JP3968003B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置に関し、さらに詳しくは、３次元データから作成した投影画像に投影軸上の全てのデータの値を反映することが出来る高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元データから投影画像を作成する画像投影方法として、最大値投影方法（Maximum Intensity Projection）が知られている。
最大値投影方法は、投影面に対して垂直な軸上での３次元データ値の最大値を、その軸と投影面の交点の画素値とする画像投影方法であり、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置，Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置，超音波診断装置において血管の表示方法として使用されている（「医用画像辞典、株式会社日経メディカル開発発行、日経ＢＰ出版センター発売」による）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記最大値投影方法では、投影画像には最大値だけが反映され、それ以外のデータの値は全く反映されない問題点がある。また、最大値を持つデータがただ１点だけなのか複数点あるのかの情報も反映されない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、投影画像に投影軸上の全てのデータの値を反映することが出来る高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、３次元データを投影面に向かって投影するとき、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
に基づいて決めることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、投影面の画素値を上記Ｐに基づいて決めるが、このＰは、（ΣＶｉ）ｒからＶｉｒを除いた値であり、全てのＶｉを含んでいる。よって、投影画像に投影軸上の全てのデータＶｉの値を反映することが出来る。
【０００５】
なお、Ｖｉｒを除く理由は、一つの大きな値のデータが支配的になるのを避けるためである。例えばデータがＶ１，Ｖ２の２個とし、ｒ＝２とすると、（ΣＶｉ）ｒ＝Ｖ１２＋２・Ｖ１・Ｖ２＋Ｖ２２となるが、Ｖ１≫Ｖ２なら、（ΣＶｉ）ｒ≒Ｖ１２になってしまい、Ｖ２が反映されない。しかし、（ΣＶｉ）ｒ−ΣＶｉｒ＝２・Ｖ１・Ｖ２となり、Ｖ１≫Ｖ２でも、Ｖ２が反映される。
【０００６】
ちなみに、Ｐ＝ΣＶｉ／ｎとした場合、全てのＶｉを含んでいるため、投影画像に投影軸上の全てのデータＶｉの値を反映することが出来るように見えるが、実際は一つの大きな値のデータが支配的になってしまう。例えばデータがＶ１，Ｖ２の２個とすると、ΣＶｉ＝Ｖ１＋Ｖ２となるが、Ｖ１≫Ｖ２なら、ΣＶｉ≒Ｖ１になってしまい、Ｖ２が反映されない。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、３次元データを投影面に向かって投影するとき、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第２の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰをそのまま画素値Ｇとするものである。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ}
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第３の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰの指数関数の値を画素値Ｇとするものである。
【０００９】
第４の観点では、本発明は、３次元データを投影面に向かって投影するとき、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
に基づいて決めることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、投影面の画素値を上記Ｐに基づいて決めるが、このＰは全てのＶｉを含んでいる。よって、投影画像に投影軸上の全てのデータＶｉの値を反映することが出来る。
【００１０】
第５の観点では、本発明は、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第５の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰをそのまま画素値Ｇとするものである。
【００１１】
第６の観点では、本発明は、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ}
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第６の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰの指数関数の値を画素値Ｇとするものである。
【００１２】
第７の観点では、本発明は、上記構成の高次モーメントを用いた画像投影方法において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第７の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、次数ｒ＝２，３，４，…とすることで、投影画像のコントラストが変わってくるため、目的に応じたコントラストとなる次数ｒを選べばよい。ただし、ｒ＝１２８，１２９，１３０，…としても、投影画像のコントラストはほとんど変わらないため、実用上ｒ＝１２８までで足る。
【００１３】
第８の観点では、本発明は、上記構成の高次モーメントを用いた画像投影方法において、操作者がｒを変更可能であることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第８の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、操作者が次数ｒを変更可能であるため、操作者の所望のコントラストとなる次数ｒを選択できる。
【００１４】
第８の観点では、本発明は、上記構成の高次モーメントを用いた画像投影方法において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第８の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、前記第２の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法において説明した理由により、実用上十分な次数ｒの範囲で投影画像のコントラストを選択できる。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
