶対値ΔＥ_all ⁿを求めて、それが一定量εより小
さければ収束したと判定し、大きければ収束していない
と判定する。そして、この判定結果を離散点移動部８に
送る。離散点移動部８は収束していなければ、離散点の
移動を行なうことになる。

【００７６】以上のようにして収束するまで離散点の移
動を行った結果、収束された段階での離散点の列は目的
領域の輪郭に一致することになり、目的部位の輪郭を抽
出したことになる。この抽出された輪郭の例を図９に符
号１８で示す。

【００７７】ここで、輪郭抽出部２では必要に応じて離
散点の再配置処理を行なう。この処理は具体的には、隣
接する離散点間の距離を算出し、その距離が最も近い離
散点を取り除き、最も遠い離散点間の中点に挿入すると
いう処理であり、これを継続して行ない、最も近い離散
点間距離が、最も遠い離散点間距離の半分を超えたら終
了するという方法を用いる。

【００７８】磁気標識対応点決定部３では、輪郭抽出部
２で求めた複数個の離散点に対して、それぞれ磁気標識
対応点かどうかを判断する。

【００７９】磁気標識対応点決定部３の処理の流れの例
を、図１０に示す。図中のｉは離散点を、そして、Ｎは
離散点ｉの数を表す。

【００８０】図１０を参照して説明すると、離散点ｉの
近傍の画素値の平均値である画素平均Ｉ_mean(i) を算出
し、その値を閾値Ｉ^threと比較する。閾値Ｉ^threは磁気
標識の画素値を考慮した最適値に適宜設定して用いる。
その結果、Ｉ_mean(i) ＜Ｉ_thre を満たす場合には、その制御点を磁気標識対応点とす
る。これを離散点ｉの数Ｎ分まで行なう。

【００８１】このようにして磁気標識対応点決定部３
は、磁気標識対応点を決定する。磁気標識対応点が決定
されたならば、次に磁気標識対応点決定部３で求めた磁
気標識対応点が正しいかどうかを磁気標識対応点検証部
４が検証する。

【００８２】磁気標識対応点検証部４ではまず、磁気標
識の境界部分に相当する直線を検出する。本実施例では
直線の検出方法としてハフ変換を使用する。これはつぎ
にようにして行なう。

【００８３】まず、画像を入力し、その画像からエッジ
を検出してエッジ画像を作成する。エッジ画像の例を図
１１に示す。この画像ではエッジの存在するところを黒
線で表わしている。

【００８４】つぎに磁気標識対応点検証部４では得られ
たエッジ画像を構成する各エッジ点（エッジ像の座標
点）について、その座標（ｘ，ｙ）を元にθを０からπ
まで変化させて、各ρの値を次式（１２）で計算し、特
徴空間Ｈ（ρ，θ）中に投票する。 ρ ＝ｘ cos θ ＋ｙ sin θ …（１２）全てのエッジ点について以上のような投票を行なった
後、特徴空間Ｈ（ρ，θ）で、閾値ｈ_threより大きい特
徴空間点（ρ，θ）を選び出し、このようなρ,θの表
す直線を磁気標識の境界を表わす直線とする。

【００８５】次に、磁気標識対応点のうち、磁気標識対
応点以外の離散点と接する磁気標識対応点を選ぶ。この
選んだ磁気標識対応点を、磁気標識交点対応点（ｅｔａ
ｇ）と呼ぶ。また、これ以外の磁気標識対応点を磁気標
識内部対応点（ｆｔａｇ）と呼ぶ。各磁気標識交点対応
点について、先に検出した直線からの距離を計算する。

【００８６】ここで、図６に示すように磁気標識Ｔｇの
側縁部が直線Ｌ１，Ｌ２として検出され、また磁気標識
対応点として、ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３，
ｃ１，ｃ２，ｃ３があるとする。この場合、磁気標識交
点対応点（ｅｔａｇ）であるａ１，ａ３，ｂ１，ｂ３，
ｃ１，ｃ３について直線Ｌ１，Ｌ２との距離を計算す
る。

【００８７】この距離が閾値ｄ_thre以下となる直線の存
在しない磁気標識交点対応点があった場合には、この磁
気標識交点対応点に連続する別の磁気標識対応点につい
ては、磁気標識対応点ではない点に変更する。

【００８８】例えば、ｄ_threが図６中に示すような距離
であった場合には、ａ１，ａ３，ｃ１，ｃ３については
この距離の中に直線が存在するが、ｂ１，ｂ３について
はこの距離の中に直線が存在しない。従って、ｂ１，ｂ
３に連続する磁気標識対応点、すなわち、ｂ１，ｂ２，
ｂ３は磁気標識対応点ではない一般の離散点とする。

【００８９】このようにして、磁気標識対応点検証部４
は磁気標識対応点とそうでない一般の離散点とを検証し
て分ける。

【００９０】磁気標識対応点検証部４によるこのような
磁気標識対応点の検証が終わると、次に磁気標識交点検
出部５が磁気標識と輪郭の交点を検出する。磁気標識交
点検出部５の構成例を図１２に示す。

【００９１】図１２に示すように、磁気標識交点検出部
５は離散点移動部８ａ、収束判定部９ａにて構成してあ
る。離散点移動部８ａは全エネルギーが最小になるよう
に前記複数個の離散点を移動させる処理を行うものであ
り、収束判定部９ａは移動した離散点が収束条件を満た
すかどうかを判定するものである。

【００９２】離散点移動部８ａ、収束判定部９ａでは図
３で説明した輪郭抽出部２における離散点移動部８、収
束判定部９と同様の処理を行なう。すなわち、図７、図
８の構成で説明した処理である。ただし、画像エネルギ
ーとしては、［数９］に示した式（１３ａ），（１３
ｂ），（１３ｃ）を用いる。

【００９３】

【数９】

【００９４】磁気標識交点検出部５における収束判定部
９が収束条件を満たしたことを判定すると、磁気標識と
輪郭の交点が検出されたことになるので、出力部６で結
果を出力する。

【００９５】結果の出力方法としては、データとしてフ
ァイルに記録したり、ディスプレイに表示するなどの方
法があるが、本実施例では例えば、ディスプレイに表示
する。

【００９６】以上は、測定対象とする心臓等の対象物の
磁気標識付ＭＲ画像のデータを用い、この画像における
対象物に複数の離散点を設定してその離散点を画像の内
部エネルギー（滑らかさ）と外部エネルギー（エッジ）
の関係から両者の境界点に到達するようそれぞれ移動さ
せてゆくことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出部
と、移動した離散点のうち、磁気標識に対応する離散点
を決定するための磁気標識対応点決定部と、磁気標識対
応点決定部において決定された磁気標識対応点が正しい
かどうかを判定する磁気標識対応点検証部と、磁気標識
と対象物の輪郭との交点を検出する磁気標識交点検出部
を有する構成とした。

