JP4980707B2 - Image processing apparatus and method - Google Patents

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Description

本発明は、フラクタル次元を算出するための画像処理技術に関する。   The present invention relates to an image processing technique for calculating a fractal dimension.

脳血流を撮像した画像データに所定の処理を施して、フラクタル次元を算出して脳血流分布の不均一性を評価する技術が、特許文献1に開示されている。この特許文献1では、全脳の最大放射性活性値に対する所定の割合の閾値を種々用いてSPECT(Single Photon Emissionon Computed Tomography)画像を2値化し、各2値化画像と閾値との関係からフラクタル次元を算出している。
特開2002−28141公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 discloses a technique for performing image processing of cerebral blood flow to perform predetermined processing, calculating a fractal dimension, and evaluating the non-uniformity of the cerebral blood flow distribution. In this Patent Document 1, a SPECT (Single Photon Emission On Computed Tomography) image is binarized using various thresholds of a predetermined ratio with respect to the maximum radioactive activity value of the whole brain, and the fractal dimension is calculated from the relationship between each binarized image and the threshold. Is calculated.
JP 2002-28141 A

特許文献1の手法では、対象となる画像の画素間に生じた濃度差を利用してフラクタル次元を算出しているので、撮影時の条件によっては、必ずしも良好な結果が得られないことがある。   In the method of Patent Document 1, since a fractal dimension is calculated using a density difference generated between pixels of a target image, good results may not always be obtained depending on conditions at the time of shooting. .

そこで、本発明の目的は、対象となる画像の画素間の濃度差に依存せずにフラクタル次元を算出するための技術を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for calculating a fractal dimension without depending on a density difference between pixels of an image to be processed.

本発明の一実施態様に従う画像処理装置は、所定の画像の画像データを記憶する記憶手段と、前記画像をメッシュに区切り、各メッシュを白または黒に2値化するメッシュ単位での2値化処理を、複数の異なるメッシュサイズについてそれぞれ行うメッシュ処理手段と、前記メッシュ処理手段の処理結果に基づいて、フラクタル次元を算出するフラクタル次元算出手段と、を備える。   An image processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a storage unit that stores image data of a predetermined image, binarization in units of meshes, wherein the image is divided into meshes, and each mesh is binarized into white or black. Mesh processing means for performing processing for each of a plurality of different mesh sizes, and fractal dimension calculation means for calculating a fractal dimension based on the processing result of the mesh processing means.

好適な実施形態では、前記画像の所定の領域の選択を受け付ける手段と、前記選択された領域の画像を2値化して2値化画像を生成する2値化手段と、をさらに備え、前記メッシュ処理手段は、前記2値化画像を用いてメッシュ単位の2値化処理を行うようにしてもよい。   In a preferred embodiment, the apparatus further comprises means for accepting selection of a predetermined area of the image, and binarization means for binarizing the image of the selected area to generate a binarized image, the mesh The processing means may perform binarization processing in units of meshes using the binarized image.

好適な実施形態では、前記2値化手段は、前記画像の各画素の値と所定の閾値とを比較して、各画素を2値化するようにしてもよい。   In a preferred embodiment, the binarization unit may binarize each pixel by comparing the value of each pixel of the image with a predetermined threshold value.

好適な実施形態では、前記画像は、人体を撮影したSPECTまたはPET(Positron Emission Tomography)画像、CT(Computed Tomography)画像、MRI(Magnetic Resonance Imaging)画像、X線画像であってもよい。   In a preferred embodiment, the image may be a SPECT or PET (Positron Emission Tomography) image obtained by photographing a human body, a CT (Computed Tomography) image, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) image, or an X-ray image.

好適な実施形態では、前記フラクタル次元算出手段により算出されたフラクタル次元に基づいて、病態を判定する判定手段をさらに備えてもよい。   In a preferred embodiment, the apparatus may further include a determination unit that determines a disease state based on the fractal dimension calculated by the fractal dimension calculation unit.