に基づいて決める高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第９の観点による画像処理装置では、前記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１０の観点による画像処理装置では、前記第２の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ}
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１１の観点による画像処理装置では、前記第３の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１２の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
に基づいて決める高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１２の観点による画像処理装置では、前記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１３の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１３の観点による画像処理装置では、前記第５の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１４の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ}
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１４の観点による画像処理装置では、前記第６の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の画像処理装置において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１５の観点による画像処理装置では、前記第７の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１６の観点では、本発明は、上記構成の画像処理装置において、操作者がｒを指定するための次数指定手段を具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１６の観点による画像処理装置では、前記第８の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２４】
−第１の実施形態−
図１は、第１の実施形態にかかる医用画像診断装置の構成図である。
この医用画像診断装置１００は、撮像装置１と、画像処理装置２とを具備している。
【００２５】
撮像装置１は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置や超音波診断装置などであり、被検体Ｋを撮像して得たデータを画像処理装置２に渡す。
【００２６】
画像処理装置２は、撮像装置１から渡されたデータを基に３次元データを構築し記憶する３次元データ構築・記憶部２ａと、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定部２ｂと、操作者が次数ｒを指定するための次数指定部２ｃと、高次モーメントを用いた画像投影演算を行なう投影演算部２ｄと，投影画像をディスプレイ画面に表示する投影画像表示部２ｅとを具備している。
【００２７】
図２は、次数ｒを変更するために操作者が操作するスライド・レバーの外観図である。
スライド・レバーを動かすことにより、次数ｒを「２」から「１２８」まで変更できる。
【００２８】
図３は、画像処理装置２における高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１では、３次元データ構築・記憶部２ａは、撮像装置１から渡されたデータを基に３次元データを構築し、記憶する。
【００２９】
ステップＳＴ２では、投影方向指定部２ｂは、投影方向を指定するために操作者が操作するデバイス（例えば、トラックボール）から投影方向を読み込む。
ステップＳＴ３では、投影演算部２ｄは、投影方向に垂直な投影面を設定する。
【００３０】
ステップＳＴ４では、投影演算部２ｄは、投影面上の一つの画素に着目する。
ステップＳＴ５では、着目した画素に対応する投影軸上のｎ個のデータＶｉを３次元データより取り出す。
ステップＳＴ６では、次数指定部２ｃは、次数ｒを指定するために操作者が操作するデバイス（例えば、図２のスライド・レバー）から次数ｒを読み込む。
【００３１】
ステップＳＴ７では、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出する。
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
【００３２】
ステップＳＴ８では、投影演算部２ｄは、全画素の画素値Ｇを得るまで、上記ステップＳＴ４〜ＳＴ７を繰り返す。
ステップＳＴ９では、投影画像表示部２ｅは、得られた投影画像をディスプレイ画面に表示する。
ステップＳＴ１０では、操作者が「終了」を指示すれば処理を終了し、「終了」を指示しなければ上記ステップＳＴ２に戻る。
【００３３】
図４，図５は、高次モーメントを用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。次数ｒ＝２としている。
図４に、高次モーメントを用いた画像投影により、３次元データＴＤ１を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。投影軸ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する投影軸である。
図５に、高次モーメントを用いた画像投影により、３次元データＴＤ２を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。
【００３４】
図６，図７は、最大値投影方法を用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。
図６に、最大値投影方法を用いた画像投影により、３次元データＴＤ１を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。
図７に、最大値投影方法を用いた画像投影により、３次元データＴＤ２を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。
【００３５】
高次モーメントを用いた図４と図５とを比較すれば判るように、投影軸上の最大値以外のデータの値も投影画像に反映されている（例えば、投影軸上の最小値が「１０」か「０」かによって画素値が異なっている）。一方、最大値投影方法を用いた図６と図７とを比較すれば判るように、投影軸上の最大値以外のデータの値は投影画像に全く反映されていない（例えば、投影軸上の最小値が「１０」か「０」かによらず画素値は最大値「７０」になっている）。