【００９７】そして、対象とする磁気標識付ＭＲ画像を
用い、この画像における対象物の領域内に複数の離散点
を設定すると、輪郭抽出部はその離散点を画像のエネル
ギーとエッジのエネルギーの関係から両者の境界点（画
像のエッジ位置）に到達するようそれぞれ移動させてゆ
くことにより対象物の輪郭を抽出し、磁気標識対応点決
定部において、前記離散点のうち磁気標識部分に近い位
置の離散点を磁気標識部分に対応する離散点として求め
る。そして、磁気標識対応点検証部において、磁気標識
の境界部分にあたる直線を求め、前記磁気標識に対応す
る離散点のうち、前記直線が存在しない部分にある離散
点は磁気標識対応点としないようにして、前記直線が存
在しない部分にある離散点を除外する。これは画像の状
態により、磁気標識対応部でない位置の離散点も磁気標
識対応点として求められている可能性があるので、これ
ら不要な離散点を除外するためである。

【００９８】そして、これを終えたならば、磁気標識交
点検出部において、前記離散点の有する弾性エネルギー
と、磁気標識部分に対応する離散点の有する磁気標識部
分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分
に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応
じて付加される外部エネルギーの総和を最小にするよう
に前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対象
物の交点を検出するというものである。

【００９９】この結果、磁気標識と対象物の交点が精度
よく検出できて、時相的に異なるＭＲ画像について、そ
の測定対象物の磁気標識を付した特定位置の移動先が正
確にわかるようになる。

【０１００】（第二の実施例）図１３は本発明の第二の
実施例の構成例を表す図である。図における画像入力部
１、輪郭抽出部２、磁気標識交点検出部５、出力部６に
ついては第一の実施例と機能および構成が同じである。
この実施例では第一の実施例における磁気標識対応点決
定部３を磁気標識対応点決定部２１に置き換えてある。

【０１０１】磁気標識対応点決定部２１は、輪郭抽出部
２で求めた複数個の離散点に対して、それぞれ磁気標識
対応点か否かを判断するものであり、この磁気標識対応
点決定部２１の処理の流れを図１４に示す。

【０１０２】磁気標識対応点決定部２１の動作を説明す
ると、この磁気標識対応点決定部２１においても、まず
初めに第一の実施例で述べたハフ変換を用いて直線を検
出する。

【０１０３】次に検出された直線ｋについて最も近い離
散点ｉと、この離散点ｉと隣接する離散点であって、直
線ｋについて前記離散点ｉと反対側に位置する離散点ｊ
を選択する（図１５参照）。ただし、反対側に位置する
離散点が存在しない場合には次の直線の処理に移る。

【０１０４】離散点ｉ、離散点ｊにおける画像輝度をそ
れぞれＩ(i) ，Ｉ(j) とし、ある決められた閾値ｔｈｒ
ｅについて、［数１０］に示す式（１４）が成り立つ場
合には、離散点ｉ、ｊを磁気標識対応点の端点の候補と
する。

【０１０５】

【数１０】

【０１０６】そして、ｉ，ｊとＩ(i) ，Ｉ(j) の大小に
よって、ｐｔａｇまたはｎｔａｇなるラベルをつける。
ｉ，ｊとＩ(i) ，Ｉ(j) の大小の関係の条件は次の如き
である。

【０１０７】

【数１１】

【０１０８】この後、直線ｋに２番目に近い離散点ｎを
選択する。ただし、離散点ｎが離散点ｉに隣接する場合
には、次に近い離散点を選択し、離散点ｎが離散点ｉか
ら決められた距離より離れた位置になるまでこの処理を
続ける。

【０１０９】次に直線ｋに関して離散点ｎの反対側に位
置する離散点ｍを選択する。ただし、反対側に位置する
離散点が存在しない場合には次の直線の処理に移る。

【０１１０】この後は離散点ｉ，ｊの場合と同様の処理
を離散点ｎ，ｍについても行なう。すなわち、

【数１２】

【０１１１】このような処理を、検出された直線全てに
対して行なう。

【０１１２】次に、ｐｔａｇ，ｎｔａｇのラベルを用い
て実際に磁気標識対応点を決定する。

【０１１３】離散点の番号順にｐｔａｇ --> ｎｔａｇ
の順に並んでいて、その間にはｐｔａｇでもｎｔａｇで
もない離散点のみが存在する場合、ｐｔａｇからｎｔａ
ｇまでの離散点を磁気標識対応点とする。

【０１１４】このようにしても、輪郭抽出部２で求めた
複数個の離散点に対して、それぞれ磁気標識対応点か否
かを判断することができる。

【０１１５】以上、磁気標識付のＭＲ画像について、こ
の画像における対象物に複数の離散点を設定すると、そ
の離散点を対象物の境界位置に移動させて輪郭抽出し、
かつ、前記離散点のうち磁気標識部分に近い位置の離散
点を磁気標識部分に対応する離散点として求め、また、
磁気標識の境界部分にあたる直線を求め、前記磁気標識
に対応する離散点のうち、この直線が存在しない部分に
ある離散点を除外して磁気標識に対応する離散点を求め
るようにしたものであるから、磁気標識と対象物の交点
が精度よく検出できて、時相的に異なるＭＲ画像につい
て、その測定対象物の磁気標識を付した特定位置の移動
先が正確にわかるようになるものである。

【０１１６】なお、本発明はここにあげた実施例に限定
されるものではない。例えば、第一、第二実施例におい
て、収束判定部９，９ａにおける収束条件としては、エ
ネルギーの変化量による方法をあげたが、複数個の離散
点の移動量がある一定量より小さくなったとき、あるい
はこのような条件で収束しない場合もあることを考慮し
て、繰り返しの回数で収束させるようにすることもでき
る。

【０１１７】また、第一、第二の実施例において、輪郭
抽出部２で、輪郭抽出方法としてエネルギー最小化によ
る方法の例を示したが、手で輪郭抽出した結果を用いて
も差し支えない。

【０１１８】また、第一、第二の実施例において、一枚
の画像についての処理の例を示したが、連続する複数枚
の画像についての処理も可能である。その場合は、二枚
目以降の場合、輪郭及び磁気標識に対応する離散点とし
て、前の画像における結果を利用する。