好適な実施形態では、前記メッシュ処理手段は、前記複数の異なるメッシュサイズのそれぞれについて、メッシュ単位の2値化処理をした後、各メッシュサイズで黒メッシュにより形成される閉領域の輪郭を構成するメッシュ数を、それぞれカウントし、前記フラクタル次元算出手段は、前記メッシュサイズ別の、前記閉領域の輪郭を構成するメッシュ数に基づいて前記フラクタル次元を算出するようにしてもよい。   In a preferred embodiment, the mesh processing means performs a binarization process for each of the plurality of different mesh sizes, and then forms a contour of a closed region formed by a black mesh at each mesh size. The number of meshes may be counted, and the fractal dimension calculating unit may calculate the fractal dimension based on the number of meshes constituting the outline of the closed region for each mesh size.

好適な実施形態では、前記メッシュ処理手段は、前記複数の異なるメッシュサイズのそれぞれについて、メッシュ単位の2値化処理をした後、各メッシュサイズで黒メッシュにより形成される閉領域を構成するメッシュ数を、それぞれカウントし、前記フラクタル次元算出手段は、前記メッシュサイズ別の、前記閉領域を構成するメッシュ数に基づいて前記フラクタル次元を算出するようにしてもよい。   In a preferred embodiment, the mesh processing means performs binarization processing in units of mesh for each of the plurality of different mesh sizes, and then the number of meshes constituting a closed region formed by a black mesh at each mesh size. May be counted, and the fractal dimension calculating means may calculate the fractal dimension based on the number of meshes constituting the closed region for each mesh size.

以下、本発明の一実施形態に係る画像処理装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る画像処理装置は、人体を撮影した医用画像に対して処理を施し、その結果に基づいて診断の支援を行う機能を備えたものを例にとって説明する。   The image processing apparatus according to the present embodiment will be described by taking as an example an apparatus having a function of performing processing on a medical image obtained by photographing a human body and supporting diagnosis based on the result.

図1は、第1の実施形態に係る画像処理装置1の機能構成図である。   FIG. 1 is a functional configuration diagram of an image processing apparatus 1 according to the first embodiment.

本実施形態に係る画像処理装置1は、例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する画像処理装置1内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。   The image processing apparatus 1 according to the present embodiment is configured by, for example, a general-purpose computer system, and individual components or functions in the image processing apparatus 1 described below are realized by, for example, executing a computer program. The

画像処理装置1は、原画像データ記憶部11と、画像処理部13と、2値化画像データ記憶部14と、画像処理部での処理結果であるカウントデータを記憶するカウントデータ記憶部15と、カウントデータに基づいてフラクタル次元を算出するフラクタル次元算出部16と、フラクタル次元に基づいて病態を判定する病態判定部17と、病態分類のためのパターンを記憶する分類パターン記憶部19とを備える。   The image processing apparatus 1 includes an original image data storage unit 11, an image processing unit 13, a binarized image data storage unit 14, and a count data storage unit 15 that stores count data that is a processing result in the image processing unit. A fractal dimension calculation unit 16 that calculates a fractal dimension based on count data, a pathological condition determination unit 17 that determines a pathological condition based on the fractal dimension, and a classification pattern storage unit 19 that stores a pattern for pathological classification. .

原画像データ記憶部11は、画像処理部13での処理対象となる原画像のデータを記憶する。例えば、本実施形態では、原画像データ記憶部11には、人体を撮影した医用画像が記憶される。以下の実施形態では、医用画像としてSPECT画像を例にとって説明するが、PET、CT画像、MRI画像、X線画像など、SPECT画像以外の画像であってもよい。   The original image data storage unit 11 stores original image data to be processed by the image processing unit 13. For example, in the present embodiment, the original image data storage unit 11 stores a medical image obtained by photographing a human body. In the following embodiments, a SPECT image is described as an example of a medical image, but an image other than a SPECT image such as a PET, CT image, MRI image, or X-ray image may be used.

画像処理部13は、処理対象画像の対象領域を抽出する領域抽出部131と、抽出された画像を2値化する2値化処理部132と、2値化画像をメッシュに区切って、黒メッシュ数をカウントするメッシュ処理部133とを備える。   The image processing unit 13 includes a region extraction unit 131 that extracts a target region of a processing target image, a binarization processing unit 132 that binarizes the extracted image, and a binarized image divided into meshes to obtain a black mesh And a mesh processing unit 133 that counts the number.