このことは、投影方向に例えば骨だけが存在しているのか骨と血管が重なって存在しているのかを、最大値投影方法では投影画像上で判別できないが、本発明では投影画像上で判別できることを意味している。
【００３６】
また、図４と図６とを比較すれば判るように、高次モーメントを用いた図４では、最大値を持つデータがただ１点だけなのか複数点あるのかの情報が投影画像に反映されている（投影軸上に最大値「７０」が存在する個数によって画素値が異なっている）。一方、最大値投影方法を用いた図６では、最大値を持つデータがただ１点だけなのか複数点あるのかの情報が投影画像に全く反映されていない（投影軸上に最大値「７０」が存在する個数によらず画素値は「７０」になっている）。
図５と図７とを比較しても、同じことが判る。
このことは、投影方向に例えば骨が１本あるのか複数本重なって存在しているのかを、最大値投影方法では投影画像上で判別できないが、本発明では投影画像上で判別できることを意味している。
【００３７】
−第２の実施形態−
図３のステップＳＴ７において、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出してもよい。
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ}
この画素値Ｇでも、投影軸上の全てのデータの値を投影画像に反映できる。
【００３８】
−第３の実施形態−
図８は、画像処理装置２における高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフロー図である。
このフロー図は、図３のステップＳＴ７がステップＳＴ７’になっている以外は図３のフロー図と同じである。そこで、ステップＳＴ７’のみを説明する。
ステップＳＴ７’において、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出する。
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
この画素値Ｇでも、投影軸上の全てのデータの値を投影画像に反映でき、第１の実施形態よりも結果が良い場合があった。
【００３９】
−第４の実施形態−
図８のステップＳＴ７’において、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出してもよい。
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ}
この画素値Ｇでも、投影軸上の全てのデータの値を投影画像に反映でき、第２の実施形態よりも結果が良い場合があった。
【００４０】
なお、第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれの画素値Ｇとするか、その他の関数Ｇ(Ｐ)とするかは、画像を作成する目的や好みに応じて適宜選べばよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置によれば、３次元データから作成した投影画像に、投影軸上の全てのデータの値を反映することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる医用画像診断装置の構成図である。
【図２】次数ｒを操作者が変更するために操作するスライド・レバーの外観図である。
【図３】第１の実施形態にかかる高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフローチャートである。
【図４】高次モーメントを用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。
【図５】高次モーメントを用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した別の説明図である。
【図６】最大値投影方法を用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。
【図７】最大値投影方法を用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した別の説明図である。
【図８】第３の実施形態にかかる高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 撮像装置
２ 画像処理装置
２ａ ３次元データ構築・記憶部
２ｂ 投影方向指定部
２ｃ 次数指定部
２ｄ 投影演算部
２ｅ 投影画像表示部
１００ 医用画像診断装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置に関し、さらに詳しくは、３次元データから作成した投影画像に投影軸上の全てのデータの値を反映することが出来る高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元データから投影画像を作成する画像投影方法として、最大値投影方法（Maximum Intensity Projection）が知られている。
最大値投影方法は、投影面に対して垂直な軸上での３次元データ値の最大値を、その軸と投影面の交点の画素値とする画像投影方法であり、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置，Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置，超音波診断装置において血管の表示方法として使用されている（「医用画像辞典、株式会社日経メディカル開発発行、日経ＢＰ出版センター発売」による）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記最大値投影方法では、投影画像には最大値だけが反映され、それ以外のデータの値は全く反映されない問題点がある。また、最大値を持つデータがただ１点だけなのか複数点あるのかの情報も反映されない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、投影画像に投影軸上の全てのデータの値を反映することが出来る高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、３次元データを投影面に向かって投影するとき、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
に基づいて決めることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、投影面の画素値を上記Ｐに基づいて決めるが、このＰは、（ΣＶｉ）ｒからＶｉｒを除いた値であり、全てのＶｉを含んでいる。よって、投影画像に投影軸上の全てのデータＶｉの値を反映することが出来る。
【０００５】
なお、Ｖｉｒを除く理由は、一つの大きな値のデータが支配的になるのを避けるためである。例えばデータがＶ１，Ｖ２の２個とし、ｒ＝２とすると、（ΣＶｉ）ｒ＝Ｖ１２＋２・Ｖ１・Ｖ２＋Ｖ２２となるが、Ｖ１≫Ｖ２なら、（ΣＶｉ）ｒ≒Ｖ１２になってしまい、Ｖ２が反映されない。しかし、（ΣＶｉ）ｒ−ΣＶｉｒ＝２・Ｖ１・Ｖ２となり、Ｖ１≫Ｖ２でも、Ｖ２が反映される。