【０１１９】また、第一の実施例について、直線の存在
する部分の磁気標識対応点を残す方法を挙げたが、例え
ば図１６（ａ）のように、ある直線について片側の交点
（ａ１〜ａ３）のみが検出された場合に図１６（ｂ）の
ように、反対側の離散点（ｃ１〜ｃ３）を新たに磁気標
識対応点とするといった方法を採用することも考えられ
る。

【０１２０】また、第二の実施例においては直線の情報
のみを用いて、磁気標識対応点を決定する方法をあげた
が、この後で、輝度情報の大きさにより磁気標識対応点
の検証を行なっても差し支えない。

【０１２１】また、第一、第二の実施例では直線の情報
をそのまま使用したが、一つの磁気標識について直線が
複数個検出された場合に、それら複数個の直線の交点を
求め、それらの交点によって分割される線分を連結した
ものをそれぞれ直線とみなしてもよい。複数の直線が検
出された例を図１７に示す。

【０１２２】このように、本発明によれば、磁気標識の
境界部分を直線として検出することにより、磁気標識と
対象物の交点検出が精度良く行なえ、その実用的効果は
多大である。

【０１２３】つぎに画像エッジ抽出の改良した手法につ
いて実施例を説明する。

【０１２４】（第三の実施例）エッジ抽出には種々の手
法があるが、そのうち空間微分を用いる方法は、ノイズ
によるエッジを除去するのに適切な閾値を用いると、対
象物の弱いエッジが抽出できなくなり、一方、分離度を
用いる方法では、輝度差の小さいエッジをも抽出してし
まうため、対象物のエッジのみを抽出することは困難で
あるという問題があるが、ここでは分離度を用いて対象
物のエッジ抽出を行なう際に、検出しようとする対象物
の存在位置の情報、色情報、テクスチャ情報等を利用し
て、対象物のエッジを選択的に抽出することにより、対
象物の持つ弱いエッジをも抽出でき、不要なエッジは抽
出しないようにしたエッジ抽出を実現する。

【０１２５】第三の実施例について図を参照しながら説
明する。図１８は本発明の実施例に係るエッジ抽出のた
めの装置の構成を示すブロック図である。また、図１９
は実施例の動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【０１２６】図１８に示すようにエッジ抽出のための装
置構成として、ここでは画像を入力する画像入力部２０
１、入力された画像に対してマスク領域を設定してこれ
に対してｘ方向の分離度、ｙ方向の分離度、位置重み、
特徴重みを計算し、それらから、重み付き分離度を計算
するといった機能を有するエッジ強度計算部２０２、こ
のエッジ強度計算部２０２で得られた画像に２値化処理
を施し、強いエッジのみを抽出すると共に、この抽出さ
れたエッジ画像を蓄え、また、このエッジ画像を映し出
す構成となっているエッジ抽出部２０３から構成され
る。

【０１２７】図１８における画像入力部２０１は画像を
入力するためのものであり、図１の画像入力部１に相当
する。

【０１２８】この画像入力部２０１は、例えば、ＭＲ画
像を対象とする場合は、ＭＲＩ装置もしくはＭＲ画像デ
ータを記録した記憶装置等であり、通常の画像を対象と
する場合は対象物を撮像するテレビカメラ２１０と、こ
のテレビカメラ２１０で撮像されたアナログ画像データ
をディジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器２１１
と、Ａ／Ｄ変換器２１１から出力されるディジタル画像
データを記憶する画像メモリ２１２などから構成され
る。

【０１２９】本装置において、画像入力部２０１の出力
である画像データはエッジ強度計算部２０２へ送られ
る。エッジ強度計算部２０２は、マスク位置制御部２２
０と、ｘ方向分離度計算部２２１と、ｙ方向分離度計算
部２２２と、対象物の形状の特徴量を計算する位置重み
計算部２２３と、対象物の輝度または色またはテクスチ
ャ等の特徴量を計算する特徴重み計算部２２４と、これ
らから重み付き分離度を計算する重み付き分離度計算部
２２５と、スケール変換部２２６と、画像メモリ２２７
とから構成されており、エッジ強度計算部２０２の詳細
は後述するが、ここで入力された画像データに対してマ
スク領域を設定してこれに対してｘ方向の分離度、ｙ方
向の分離度を計算し、また、入力された画像データに対
して位置重み、特徴重みを計算し、重み付き分離度を計
算してこれらを出力する。

【０１３０】ここで分離度とは、データの集合を幾つか
の部分集合に分割した場合に、それぞれの部分集合がど
の程度分離されているかを表す量である。分離度は、集
合全体のデータの特徴に対する部分集合のデータの特徴
の割合で表され、その値は“０”〜“１”の値をとる。

【０１３１】今、画像中の２つの領域を上記の２つの集
合と考えた場合、分離度が大きい程、領域の境界に、強
いエッジが存在することになる。つまり、ある画素を境
とする２つの領域について考えると、その画素における
分離度が大きければ、その画素には強いエッジが存在す
るということができる。そして、この分離度を用いるこ
とで、画像の輝度だけでなく、色、テクスチャによるエ
ッジも検出できる。

【０１３２】ｘ方向の分離度はｘ方向に対するある画素
の分離度であり、ｙ方向の分離度はｙ方向に対するある
画素の分離度である。また、位置重みは対象物の形状が
ある程度既知の場合に、対象物の形状に関する知識を用
いて、選択的にエッジを抽出するための重みであり、対
象物の形状がある程度既知である画像を対象とする場合
にこれを使用することでその境界を求め易くなる。

【０１３３】特徴重みは対象物の輝度、色、テクスチャ
等がある程度既知の場合に、選択的にそのエッジを抽出
するための重みであり、対象物の輝度、色、テクスチャ
等がある程度既知である画像を対象とする場合にこれを
使用することでその境界を求め易くなる。

【０１３４】本実施例では、エッジ強度計算部２０２の
出力であるｘ方向の分離度、ｙ方向の分離度、位置重
み、特徴重み、重み付き分離度は、エッジ抽出部２０３
に入力される。そして、エッジ抽出部２０３はエッジ強
度計算部２０２で得られた画像に２値化処理を施し、強
いエッジのみを抽出する。そして、これを輪郭抽出画像
として利用することになる。

【０１３５】ここでエッジ抽出部２０３は、エッジ強度
計算部２０２で得られた画像に２値化処理を施し、強い
エッジのみを抽出するといった処理機能を有する２値化
処理部２３０と、検出されたエッジ画像を蓄える画像メ
モリ２３１と、エッジ画像を映し出すモニタ２３２で構
成される。これらはそれぞれ画像バス２３３に接続され
ており、２値化処理を施す前の画像も表示することもで
きる。