領域抽出部131は、原画像データ記憶部11からSPECT画像を取得し、ユーザが指定した領域を抽出する。例えば、図示しない表示装置及び入力装置を用いて、ユーザがSPECT画像の中の関心領域を指定すると、領域抽出部131は、指定された領域の画像を抽出する。   The region extraction unit 131 acquires a SPECT image from the original image data storage unit 11 and extracts a region designated by the user. For example, when a user designates a region of interest in a SPECT image using a display device and an input device (not shown), the region extraction unit 131 extracts an image of the designated region.

2値化処理部132は、領域抽出部131で抽出された領域のSPECT画像を2値化し、2値化画像データ記憶部14に格納する。例えば、2値化処理部132は、各画素を、その画素値に応じて、「白画素」または「黒画素」に2値化する。SPECT画像の場合、各画素値はSPECT画像の撮像装置が検出したRI(Radio Isotope)のカウント値であるから、2値化処理部132は、2値化の閾値として、例えば、最大カウント値の30%、40%、50%、60%、70%などの中から一つを選択して行う。この2値化のための閾値は、カウントデータ記憶部15に格納される。   The binarization processing unit 132 binarizes the SPECT image of the region extracted by the region extraction unit 131 and stores it in the binarized image data storage unit 14. For example, the binarization processing unit 132 binarizes each pixel into a “white pixel” or a “black pixel” according to the pixel value. In the case of a SPECT image, each pixel value is a count value of RI (Radio Isotope) detected by the imaging device of the SPECT image, so that the binarization processing unit 132 uses, for example, a maximum count value as a binarization threshold value. One is selected from 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, etc. The threshold for binarization is stored in the count data storage unit 15.

メッシュ処理部133は、2値化画像データ記憶部14に記憶されている2値化画像データを取得し、2値化画像の全体を所定のメッシュサイズのメッシュに区切り、以下に説明するようなメッシュ処理を行う。   The mesh processing unit 133 acquires the binarized image data stored in the binarized image data storage unit 14, divides the entire binarized image into meshes of a predetermined mesh size, and will be described below. Perform mesh processing.

まず、図2は、メッシュ処理部133による2値化画像50のメッシュ6の区切り方を示す。メッシュ処理部133は、異なる複数のメッシュサイズに2値化画像50を区切り、各メッシュサイズの場合に、それぞれ以下の処理を行う。図2Aには、縦横512×512メッシュに区切った場合(メッシュサイズ512)と、図2Bには、縦横256×256メッシュに区切った場合(メッシュサイズ256)とが例示してある。   First, FIG. 2 shows how the mesh 6 of the binarized image 50 is divided by the mesh processing unit 133. The mesh processing unit 133 divides the binarized image 50 into a plurality of different mesh sizes, and performs the following processing for each mesh size. FIG. 2A illustrates a case where the screen is divided into vertical and horizontal 512 × 512 mesh (mesh size 512), and FIG. 2B illustrates a case where the screen is partitioned into vertical and horizontal 256 × 256 mesh (mesh size 256).

図3及び図4には、2値化画像50をメッシュに区切ったときの拡大図を示す。   3 and 4 are enlarged views when the binarized image 50 is divided into meshes.

図3は、例えば図2Aの場合の拡大図であり、2値化画像50は、各画素が白画素52または黒画素53に2値化されている。この2値化画像50は、メッシュサイズ「512」でメッシュ601〜616に区切られている。図3の場合、一つのメッシュには9画素が含まれる。   FIG. 3 is an enlarged view of the case of FIG. 2A, for example. In the binarized image 50, each pixel is binarized into a white pixel 52 or a black pixel 53. FIG. The binarized image 50 is divided into meshes 601 to 616 with a mesh size “512”. In the case of FIG. 3, one mesh includes 9 pixels.

図4は、例えば図2Bの場合の拡大図であり、2値化画像50がメッシュサイズ「256」でメッシュ651〜654に区切られている。図4の場合は、1メッシュに36画素が含まれる。   FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 2B, for example, and the binarized image 50 is divided into meshes 651 to 654 with a mesh size “256”. In the case of FIG. 4, 36 pixels are included in one mesh.