【０００６】
ちなみに、Ｐ＝ΣＶｉ／ｎとした場合、全てのＶｉを含んでいるため、投影画像に投影軸上の全てのデータＶｉの値を反映することが出来るように見えるが、実際は一つの大きな値のデータが支配的になってしまう。例えばデータがＶ１，Ｖ２の２個とすると、ΣＶｉ＝Ｖ１＋Ｖ２となるが、Ｖ１≫Ｖ２なら、ΣＶｉ≒Ｖ１になってしまい、Ｖ２が反映されない。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、３次元データを投影面に向かって投影するとき、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第２の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰをそのまま画素値Ｇとするものである。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ}
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第３の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰの指数関数の値を画素値Ｇとするものである。
【０００９】
第４の観点では、本発明は、３次元データを投影面に向かって投影するとき、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
に基づいて決めることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、投影面の画素値を上記Ｐに基づいて決めるが、このＰは全てのＶｉを含んでいる。よって、投影画像に投影軸上の全てのデータＶｉの値を反映することが出来る。
【００１０】
第５の観点では、本発明は、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第５の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰをそのまま画素値Ｇとするものである。
【００１１】
第６の観点では、本発明は、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ}
とすることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第６の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法は、前記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法におけるＰの指数関数の値を画素値Ｇとするものである。
【００１２】
第７の観点では、本発明は、上記構成の高次モーメントを用いた画像投影方法において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第７の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、次数ｒ＝２，３，４，…とすることで、投影画像のコントラストが変わってくるため、目的に応じたコントラストとなる次数ｒを選べばよい。ただし、ｒ＝１２８，１２９，１３０，…としても、投影画像のコントラストはほとんど変わらないため、実用上ｒ＝１２８までで足る。
【００１３】
第８の観点では、本発明は、上記構成の高次モーメントを用いた画像投影方法において、操作者がｒを変更可能であることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第８の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、操作者が次数ｒを変更可能であるため、操作者の所望のコントラストとなる次数ｒを選択できる。
【００１４】
第８の観点では、本発明は、上記構成の高次モーメントを用いた画像投影方法において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする高次モーメントを用いた画像投影方法を提供する。
上記第８の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法では、前記第２の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法において説明した理由により、実用上十分な次数ｒの範囲で投影画像のコントラストを選択できる。
【００１５】
第９の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
に基づいて決める高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第９の観点による画像処理装置では、前記第１の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１０の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１０の観点による画像処理装置では、前記第２の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１１の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ}
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１１の観点による画像処理装置では、前記第３の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１２の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
に基づいて決める高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１２の観点による画像処理装置では、前記第４の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１３の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１３の観点による画像処理装置では、前記第５の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１４の観点では、本発明は、３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定手段と、投影軸上での３次元データの個数をｎとし、データ値をＶｉとし、１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ}