【０１３６】次にエッジ強度計算部２０２の詳細を説明
する。

【０１３７】まず、ｘ方向分離度計算部２２１とｙ方向
分離度計算部２２２について説明する。ｘ方向の分離度
とｙ方向の分離度の違いは、マスク領域の設定にあり、
本実施例では、ｘ方向とｙ方向の分離度を求めるため
に、図２０に実線と鎖線で示すような２種のマスクを用
いる。実線で示すマスクＭｙがｙ方向用のマスクであ
り、鎖線で示すマスクＭｘがｘ方向用のマスクである。
また、ＢＤｘがｘ方向用のマスクの領域内の境界線であ
り、ＢＤｙがｙ方向用のマスクの領域内の境界線であ
る。ＰXLa は分離度を求めようとする画素である。な
お、マスク領域は特に矩形である必要はなく、他の形状
のものを用いても良い。また、ｘ方向、ｙ方向の２方向
だけでなく、任意の方向のマスクを用いても良い。

【０１３８】このようにマスクされた領域に対して、
［数１］における式（１）を用いてそれぞれｘ方向の分
離度、ｙ方向の分離度を計算する。本実施例では、式
（１）における特徴として輝度値を用いた。

【０１３９】次に、位置重み計算部２２３について説明
する。上述したように、位置重みは対象物の形状がある
程度既知の場合に、対象物の形状に関する知識を用い
て、選択的にエッジを抽出するための重みである。位置
重みを計算するためには、基準点を設定しなければなら
ない。

【０１４０】図２１は球状の物体が画像の中央付近に映
し出されることが、既知の場合の例である。このような
状態が既知の画像の場合、エッジを抽出する対象領域Ｅ
Ａとして図２１における斜線領域を指定し、その領域Ｅ
Ａ内の画像のエッジを選択的に抽出するようにすると、
対象領域ＥＡ外にある対象物以外のエッジＥＧULを取り
込むことなく、対象物１００のエッジＥＧのみの抽出が
し易くなる。そこでこの例の場合、対象物が球状で画像
中央に映し出されるので、画像の中央に基準点Ｐｔを設
定すると良い。

【０１４１】ここで、図２２に示すように、エッジ強度
を計算しようとする画素ＰXLと基準点（第一、第二の実
施例での分散点に対応する）Ｐｔとの距離をｄ、基準点
Ｐｔからエッジ強度を計算しようとする範囲（探索範囲
と呼ぶ）の長さをＬとすると、例えば［数１３］に示す
式（２１）のように位置重みαを定義することができ
る。

【０１４２】

【数１３】

【０１４３】このように位置重みを定義すると、基準点
に近いエッジがより抽出され易くなる。従って、対象物
がどこにあるかがわかっている場合に特に有効である。
逆に［数１４］に示す式（２２）のように位置重みαを
定義すると、基準点から遠いエッジがより抽出され易く
なる。

【０１４４】

【数１４】

【０１４５】次に特徴重み計算部２２４について説明す
る。上述したように、特徴重みは対象物の輝度、色、テ
クスチャ等がある程度既知の場合に、選択的にそのエッ
ジを抽出するための重みである。

【０１４６】図２３は対象物１００の輝度が背景の輝度
よりも高いことが既知である場合の例である。分離度を
計算する時のマスク領域ＡＭ内の平均輝度が

【数１５】

【０１４７】であるとすると、特徴重みβは例えば［数
１６］に示す式（２３）のように定義することができ
る。

【０１４８】

【数１６】

【０１４９】ここで、Ｐ_maxの値は各画素の輝度値が８
ｂｉｔで表されているとき“２５５”、あるいは画面上
の最大輝度、あるいは予め決定された領域内の最大輝度
の値等にすれば良い。特徴重みβは、

【数１７】

【０１５０】の値をとる。このように特徴重みβを定義
することで、図２４に示すように、領域Ａ２側の平均輝
度が高いエッジ部が抽出され易くなる。

【０１５１】また、［数１８］における式（２４）のよ
うに特徴重みβを定義すると、領域Ａ１側の平均輝度が
高いエッジ部が抽出され易くなる。

【０１５２】

【数１８】

【０１５３】また、［数１９］における式（２５）のよ
うに特徴重みβを定義すると、領域Ａ２側の平均輝度が
低いエッジ部が抽出され易くなる。

【０１５４】

【数１９】

【０１５５】また、［数２０］における式（２６）のよ
うに特徴重みβを定義すると、領域Ａ１側の平均輝度が
低いエッジ部が抽出され易くなる。

【０１５６】

【数２０】

【０１５７】［数１９］で示した式（２５）、［数２
０］で示した式（２６）は片側の領域の輝度の低さを重
みに用いた場合で、それぞれの領域の輝度が低いほど、
最大値“１”に近づく。

【０１５８】また、両側の領域の平均輝度を用いて［数
２１］に示す式（２７），（２８），（２９），（３
０）のように特徴重みβを定義することもできる。ただ
し、式（２９），（３０）のように定義した場合、特徴
重みβの値は

【数２１】

【０１５９】あるいは、式（２７），（２８）の変形と
して［数２２］に示す式（３１），（３２）のように特
徴重みβを定義することで各領域の平均輝度がエッジ強
度に及ぼす影響を調節することもできる。

【０１６０】

【数２２】

【０１６１】次に重み付き分離度計算部２２５の説明を
行う。重み付き分離度計算部２２５は、エッジ強度計算
部２０２におけるｘ方向分離度計算部２２１、ｙ方向分
離度計算部２２２、位置重み計算部２２３、特徴重み計
算部２２４によってそれぞれ求められたｘ方向の分離度
η_x、ｙ方向の分離度η_y、位置重みα、特徴重みβか
ら重み付き分離度η´を［数２３］における式（３
３），（３４）により計算する。

【０１６２】

【数２３】

【０１６３】あるいは式（３３），（３４）の代わりに
次式（３５）で重み付き分離度を定義することで、位置
重み、特徴重みの分離度に対する影響の仕方を調節する
こともできる。

【０１６４】Ｓ＝ α^A×β^B×（η´）^C …（３５）次にスケール変換部２２６について説明する。スケール
変換部２２６では、得られた重み付き分離度η´を定数
倍、例えば２５５倍し、画像表示用のデータを作成す
る。

【０１６５】画像メモリ２２７は、スケール変換部２２
６から得られる画像を蓄える。

【０１６６】次に、上記のように構成された本実施例装
置の作用について説明する。本装置の処理手順は図１９
のフローチャートの如きであり、まずはじめに画像入力
を行う。画像入力は例えば、テレビカメラ２１０から行
われる。そして、テレビカメラ２１０から入力された画
像の信号は、Ａ／Ｄ変換器２１１によってディジタルデ
ータ化され、画像メモリ２１２に格納される。