メッシュ処理部133は、上述のようにして所定のメッシュサイズに区切られた、各メッシュ601〜616,651〜654内の画素52,53の状態に基づいて、それぞれのメッシュ601〜616,651〜654を「白」または「黒」に2値化する。メッシュ601〜616,651〜654を2値化するときのルールとしては、例えば、そのメッシュ601〜616,651〜654内の黒画素数が所定数以上のときは、そのメッシュを「黒」とする。ここで、閾値となる所定数は、例えば、「1」でもよいし、あるいはそのメッシュに含まれる全画素の半数以上としてもよい。   Based on the states of the pixels 52 and 53 in the meshes 601 to 616 and 651 to 654, which are divided into predetermined mesh sizes as described above, the mesh processing unit 133 performs the meshes 601 to 616 and 651 to 651, respectively. 654 is binarized to “white” or “black”. As a rule when binarizing the meshes 601 to 616, 651 to 654, for example, when the number of black pixels in the meshes 601 to 616, 651 to 654 is a predetermined number or more, the mesh is set to “black”. To do. Here, the predetermined number serving as the threshold may be, for example, “1”, or may be equal to or more than half of all the pixels included in the mesh.

本実施形態では、各メッシュ内の過半数の画素が「黒」であるときに、そのメッシュを「黒」とする。これに従ってメッシュを2値化すれば、図3の例では、メッシュ604、607、608、610〜616が「黒」となり、図4の例では、メッシュ652,653,654が「黒」となる。   In this embodiment, when a majority of the pixels in each mesh is “black”, the mesh is “black”. If the mesh is binarized according to this, in the example of FIG. 3, the meshes 604, 607, 608, and 610 to 616 become “black”, and in the example of FIG. 4, the meshes 652, 653, and 654 become “black”. .

このようにして、各メッシュ6を白または黒に2値化した後、メッシュ処理部133は、「黒」メッシュ数をカウントする。この「黒」メッシュ数のカウントの仕方は、以下の2通りがある。   Thus, after binarizing each mesh 6 to white or black, the mesh processing unit 133 counts the number of “black” meshes. There are the following two methods for counting the number of “black” meshes.

図5を用いて、黒メッシュ数のカウント方法を説明する。すなわち、図5Aに示すように、メッシュ6単位での2値化を行うメッシュ2値化処理が完了した状態で、「黒」メッシュによって閉領域80が形成されている。このとき、第1のカウント方法は、図5Bに示すように、この閉領域80の輪郭81を抽出し、輪郭81を構成するメッシュ数をカウントする。第2のカウント方法は、図5Cに示すように、閉領域80の輪郭81及びその内部、つまり閉領域80の全体のメッシュ数をカウントする。   A method for counting the number of black meshes will be described with reference to FIG. That is, as shown in FIG. 5A, the closed region 80 is formed by the “black” mesh in a state where the mesh binarization processing for performing binarization in units of the mesh 6 is completed. At this time, as shown in FIG. 5B, the first counting method extracts the contour 81 of the closed region 80 and counts the number of meshes constituting the contour 81. In the second counting method, as shown in FIG. 5C, the contour 81 of the closed region 80 and the inside thereof, that is, the total number of meshes of the closed region 80 are counted.

メッシュ処理部133は、メッシュサイズごとに、閉領域の輪郭81、及び閉領域80全体のカウント値を、カウントデータ記憶部15に格納する。   The mesh processing unit 133 stores the count value of the closed region outline 81 and the entire closed region 80 in the count data storage unit 15 for each mesh size.

図6に、カウントデータ記憶部15のデータ構造の一例を示す。   FIG. 6 shows an example of the data structure of the count data storage unit 15.

同図に示すように、カウントデータ記憶部15には、データ項目として、メッシュサイズ151、そのメッシュサイズのときの全メッシュ数152、2値化処理部132で2値化したときの2値化閾値153、メッシュ処理部133がカウントした閉領域の輪郭のカウント数154及び閉領域全体のカウント数155を含む。   As shown in the figure, the count data storage unit 15 includes, as data items, a mesh size 151, a total number of meshes 152 at that mesh size, and binarization when binarized by the binarization processing unit 132 The threshold value 153, the count number 154 of the contour of the closed region counted by the mesh processing unit 133, and the count number 155 of the entire closed region are included.