とする高次モーメントを用いた画像投影手段と、投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１４の観点による画像処理装置では、前記第６の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の画像処理装置において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１５の観点による画像処理装置では、前記第７の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１６の観点では、本発明は、上記構成の画像処理装置において、操作者がｒを指定するための次数指定手段を具備したことを特徴とする画像処理装置を提供する。
上記第１６の観点による画像処理装置では、前記第８の観点による高次モーメントを用いた画像投影方法を好適に実施できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２４】
−第１の実施形態−
図１は、第１の実施形態にかかる医用画像診断装置の構成図である。
この医用画像診断装置１００は、撮像装置１と、画像処理装置２とを具備している。
【００２５】
撮像装置１は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置や超音波診断装置などであり、被検体Ｋを撮像して得たデータを画像処理装置２に渡す。
【００２６】
画像処理装置２は、撮像装置１から渡されたデータを基に３次元データを構築し記憶する３次元データ構築・記憶部２ａと、操作者が投影方向を指定するための投影方向指定部２ｂと、操作者が次数ｒを指定するための次数指定部２ｃと、高次モーメントを用いた画像投影演算を行なう投影演算部２ｄと，投影画像をディスプレイ画面に表示する投影画像表示部２ｅとを具備している。
【００２７】
図２は、次数ｒを変更するために操作者が操作するスライド・レバーの外観図である。
スライド・レバーを動かすことにより、次数ｒを「２」から「１２８」まで変更できる。
【００２８】
図３は、画像処理装置２における高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１では、３次元データ構築・記憶部２ａは、撮像装置１から渡されたデータを基に３次元データを構築し、記憶する。
【００２９】
ステップＳＴ２では、投影方向指定部２ｂは、投影方向を指定するために操作者が操作するデバイス（例えば、トラックボール）から投影方向を読み込む。
ステップＳＴ３では、投影演算部２ｄは、投影方向に垂直な投影面を設定する。
【００３０】
ステップＳＴ４では、投影演算部２ｄは、投影面上の一つの画素に着目する。
ステップＳＴ５では、着目した画素に対応する投影軸上のｎ個のデータＶｉを３次元データより取り出す。
ステップＳＴ６では、次数指定部２ｃは、次数ｒを指定するために操作者が操作するデバイス（例えば、図２のスライド・レバー）から次数ｒを読み込む。
【００３１】
ステップＳＴ７では、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出する。
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
【００３２】
ステップＳＴ８では、投影演算部２ｄは、全画素の画素値Ｇを得るまで、上記ステップＳＴ４〜ＳＴ７を繰り返す。
ステップＳＴ９では、投影画像表示部２ｅは、得られた投影画像をディスプレイ画面に表示する。
ステップＳＴ１０では、操作者が「終了」を指示すれば処理を終了し、「終了」を指示しなければ上記ステップＳＴ２に戻る。
【００３３】
図４，図５は、高次モーメントを用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。次数ｒ＝２としている。
図４に、高次モーメントを用いた画像投影により、３次元データＴＤ１を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。投影軸ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する投影軸である。
図５に、高次モーメントを用いた画像投影により、３次元データＴＤ２を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。
【００３４】
図６，図７は、最大値投影方法を用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。
図６に、最大値投影方法を用いた画像投影により、３次元データＴＤ１を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。
図７に、最大値投影方法を用いた画像投影により、３次元データＴＤ２を投影して得られた投影画像の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値を示す。
【００３５】
高次モーメントを用いた図４と図５とを比較すれば判るように、投影軸上の最大値以外のデータの値も投影画像に反映されている（例えば、投影軸上の最小値が「１０」か「０」かによって画素値が異なっている）。一方、最大値投影方法を用いた図６と図７とを比較すれば判るように、投影軸上の最大値以外のデータの値は投影画像に全く反映されていない（例えば、投影軸上の最小値が「１０」か「０」かによらず画素値は最大値「７０」になっている）。
このことは、投影方向に例えば骨だけが存在しているのか骨と血管が重なって存在しているのかを、最大値投影方法では投影画像上で判別できないが、本発明では投影画像上で判別できることを意味している。
【００３６】
また、図４と図６とを比較すれば判るように、高次モーメントを用いた図４では、最大値を持つデータがただ１点だけなのか複数点あるのかの情報が投影画像に反映されている（投影軸上に最大値「７０」が存在する個数によって画素値が異なっている）。一方、最大値投影方法を用いた図６では、最大値を持つデータがただ１点だけなのか複数点あるのかの情報が投影画像に全く反映されていない（投影軸上に最大値「７０」が存在する個数によらず画素値は「７０」になっている）。
図５と図７とを比較しても、同じことが判る。
このことは、投影方向に例えば骨が１本あるのか複数本重なって存在しているのかを、最大値投影方法では投影画像上で判別できないが、本発明では投影画像上で判別できることを意味している。
【００３７】
−第２の実施形態−
図３のステップＳＴ７において、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出してもよい。
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ}
この画素値Ｇでも、投影軸上の全てのデータの値を投影画像に反映できる。
【００３８】
−第３の実施形態−
図８は、画像処理装置２における高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフロー図である。
このフロー図は、図３のステップＳＴ７がステップＳＴ７’になっている以外は図３のフロー図と同じである。そこで、ステップＳＴ７’のみを説明する。
ステップＳＴ７’において、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出する。