【０１６７】画像が入力されたならば次に、画像中の対
象物の形状に応じて基準点と探索経路を設定する。そし
て、マスク領域を設定した後、ｘ方向分離度計算、ｙ方
向分離度計算、位置重み計算、特徴重み計算が行われ
る。これにより、ｘ方向の分離度η_x、ｙ方向の分離度
η_y、位置重みα、特徴重みβが求められる。そして、
これらを用いて次に重み付き分離度η´を求めるべく、
重み付き分離度計算が行われる。

【０１６８】重み付き分離度η´は探索経路ＲＴに沿っ
て各画素毎に順に計算される。探索経路ＲＴは、図２５
に示すような通常のラスタースキャン（テレビスキャン
と同様のＸＹ走査）で良いが、対象物の形状に合わせて
任意に設定することができる。例えば、図２６に示す例
のように、基準点Ｐｔを画像中央に、探索経路ＲＴは基
準点Ｐｔを中心として放射状となるように設定すること
もできる。

【０１６９】また、対象物１００が図２６に示すような
ドーナツ形状の場合、分離度を計算する際のマスク領域
ＡＭを図２４のように探索経路ＲＴ方向に設定すると効
果的である。その際、図２７に示すようにマスク領域Ａ
Ｍを探索方向のみに設定しても良い。

【０１７０】また、図２８に示すように、マスク領域Ａ
Ｍを探索経路ＲＴ方向のものと、探索経路ＲＴ方向に垂
直なものに設定しても良い。この場合、探索経路ＲＴ方
向にマスク領域ＡＭを設定した場合の分離度を

【数２４】

【０１７１】そして、探索経路ＲＴ方向に垂直なマスク
領域を設定した場合の分離度を

【数２５】

【０１７２】と表すと、［数２３］の式（３３），（３
４）におけるη′は、それぞれ［数２６］における式
（３５），（３６）の如きとなる。

【０１７３】

【数２６】

【０１７４】次に図１８の構成におけるエッジ強度計算
部２０２のマスク位置制御部２２０が、探索経路ＲＴに
沿ってマスク領域ＡＭを設定する。

【０１７５】そして、ｘ方向分離度計算部２２１、ｙ方
向分離度計算部２２２、位置重み計算部２２３により探
索方向の分離度、探索経路ＲＴ方向と垂直な方向の分離
度、位置重みα、特徴重みβが計算され、それらから、
特徴量重み計算部２２４により重み付き分離度η´が計
算される。

【０１７６】重み付き分離度η´が求められると次にス
ケール変換が行われ、エッジ強度のデータに変換され
る。すなわち、この求められた重み付き分離度η´がス
ケール変換部２２６に与えられてここでこの重み付き分
離度η´は定数倍され、エッジ強度として画像メモリ２
２７に格納される。

【０１７７】ここで、エッジ強度計算部２０２は全ての
探索経路ＲＴを探索したか否かを調べ、その結果、未探
索のものがあればエッジ強度計算部２０２内のマスク位
置制御部２２０に指示して探索経路に沿って次の画素を
探索点に設定させるようにし、同様の処理を行なう。

【０１７８】このようにして処理される結果、各画素に
ついてそのエッジ強度のデータが画像メモリ２２７に格
納される。

【０１７９】また、上記探索経路の全経路を探索済みで
あれば、ここでの必要な処理は完了となるので２値化処
理に移る。すなわち、上記探索経路の全経路を探索済み
となったならば、エッジ強度計算部２０２は、画像メモ
リ２２７に格納されたエッジ強度のデータをメモリ２２
７から読出して、エッジ抽出部２０３に与え、エッジ抽
出部２０３ではこれを受けて２値化処理部２３０により
２値化処理を行うことによって、エッジ画像を抽出して
画像メモリ２３１に蓄える。そして、この画像メモリ２
３１に蓄えたエッジ画像をモニタに表示したり、あるい
は図１の構成における抽出された輪郭画像（エッジ画
像）として利用する。

【０１８０】なお、本実施例では、静止画像でのエッジ
抽出について述べたが、動画像でのエッジ抽出を効果的
に行なうこともできる。

【０１８１】ここで、本システムでは図２９（ａ）に示
すように、１フレーム目は本実施例で示した方法、また
はその他の方法でエッジＥＧを検出、あるいは手動でエ
ッジＥＧを入力し、図２９（ｂ）に示すように、２フレ
ーム以降は前フレームで検出されたエッジＥＧ上に複数
の基準点Ｐt を設定する。

【０１８２】そして、基準点Ｐt に近いエッジを抽出し
易いように、位置重みαを例えば前述した式（２１）の
如く定義することで、前フレームで抽出されたエッジに
近いエッジが抽出され易くなり、対象物のエッジＥＧ１
を追跡することが可能となる。なお、図２９（ｂ）にお
けるＲＴは各基準点Ｐt 毎の探索経路である。また、対
象物の移動方向が予めわかっている場合には、図３０の
ように前フレームでのエッジＥＧ上の基準点Ｐt に対す
る探索経路ＲＴを対象物１００の移動方向ＭＶに設定す
ることで、誤ったエッジの抽出を防いで目的のエッジＥ
Ｇ１を能率的に見付けるようにすることもできる。

【０１８３】このように、本実施例によれば、検出しよ
うとする対象物に応じた重みを定義することで、エッジ
抽出の精度を向上させることができる。

【０１８４】以上、第三の実施例は、画像中に自動また
は手動で設定された領域（マスク領域）内の分割された
２つの領域間の統計的特徴量からエッジを抽出する画像
処理方法において、画像中の対象物の存在位置、輝度、
色、テクスチャ等の特徴を利用することで、大きなノイ
ズ等に影響されることなく、必要とするエッジを選択的
に抽出するようにしたもので、対象物をディジタル画像
として入力する画像入力部と、この画像中に手動または
自動で設定した所要もしくは所望の前記領域内の分割さ
れた２つの領域間の分離度を求め、この分離度と画像中
の対象物の特徴に応じた位置重みα、特徴重みから重み
付き分離度を求め、エッジ強度を計算するエッジ強度計
算部と、エッジ強度を２値化処理しエッジ画像を得るエ
ッジ抽出部とから構成され、分離度によりエッジ抽出を
行なう際に、対象物の存在位置、輝度、色、テクスチャ
等の特徴量を用いることで、画像中の輪郭抽出したい対
象物の弱いエッジなど、必要とするエッジを選択的に抽
出し得るようにしたものであり、不要な他の部分の画像
の輪郭やノイズなどによるエッジを抽出することなく必
要とするエッジを選択的に抽出することが可能になると
いった効果が得られる。