フラクタル次元算出部16は、カウントデータ記憶部15を参照して、フラクタル次元を算出する。例えば、フラクタル次元算出部16は、図7に示すような、メッシュサイズの自然対数を横軸、輪郭及び閉領域のカウント数の自然対数を縦軸にとった両対数グラフに、カウントデータ記憶部15のデータをプロットして回帰直線を求め、その傾きからフラクタル次元を算出する。本実施形態では、閉領域のカウント数と輪郭のカウント数について、それぞれフラクタル次元を算出する。   The fractal dimension calculation unit 16 refers to the count data storage unit 15 and calculates a fractal dimension. For example, as shown in FIG. 7, the fractal dimension calculation unit 16 displays a count log data storage unit in a logarithmic graph in which the natural logarithm of the mesh size is abscissa and the natural logarithm of the count number of the contour and the closed region is ordinate. Fifteen data are plotted to obtain a regression line, and the fractal dimension is calculated from the slope. In this embodiment, the fractal dimension is calculated for each of the closed region count and the contour count.

図1に戻ると、分類パターン記憶部19は、フラクタル次元及び患者の属性に基づいて、患者の病態を分類するための分類パターンが記憶されている。例えば、患者の年齢、性別、体格、喫煙の有無などとフラクタル次元との組み合わせにより、画像に写っている部位の病態(例えば、腫瘍または炎症であるのか、腫瘍であるときは原発か、または転移したものであるのか、など)を判定するための分類パターンが記憶されている。   Returning to FIG. 1, the classification pattern storage unit 19 stores a classification pattern for classifying a patient's pathology based on the fractal dimension and the patient's attributes. For example, depending on the combination of the patient's age, sex, physique, presence or absence of smoking, and the fractal dimension, the pathological condition of the site shown in the image (eg, tumor or inflammation, primary if it is a tumor, or metastasis) Or the like, etc.) is stored.

病態判定部17は、分類パターン記憶部19を参照して、フラクタル次元に基づいて、画像に写っている部位の病態を判定する。   The pathological condition determination unit 17 refers to the classification pattern storage unit 19 and determines the pathological condition of the part shown in the image based on the fractal dimension.

図8は、上記構成を備えた画像処理装置1の処理手順を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the image processing apparatus 1 having the above configuration.

まず、処理対象画像を原画像データ記憶部11から取得して、領域抽出部131が、ユーザからの指示に従って対象領域を抽出する(S11)。   First, a processing target image is acquired from the original image data storage unit 11, and the region extraction unit 131 extracts a target region according to an instruction from the user (S11).

2値化処理部132は、抽出された対象領域を、所定の閾値を用いて2値化する(S12)。   The binarization processing unit 132 binarizes the extracted target area using a predetermined threshold (S12).

次に、メッシュ処理部133が、メッシュサイズを定めて、2値化画像をメッシュサイズに区切った、各メッシュをさらに2値化する(S13)。そして、メッシュ処理部133が、さらに、2値化されたメッシュの画像について、輪郭及び閉領域の黒メッシュ数をカウントして、カウントデータ記憶部15に格納する(S14)。   Next, the mesh processing unit 133 determines the mesh size and further binarizes each mesh obtained by dividing the binarized image into mesh sizes (S13). Then, the mesh processing unit 133 further counts the number of black meshes in the contour and the closed region for the binarized mesh image, and stores it in the count data storage unit 15 (S14).

ここで、メッシュ処理部133が、予め定められているメッシュサイズのすべてについて、上記のカウント処理が完了しているか否かを判定する(S15)。そして、全メッシュサイズについてカウント処理が完了していないときは(S15:No)、ステップS13に戻って処理を継続する。   Here, the mesh processing unit 133 determines whether or not the counting process has been completed for all the predetermined mesh sizes (S15). Then, when the count process is not completed for all mesh sizes (S15: No), the process returns to step S13 to continue the process.

