JP4914517B2 - 構造物検出装置および方法ならびにプログラム - Google Patents
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Description
式(1)において、νは候補点の集合を表し、XSpは(第2次)候補点Spが取る設定形状Mrefの教師ラベルTkを表す。θSp(XSp)は(第2次)候補点Spが教師ラベルTkを取る場合のエネルギを与える。εは候補点の組み合わせの集合を表す。ただし設定形状Mrefによって定義される組み合わせを考慮する。θSpSq(xSp,xSq)は(第2次)候補点Sp、Sqが設定形状Mrefの教師ラベルTk、Tmを取る場合のエネルギを与える。以上のように、これらのエネルギは(第2次)候補点Spと設定形状Mrefとの一致度を表し、複数の(第2次)候補点Spのうち設定形状Mrefに最も類似する形状モデルMsになる(第2次)候補点Spの組み合わせを検索することにより代表点が選択される。
ここで、PSpは(第2次)候補点Spの座標、μXSpおよびσXSp 2はそれぞれ所定の構造物Mであることが既知の複数の教師データから取得した教師ラベルTk(=XSp)の平均座標および分散値である。
10 候補領域検出手段(候補点抽出手段)
20 候補点抽出手段
30 正規化手段
40 代表点選択手段
50 構造物検出手段
DB 設定形状記憶手段
DV 画像データ
M 構造物
Mref 設定形状
Ms 形状モデル
Rc 候補領域
RL 欠損領域
Rs 余剰領域
Sp0 (第1次)候補点
Sp、Sq (第2次)候補点
Sref 基準位置
Claims (18)
- 画像データから所定の構造物を検出する構造物検出装置であって、
前記画像データから前記所定の構造物に属する複数の候補点を抽出する候補点抽出手段と、
前記所定の構造物の既知の形状を表す、複数の教師ラベルから構成される設定形状が予め記憶された設定形状記憶手段と、
前記候補点抽出手段により抽出された複数の候補点のうち、前記設定形状記憶手段に記憶された前記設定形状に一致もしくは最も類似する形状モデルを構成する、前記複数の教師ラベルの各々に対応する代表点を選択する代表点選択手段と、
該代表点選択手段により選択された複数の前記代表点が形成する前記形状モデルと前記候補点とを用いて前記画像データから前記所定の構造物を検出する構造物検出手段と
を備えたことを特徴とする構造物検出装置。 - 前記候補点抽出手段は、前記設定形状を用いずに、前記画像データから前記所定の構造物の画像的特徴を有する領域を検出し、該検出された領域中から前記複数の候補点を抽出するものであることを特徴とする請求項1記載の構造物検出装置。
- 前記設定形状が、前記複数の教師ラベルについて、該教師ラベルの各々の位置、および、該教師ラベル間の位置関係の情報を表したものであり、
前記代表点選択手段が、前記教師ラベルの各々と前記候補点の対応づけの組合せの各々について、前記教師ラベルの各々の位置と該教師ラベルに対応づけられた候補点の各々の位置の一致度と、前記複数の教師ラベル間の位置関係と該教師ラベルの各々に対応づけられた候補点間の位置関係の一致度とを算出し、前記各組合せの中から前記位置の一致度および前記位置関係の一致度が最も高くなる組合せを決定することによって、前記代表点を選択するものであることを特徴とする請求項1または2記載の構造物検出装置。 - 前記設定形状が、前記教師ラベル間の接続関係の情報をさらに表したものであり、
前記代表点選択手段が、前記組合せの各々において、接続すべき2つの前記教師ラベルの各々に対応づけられた2つの前記候補点間の経路を、該組合せにおいて前記教師ラベルとの対応づけがなされていない候補点を含む前記複数の候補点を、所定の指標値に基づくコストが最小となるように選択的に辿ることによって決定し、前記位置関係の一致度を、前記経路に対するコストをさらに加味して算出するものであり、
前記構造物検出手段が、前記代表点選択手段によって決定された前記組合せにおける前記代表点間の前記候補点を辿る接続態様に基づいて、前記所定の構造物を検出するものであることを特徴とする請求項3記載の構造物検出装置。 - 前記構造物検出手段が、前記複数の候補点を接続することによって形成される形状を、前記代表点を前記設定形状に略一致するように接続した前記形状モデルを用いて修正することによって、前記所定の構造物を検出するものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記構造物検出手段が、スパニング木アルゴリズムを用いて前記複数の候補点を接続するものであることを特徴とする請求項5に記載の構造物検出装置。