【０１８５】なお、以上のエッジ抽出に関しての本発明
はここに示した実施例に限定されるものではない。例え
ば、分離度を計算する時に用いる特徴量として、色やテ
クスチャに関する量を用いることもできる。また、位置
重みαは画像中の対象物の形状に応じて多様な定義が考
えられる。特徴重みについても、色やテクスチャに関す
る量を用いて定義することができる。また、重み付き分
離度η´は必ずしも位置重みαと特徴重みβの双方を同
時に用いる必要はなく、いずれか一方のみを使用するよ
うにしてもよい。すなわち、式（２９）の代わりに、Ｓ＝α×η´ …（３７）Ｓ＝β×η´ …（３８）を用いるようにしても差支えない。

【０１８６】また、本実施例における画像入力部２０１
はテレビカメラを中心に構成されたものであるが、本発
明はこれに限らず、他の装置から画像を入力してもよ
い。例えば、Ｘ線画像、超音波画像、ＭＲ画像等の医用
画像を入力画像として用いてもよい。本発明は、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々変形して用いることができ
る。

【０１８７】

【発明の効果】以上、本発明によれば、磁気標識付きの
ＭＲ画像について、その磁気標識の境界部分を直線とし
て検出することにより、磁気標識と対象物の交点検出が
精度よく行なえ、その実用的効果は多大である。

【０１８８】また、本発明は、分離度を用いたエッジ抽
出において、画像中の対象物の特徴がある程度既知の場
合に、各画素での分離度と位置重みαと特徴重みから重
み付き分離度を求めることで、必要とするエッジを選択
的に抽出することを可能にするものである。

【０１８９】画像処理を用いるアプリケーションによっ
ては、画像中の対象物が限定されている場合も少なくな
く、その対象物の特徴の情報を用いてエッジ抽出を行な
う本発明の実用的効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第一の実施例の構成例を示すブロック図。

【図２】本発明の実施例を説明するための図であって、
磁気標識ＭＲ画像の例を示す図。

【図３】本発明の実施例を説明するための図であって、
輪郭抽出部の例を示す図。

【図４】本発明の実施例を説明するための図であって、
初期値の設定例を示す図。

【図５】本発明の実施例を説明するための図であって、
離散点の番号の付与例を説明するための図。

【図６】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第一の実施例における磁気標識の検証方法を説
明するための図。

【図７】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第一の実施例における離散点移動部の処理の流
れを示す図。

【図８】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第一の実施例における収束判定部の例を表す
図。

【図９】本発明の実施例を説明するための図であって、
抽出された輪郭の例示す図。

【図１０】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第一の実施例における磁気標識対応点決定
部の処理の流れを表す図。

【図１１】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、得られたエッジ画像の例を示す図。

【図１２】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第一の実施例における磁気標識交点検出部
の構成例を示す図。

【図１３】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第二の実施例の構成を示すブロック図。

【図１４】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第二の実施例における磁気標識対応点決定
の処理の流れを表す図。

【図１５】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第二の実施例における磁気標識対応点決定
方法を説明する図。

【図１６】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、磁気標識対応点検証方法の別の例を説明する図。

【図１７】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、複数の直線が検出された例を示す図。

【図１８】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第三実施例に係るエッジ抽出装置の構成例
を示すブロック図。

【図１９】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、本発明の第三実施例の処理の説明をするためのフロ
ーチャート。

【図２０】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、マスク領域の方向に関する説明図。

【図２１】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、対象物の形状が既知の場合の例を説明するための
図。

【図２２】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、位置重みに関する基準点と基準点からの距離の説明
をするための図。

【図２３】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、特徴重みの効果に関する説明図。

【図２４】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、探索経路とマスク領域の設定例の説明図。

【図２５】ラスタースキャンの説明図。

【図２６】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、探索経路の設定例の説明図。

【図２７】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、マスク領域の設定例を示す図。

【図２８】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、マスク領域の設定例を示す図。

【図２９】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、動画像におけるエッジ追跡例の説明図。

【図３０】本発明の実施例を説明するための図であっ
て、エッジの移動方向がわかっている場合の探索経路の
設定例を示す図。

【図３１】従来技術を説明するための図であって、分離
度を計算する際のマスク領域の説明をするための図。

【図３２】従来技術を説明するための図であって、空間
微分によるエッジ抽出の説明をするための図。

【図３３】従来技術を説明するための図であって、分離
度によるエッジ抽出の説明をするための図。

【符号の説明】

１…画像入力部２…輪郭抽出部３…磁気標識対応点決定部４…磁気標識対応点検証部５…磁気標識交点検出部６…出力部７…初期値設定部８…離散点移動部９…収束判定部１１…画像エネルギー算出部１２…外部エネルギー算出部１３…次座標算出部１４…記憶部１５…エネルギー算出部１６…記憶部１７…エネルギー比較部１８…抽出された輪郭の例１９…磁気標識対応点決定部２０１…画像入力部２０２…エッジ強度計算部２０３…エッジ抽出部２１０…テレビカメラ２１１…Ａ／Ｄ変換器２１２…画像メモリ２２０…マスク位置制御部２２１…ｘ方向分離度計算部２２２…ｙ方向分離度計算部２２３…位置重み計算部２２４…特徴重み計算部２２５…重み付き分離度計算部２２６…スケール変換部２２７…画像メモリ２３０…２値化処理部２３１…画像メモリ２３２…モニタ２３３…画像バス１００…対象物Ｐｔ…基準点３０１…ノイズ部分３０２…ノイズ部分のエッジ３０３…対象物の弱いエッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−259575（ＪＰ，Ａ) 特開平５−12443（ＪＰ，Ａ) 特開平６−243254（ＪＰ，Ａ) 特開平５−165950（ＪＰ，Ａ) 特開平５−285125（ＪＰ，Ａ) 特表平６−500035（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/055