全メッシュサイズについて処理が完了したときは(S15:Yes)、フラクタル次元算出部16がカウントデータ記憶部15を参照して、フラクタル次元を算出する(S16)。   When the processing is completed for all mesh sizes (S15: Yes), the fractal dimension calculation unit 16 refers to the count data storage unit 15 and calculates the fractal dimension (S16).

最後に、病態判定部17がステップS16で算出されたフラクタル次元に基づいて、分類パターン記憶部19に記憶されている分類パターンを参照して、可能性の高い病態を判定する(S18)。   Finally, the pathological condition determination unit 17 refers to the classification pattern stored in the classification pattern storage unit 19 based on the fractal dimension calculated in step S16, and determines a highly likely pathological condition (S18).

これにより、画像データを解析し、その解析結果に基づいて病態を予測することにより、診断支援を行うことができる。   Accordingly, diagnosis support can be performed by analyzing image data and predicting a disease state based on the analysis result.

次に、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置2の構成を示す。本実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、第1の実施形態と共通する構成ないし機能については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。   Next, the configuration of the image processing apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and configurations or functions common to the first embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.

図9は、第2の実施形態に係る画像処理装置2の機能構成図である。   FIG. 9 is a functional configuration diagram of the image processing apparatus 2 according to the second embodiment.

本実施形態に係る画像処理装置2は、例えば汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する画像処理装置2内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。   The image processing apparatus 2 according to the present embodiment is configured by, for example, a general-purpose computer system, and individual components or functions in the image processing apparatus 2 described below are realized by, for example, executing a computer program. The

画像処理装置2は、原画像データ記憶部11と、画像処理部23と、画像処理部23での処理結果であるカウントデータを記憶するカウントデータ記憶部25と、カウントデータに基づいてフラクタル次元を算出するフラクタル次元算出部26と、フラクタル次元に基づいて病態を分類する病態判定部17と、分類パターンを記憶する分類パターン記憶部19とを備える。   The image processing apparatus 2 includes an original image data storage unit 11, an image processing unit 23, a count data storage unit 25 that stores count data that is a processing result in the image processing unit 23, and a fractal dimension based on the count data. A fractal dimension calculation unit 26 to calculate, a pathological condition determination unit 17 that classifies a pathological condition based on the fractal dimension, and a classification pattern storage unit 19 that stores a classification pattern are provided.

本実施形態では、画像処理部23は、領域抽出部131と、カウント処理部235とを備える。   In the present embodiment, the image processing unit 23 includes an area extraction unit 131 and a count processing unit 235.

本実施形態のカウント処理部235は、領域抽出部131で抽出された領域の画像を、複数の2値化閾値を用いて2値化して、それぞれの閾値のときの画素数をそれぞれカウントする。例えば、2値化閾値は、第1の実施形態の2値化処理部132と同様に、最大カウント値の30%、40%、50%、60%、70%などとする。また、カウント処理部235は、第1の実施形態と同様に、閉領域の輪郭を形成する画素数と、閉領域全体の画素数とをカウントする。   The count processing unit 235 according to the present embodiment binarizes the image of the region extracted by the region extraction unit 131 using a plurality of binarization threshold values, and counts the number of pixels at each threshold value. For example, the binarization threshold is set to 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, etc. of the maximum count value, similarly to the binarization processing unit 132 of the first embodiment. In addition, the count processing unit 235 counts the number of pixels forming the outline of the closed region and the number of pixels in the entire closed region, as in the first embodiment.

そして、上述の2値化処理に係る2値化閾値及びそのときのカウント値が、それぞれ、カウントデータ記憶部25に格納される。   Then, the binarization threshold value related to the above-described binarization process and the count value at that time are respectively stored in the count data storage unit 25.

図10は、カウントデータ記憶部25のデータ構造の一例を示す。   FIG. 10 shows an example of the data structure of the count data storage unit 25.

同図に示すように、カウントデータ記憶部25には、データ項目として、2値化処理をしたときの閾値253、カウント処理部235がカウントした閉領域の輪郭のカウント数254及び閉領域全体のカウント数255を含む。   As shown in the figure, the count data storage unit 25 includes, as data items, a threshold value 253 when binarization processing is performed, a count number 254 of the contour of the closed region counted by the count processing unit 235, and the entire closed region. Includes a count of 255.