- 前記構造物検出手段が、前記代表点を接続した前記形状モデル上では前記所定の構造物として検出されたが前記候補点の接続が途切れている欠損領域が存在する場合、該欠損領域を前記所定の構造物として検出するものであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記構造物検出手段が、前記候補点が検出されているが前記形状モデル上では前記所定の構造物として検出されていない余剰領域が存在する場合、該余剰領域を前記所定の構造物から除外するものであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記代表点選択手段が、グラフマッチングにより前記設定形状に一致もしくは最も類似する前記形状モデルとなる前記代表点の集合を選択するものであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記設定形状記憶手段が前記所定の構造物であることが既知の教師画像データを用いて学習された、前記候補点が前記設定形状であることの尤度を示す評価関数を記憶したものであり、前記代表点選択手段が前記評価関数を用いて前記代表点を選択するものであることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記代表点選択手段が、前記所定の構造物が血管である場合に前記候補点の座標とともに前記候補点における血管の太さまたは輝度値を用いて前記代表点を選択するものであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記候補点抽出手段により抽出された前記複数の候補点の座標を所定の基準位置に基づいて正規化する正規化手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記候補点抽出手段が、前記所定の構造物の領域から複数の点を抽出し、抽出した複数の点を結んだ後に所定の長さのセグメント毎に分割し、分割した前記各セグメントから前記候補点を抽出するものであることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記設定形状が前記所定の構造物を含む複数の構造物で構成されており、前記構造物検出手段により検出された異なる前記構造物を識別可能な表示態様で表示する表示制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 前記設定形状が前記所定の構造物のみならず該所定の構造物とは異なる他の構造物の形状を含むものであり、
前記候補点抽出手段が前記所定の構造物および前記他の構造物から前記候補点を抽出するものであり、
前記代表点選択手段が、前記設定形状に一致もしくは最も類似する前記形状モデルを構成する前記代表点を選択するものであり、
前記構造物検出手段が、前記複数の代表点のうち前記他の構造物に対応する前記代表点を削除し前記所定の構造物を検出することを特徴とする請求項1から14のいずれか1項記載の構造物検出装置。 - 前記所定の構造物が人体の管状構造物であることを特徴とする請求項1から15のいずれか1項記載の構造物検出装置。
- 画像データから所定の構造物を検出する構造物検出方法であって、
前記画像データから前記所定の構造物に属する複数の候補点を抽出し、
抽出した複数の候補点のうち、設定形状記憶手段に予め記憶された前記所定の構造物の既知の形状を表す、複数の教師ラベルから構成される設定形状に一致もしくは最も類似する形状モデルを構成する、該複数の教師ラベルの各々に対応する代表点を選択し、
選択した複数の前記代表点が形成する前記形状モデルと前記候補点とを用いて前記画像データから前記所定の構造物を検出する
ことを特徴とする構造物検出方法。 - コンピュータに画像データから所定の構造物を検出する処理を実行させるための構造物検出プログラムであって、該プログラムは、該コンピュータに、
前記画像データの前記所定の構造物に属する複数の候補点を抽出する手順と、
抽出した複数の候補点のうち、設定形状記憶手段に予め記憶された前記所定の構造物の既知の形状を表す、複数の教師ラベルから構成される設定形状に一致もしくは最も類似する形状モデルを構成する、該複数の教師ラベルの各々に対応する代表点を選択する手順と、
選択した複数の前記代表点が形成する前記形状モデルと前記候補点とを用いて前記画像データから前記所定の構造物を検出する手順と
を実行させるためのものであることを特徴とする構造物検出プログラム。
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