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気共鳴イメージング装置により得られ
た磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散点
を設定することにより、その離散点を画像の持つ画像エ
ネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ
移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、
磁気標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決
定手段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、前記磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気
標識対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した
離散点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与
えた磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部
分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分
に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応
じて付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、
前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物
の輪郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】磁気共鳴イメージング装置により得られ
た磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散点
を設定することによりその離散点を画像の持つ画像エネ
ルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移
動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有し、前記検証手段は、前記磁気標識の境界に対応する直線を求める手段と、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
る手段と、により構成したこと、を特徴とする画像処理装置。
【請求項３】磁気共鳴イメージング装置により得られ
た磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散点
を設定することによりその離散点を画像の持つ画像エネ
ルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移
動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記磁気標識付ＭＲ画像における磁気標識の境界に対応
する直線を求め、前記輪郭抽出手段により移動された前
記離散点のうち、前記直線との距離が近い離散点を磁気
標識に対応する離散点として決定する磁気標識対応点決
定手段と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識部分
に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表す画
像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離散点
の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加される外
部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点を移
動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との交点
を検出する磁気標識交点検出手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】磁気共鳴イメージング装置により得られ
た磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散点
を設定することによりその離散点を画像の持つ画像エネ
ルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移
動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有し、前記検証手段は、前記磁気標識の境界に対応する複数の
直線の交点を求め、前記複数の直線を前記交点を端点と
する線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識の境
界部分の特徴を有するものを選択し、前記選択された線
分を磁気標識の境界部分とすることにより、磁気標識の
境界部分にあたる直線を求める手段と、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
る手段と、を有すること、を特徴とする画像処理装置。
【請求項５】磁気共鳴イメージング装置により得られ
た磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散点
を設定することによりその離散点を画像の持つ画像エネ
ルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移
動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記磁気標識付ＭＲ画像における磁気標識の境界に対応
する直線を求め、前記輪郭抽出手段により移動された前
記離散点のうち、前記直線との距離が近い離散点を磁気
標識に対応する離散点として決定するものであって、磁
気標識の境界部分の直線の選択は前記磁気標識付ＭＲ画
像から複数の直線を得、これら得た複数の直線について
交点を求めて、これら複数の直線を前記交点を端点とす
る線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識の境界
部分の特徴を有する線分を選択することにより決定する
磁気標識対応点決定手段と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識部分
に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表す画
像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離散点
の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加される外
部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点を移
動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との交点
を検出する磁気標識交点検出手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】磁気共鳴イメージング装置により得られ
た磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散点
を設定することによりその離散点を画像の持つ画像エネ
ルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移
動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有し、前記検証手段は、前記磁気標識の境界に対応する直線の
交点を求め、前記複数の直線を前記交点を端点とする線
分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識の境界部分
の特徴を有するものを選択し、前記選択された線分を磁
気標識の境界部分とすることにより、磁気標識の境界部
分にあたる直線を求めるものであって、磁気標識の境界
部分の直線の選択は前記磁気標識付ＭＲ画像から複数の
直線を得、これら得た複数の直線について交点を求め
て、これら複数の直線を前記交点を端点とする線分に分
割し、これらの線分のうち、磁気標識の境界部分の特徴
を有する線分を選択することにより決定する手段と、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
る手段と、により構成したこと、を特徴とする画像処理装置。
【請求項７】磁気共鳴イメージング装置において、得
られた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離
散点を設定することによりその離散点を画像の持つ画像
エネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞ
れ移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識部分
に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表す画
像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離散点
の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加される外
部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点を移
動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との交点
を検出する磁気標識交点検出手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】磁気共鳴イメージング装置において、得
られた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離
散点を設定してその離散点を画像の持つ画像エネルギー
の関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させ
てゆくことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段
と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有す
ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】磁気共鳴イメージング装置において、得
られた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離
散点を設定することによりその離散点を画像の持つ画像
エネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞ
れ移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有し、前記検証手段は、前記磁気標識の境界に対応する直線を
求める手段と、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
る手段と、により構成したこと、を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】磁気共鳴イメージング装置において、
得られた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の
離散点を設定することによりその離散点を画像の持つ画
像エネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれ
ぞれ移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段
と、前記磁気標識付ＭＲ画像における磁気標識の境界に対応
する直線を求め、前記輪郭抽出手段により移動された前
記離散点のうち、前記直線との距離が近い離散点を磁気
標識に対応する離散点として決定する磁気標識対応点決
定手段と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識部分
に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表す画
像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離散点
の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加される外
部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点を移
動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との交点
を検出する磁気標識交点検出手段と、を有することを特
徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】磁気共鳴イメージング装置において、
得られた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の
離散点を設定するとその離散点を画像の持つ画像エネル
ギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ移動
させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有し、前記検証手段は、前記磁気標識の境界に対応する複数の直線の交点を求
め、前記複数の直線を前記交点を端点とする線分に分割
し、これらの線分のうち、磁気標識の境界部分の特徴を
有するものを選択し、前記選択された線分を磁気標識の
境界部分とすることにより、磁気標識の境界部分にあた
る直線を求める手段と、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
る手段と、により構成したこと、を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定することによりその離散点を画像の持つ画像エ
ネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれぞれ
移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段と、前記磁気標識付ＭＲ画像における磁気標識の境界に対応
する直線を求め、前記輪郭抽出手段により移動された前
記離散点のうち、前記直線との距離が近い離散点を磁気
標識に対応する離散点として決定するものであって、磁
気標識の境界部分の直線の選択は前記磁気標識付ＭＲ画
像から複数の直線を得、これら得た複数の直線について
交点を求めて、これら複数の直線を前記交点を端点とす
る線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識の境界
部分の特徴を有する線分を選択することにより決定する
磁気標識対応点決定手段と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識部分
に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表す画
像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離散点
の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加される外