Ｇ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
この画素値Ｇでも、投影軸上の全てのデータの値を投影画像に反映でき、第１の実施形態よりも結果が良い場合があった。
【００３９】
−第４の実施形態−
図８のステップＳＴ７’において、投影演算部２ｄは、画素値Ｇを次式により算出してもよい。
Ｇ＝exp{｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ}
この画素値Ｇでも、投影軸上の全てのデータの値を投影画像に反映でき、第２の実施形態よりも結果が良い場合があった。
【００４０】
なお、第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれの画素値Ｇとするか、その他の関数Ｇ(Ｐ)とするかは、画像を作成する目的や好みに応じて適宜選べばよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の高次モーメントを用いた画像投影方法および画像処理装置によれば、３次元データから作成した投影画像に、投影軸上の全てのデータの値を反映することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる医用画像診断装置の構成図である。
【図２】次数ｒを操作者が変更するために操作するスライド・レバーの外観図である。
【図３】第１の実施形態にかかる高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフローチャートである。
【図４】高次モーメントを用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。
【図５】高次モーメントを用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した別の説明図である。
【図６】最大値投影方法を用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した説明図である。
【図７】最大値投影方法を用いた画像投影演算の数値例を２次元的に示した別の説明図である。
【図８】第３の実施形態にかかる高次モーメントを用いた画像投影処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 撮像装置
２ 画像処理装置
２ａ ３次元データ構築・記憶部
２ｂ 投影方向指定部
２ｃ 次数指定部
２ｄ 投影演算部
２ｅ 投影画像表示部
１００ 医用画像診断装置
Claims (6)
- ３次元データから投影画像を作成する画像処理装置であって、
前記３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、
操作者が前記投影画像を作成するための前記３次元データの投影方向を指定するための投影方向指定手段と、
前記投影画像の各画素に対応する各投影軸上での３次元データの画素数をｎとし、当該投影軸上の画素のうちｉ番目の画素のデータ値をＶｉとし、前記投影画像が所望のコントラストとなるように選定された１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ
に基づいて、投影面上の各画素に対して求めることにより、投影画像データを求める高次モーメントを用いた画像投影手段と、
前記投影画像データに基づき投影画像を表示する投影画像表示手段と
を具備したことを特徴とする画像処理装置。 - ３次元データから投影画像を作成する画像処理装置であって、
前記３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、
操作者が前記投影画像を作成するための前記３次元データの投影方向を指定するための投影方向指定手段と、
前記投影画像の各画素に対応する各投影軸上での３次元データの個数をｎとし、当該投影軸上の画素のうちｉ番目の画素のデータ値をＶｉとし、前記投影画像が所望のコントラストとなるように選定された１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝ｅｘｐ｛｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉ／ｎ）ｒ｜１／ｒ｝
に基づいて、投影面上の各画素に対して求めることにより、投影画像データを求める高次モーメントを用いた画像投影手段と、
前記投影画像データに基づき投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置。 - ３次元データから投影画像を作成する画像処理装置であって、
前記３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、
操作者が前記投影画像を作成するための前記３次元データの投影方向を指定するための投影方向指定手段と、
前記投影画像の各画素に対応する各投影軸上での３次元データの画素数をｎとし、当該投影軸上の画素のうちｉ番目の画素のデータ値をＶｉとし、前記投影画像が所望のコントラストとなるように選定された１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値を、
Ｐ＝｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ
に基づいて、投影面上の各画素に対して求めることにより、投影画像データを求める高次モーメントを用いた画像投影手段と、
前記投影画像データに基づき投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置。 - ３次元データから投影画像を作成する画像処理装置であって、
前記３次元データを記憶する３次元データ記憶手段と、
操作者が前記投影画像を作成するための前記３次元データの投影方向を指定するための投影方向指定手段と、
前記投影画像の各画素に対応する各投影軸上での３次元データの個数をｎとし、当該投影軸上の画素のうちｉ番目の画素のデータ値をＶｉとし、前記投影画像が所望のコントラス トとなるように選定された１より大きい実数をｒとするとき、前記投影軸と投影面の交点の画素値Ｇを、
Ｇ＝ｅｘｐ｛｜（ｉ＝１ΣｎＶｉ／ｎ）ｒ−ｉ＝１Σｎ（Ｖｉｒ）／ｎ｜１／ｒ｝
に基づいて、投影面上の各画素に対して求めることにより、投影画像データを求める高次モーメントを用いた画像投影手段と、
前記投影画像データに基づき投影画像を表示する投影画像表示手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像処理装置において、２≦ｒ≦１２８であることを特徴とする画像処理装置。
- 請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像処理装置において、操作者がｒを指定するための次数指定手段を具備したことを特徴とする画像処理装置。
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