部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点を移
動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との交点
を検出する磁気標識交点検出手段と、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】磁気共鳴イメージング装置において、
得られた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の
離散点を設定することによりその離散点を画像の持つ画
像エネルギーの関係から像の境界点に到達するようそれ
ぞれ移動させて対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出手段
と、輪郭抽出手段により移動された前記離散点のうち、磁気
標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決定手
段と、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定手段により磁気標識部分対応の離散点として
決定された離散点が正しいか否かを検証する検証手段
と、磁気標識対応点決定手段により決定された前記磁気標識
対応の離散点のうち、検証手段が正しいと検証した離散
点についてそれが有する弾性エネルギーと、予め与えた
磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標識部分の
特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対
応する離散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて
付加される外部エネルギーの総和を最小にすべく、前記
離散点を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪
郭との交点を検出する磁気標識交点検出手段と、を有
し、前記検証手段は、前記磁気標識の境界に対応する複数の直線の交点を求
め、前記複数の直線を前記交点を端点とする線分に分割
し、これらの線分のうち、磁気標識の境界部分の特徴を
有するものを選択し、前記選択された線分を磁気標識の
境界部分とすることにより、磁気標識の境界部分にあた
る直線を求めるものであって、磁気標識の境界部分の直
線の選択は前記磁気標識付ＭＲ画像から複数の直線を
得、これら得た複数の直線について交点を求めて、これ
ら複数の直線を前記交点を端点とする線分に分割し、こ
れらの線分のうち、磁気標識の境界部分の特徴を有する
線分を選択することにより決定する手段と、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
る手段と、により構成したこと、を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定した離散点を画像の持つ画像エネルギーの関係
から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆく
ことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、輪郭抽出ステップにより移動された前記離散点のうち、
磁気標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決
定ステップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識
部分に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表
す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離
散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加され
る外部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点
を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との
交点を検出する磁気標識交点検出ステップと、からなることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定した離散点を画像の持つ画像エネルギーの関係
から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆく
ことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、輪郭抽出ステップにより移動された前記離散点のうち、
磁気標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決
定ステップと、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定ステップにより磁気標識部分対応の離散点と
して決定された離散点が正しいか否かを検証する検証ス
テップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点のうち、検証ステップが正しいと検証
した離散点についてそれが有する弾性エネルギーと、予
め与えた磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標
識部分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の
部分に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要
に応じて付加される外部エネルギーの総和を最小にすべ
く、前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対
象物の輪郭との交点を検出する磁気標識交点検出ステッ
プと、からなることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定された離散点を画像の持つ画像エネルギーの関
係から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆ
くことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、輪郭抽出ステップにより移動された前記離散点のうち、
磁気標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決
定ステップと、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定ステップにより磁気標識部分対応の離散点と
して決定された離散点が正しいか否かを検証する検証ス
テップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点のうち、検証ステップが正しいと検証
した離散点についてそれが有する弾性エネルギーと、予
め与えた磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標
識部分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の
部分に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要
に応じて付加される外部エネルギーの総和を最小にすべ
く、前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対
象物の輪郭との交点を検出する磁気標識交点検出ステッ
プと、を有し、前記検証ステップは、前記磁気標識の境界に対応する直
線を求めるステップと、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
るステップと、を含むこと、を特徴とする画像処理方法。
【請求項１７】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定した離散点を画像の持つ画像エネルギーの関係
から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆく
ことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、前記磁気標識付ＭＲ画像における磁気標識の境界に対応
する直線を求め、前記輪郭抽出ステップにより移動され
た前記離散点のうち、前記直線との距離が近い離散点を
磁気標識に対応する離散点として決定する磁気標識対応
点決定ステップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識
部分に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表
す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離
散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加され
る外部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点
を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との
交点を検出する磁気標識交点検出ステップと、からなることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１８】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定した離散点を画像の持つ画像エネルギーの関係
から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆく
ことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、輪郭抽出ステップにより移動された前記離散点のうち、
磁気標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決
定ステップと、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定ステップにより磁気標識部分対応の離散点と
して決定された離散点が正しいか否かを検証する検証ス
テップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点のうち、検証ステップが正しいと検証
した離散点についてそれが有する弾性エネルギーと、予
め与えた磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標
識部分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の
部分に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要
に応じて付加される外部エネルギーの総和を最小にすべ
く、前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対
象物の輪郭との交点を検出する磁気標識交点検出ステッ
プと、を備え、前記検証ステップは、前記磁気標識の境界に対応する複
数の直線の交点を求め、前記複数の直線を前記交点を端
点とする線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識
の境界部分の特徴を有するものを選択し、前記選択され
た線分を磁気標識の境界部分とすることにより、磁気標
識の境界部分にあたる直線を求めるステップと、磁気標
識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する部分に
ある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点とするこ
とにより磁気標識部分に対応する離散点を検証するステ
ップと、を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定された離散点を画像の持つ画像エネルギーの関
係から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆ
くことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、前記磁気標識付ＭＲ画像における磁気標識の境界に対応
する直線を求め、前記輪郭抽出ステップにより移動され
た前記離散点のうち、前記直線との距離が近い離散点を
磁気標識に対応する離散点として決定するものであっ
て、磁気標識の境界部分の直線の選択は前記磁気標識付
ＭＲ画像から複数の直線を得、これら得た複数の直線に
ついて交点を求めて、これら複数の直線を前記交点を端
点とする線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識
の境界部分の特徴を有する線分を選択することにより決
定する磁気標識対応点決定ステップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点の有する弾性エネルギーと、磁気標識
部分に対応する離散点の有する磁気標識部分の特徴を表
す画像エネルギーと、磁気標識以外の部分に対応する離
散点の有する画像エネルギーと、必要に応じて付加され
る外部エネルギーの総和を最小にするように前記離散点
を移動させることにより、磁気標識と対象物の輪郭との
交点を検出する磁気標識交点検出ステップと、からなることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２０】磁気共鳴イメージング装置により得ら
れた磁気標識付ＭＲ画像中における対象物に複数の離散
点を設定するステップと、この設定した離散点を画像の持つ画像エネルギーの関係
から像の境界点に到達するようそれぞれ移動させてゆく
ことにより対象物の輪郭を抽出する輪郭抽出ステップ
と、輪郭抽出ステップにより移動された前記離散点のうち、
磁気標識に対応する離散点を決定する磁気標識対応点決
定ステップと、前記磁気標識の境界との距離に基づいて、前記磁気標識
対応点決定ステップにより磁気標識部分対応の離散点と
して決定された離散点が正しいか否かを検証する検証ス
テップと、磁気標識対応点決定ステップにより決定された前記磁気
標識対応の離散点のうち、検証ステップが正しいと検証
した離散点についてそれが有する弾性エネルギーと、予
め与えた磁気標識部分に対応する離散点が有する磁気標
識部分の特徴を表す画像エネルギーと、磁気標識以外の
部分に対応する離散点の有する画像エネルギーと、必要
に応じて付加される外部エネルギーの総和を最小にすべ
く、前記離散点を移動させることにより、磁気標識と対
象物の輪郭との交点を検出する磁気標識交点検出ステッ
プと、からなり、前記検証ステップは、前記磁気標識の境界に対応する複
数の直線の交点を求め、前記複数の直線を前記交点を端
点とする線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識
の境界部分の特徴を有するものを選択し、前記選択され
た線分を磁気標識の境界部分とすることにより、磁気標
識の境界部分にあたる直線を求めるものであって、磁気
標識の境界部分の直線の選択は前記磁気標識付ＭＲ画像
から複数の直線を得、これら得た複数の直線について交
点を求めて、これら複数の直線を前記交点を端点とする
線分に分割し、これらの線分のうち、磁気標識の境界部
分の特徴を有する線分を選択することにより決定するス
テップと、磁気標識に対応する離散点のうち、前記直線が存在する
部分にある離散点のみを磁気標識に対応させる離散点と
することにより磁気標識部分に対応する離散点を検証す
るステップと、を含むこと、を特徴とする画像処理方法。