フラクタル次元算出部26は、第1の実施形態と同様にカウントデータ記憶部25を参照してフラクタル次元を算出する。そのとき、フラクタル次元算出部26は、図11に示すような、2値化閾値の自然対数を横軸、輪郭及び閉領域のカウント数の自然対数を縦軸にとった両対数グラフに、カウントデータ記憶部25のデータをプロットして回帰直線を求め、その傾きからフラクタル次元を算出する。   The fractal dimension calculation unit 26 calculates the fractal dimension with reference to the count data storage unit 25 as in the first embodiment. At that time, the fractal dimension calculation unit 26 counts the logarithmic graph with the natural logarithm of the binarization threshold as the horizontal axis and the natural logarithm of the count number of the contour and the closed region as the vertical axis as shown in FIG. The data in the data storage unit 25 is plotted to obtain a regression line, and the fractal dimension is calculated from the slope.

図12に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る画像処理装置2の処理手順を説明する。   The processing procedure of the image processing apparatus 2 according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

まず、処理対象画像を原画像データ記憶部11から取得して、領域抽出部131が、ユーザからの指示に従って対象領域を抽出する(S21)。   First, a processing target image is acquired from the original image data storage unit 11, and the region extraction unit 131 extracts a target region according to an instruction from the user (S21).

カウント処理部235が、2値化閾値を定め、抽出された対象領域の画像を2値化する(S22)。そして、カウント処理部235が、2値化された画像について、閉領域を構成する黒画素の輪郭となる画素数、及び閉領域全体の画素数をカウントして、カウントデータ記憶部25に格納する(S23)。   The count processing unit 235 sets a binarization threshold and binarizes the extracted image of the target area (S22). Then, the count processing unit 235 counts the number of pixels serving as the outline of the black pixels constituting the closed region and the number of pixels of the entire closed region, and stores the counted number in the count data storage unit 25. (S23).

ここで、カウント処理部235が、予め定められている2値化閾値のすべてについて、上記カウント処理が完了しているか否かを判定する(S24)。そして、2値化閾値についてカウント処理が完了していないときは(S24:No)、ステップS22に戻って処理を継続する。   Here, the count processing unit 235 determines whether or not the count processing has been completed for all of the predetermined binarization thresholds (S24). And when the count process is not completed about a binarization threshold value (S24: No), it returns to step S22 and continues a process.

全2値化閾値について処理が完了したときは(S24:Yes)、フラクタル次元算出部26がカウントデータ記憶部25を参照して、フラクタル次元を算出する(S25)。   When the processing is completed for all the binarization threshold values (S24: Yes), the fractal dimension calculation unit 26 refers to the count data storage unit 25 and calculates the fractal dimension (S25).

最後に、病態判定部17がステップS25で算出されたフラクタル次元に基づいて、分類パターン記憶部19に記憶されている分類パターンを参照して、可能性の高い病態を判定する(S26)。   Finally, the pathological condition determination unit 17 refers to the classification pattern stored in the classification pattern storage unit 19 based on the fractal dimension calculated in step S25, and determines a highly likely pathological condition (S26).

これにより、画像データを解析し、その解析結果に基づいて病態を予測することにより、診断支援を行うことができる。   Accordingly, diagnosis support can be performed by analyzing image data and predicting a disease state based on the analysis result.

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。   The above-described embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the present invention in various other modes without departing from the gist of the present invention.

例えば、第1の実施形態で、一旦画素単に2値化した後に、メッシュ単位に2値化を行っているが、画素単位の2値化を省略して、原画像から直接メッシュ単位に2値化するようにしてもよい。   For example, in the first embodiment, the pixel is simply binarized and then binarized in units of mesh. However, binarization in units of pixels is omitted and binarization is performed directly from the original image in units of mesh. You may make it make it.

本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1の機能構成図である。It is a functional lineblock diagram of image processing device 1 concerning a 1st embodiment of the present invention. 2値化画像のメッシュの区切り方を示す。The method of dividing the mesh of the binarized image is shown. 2値化画像をメッシュに区切ったときの拡大図を示す。An enlarged view when a binarized image is divided into meshes is shown. 2値化画像をメッシュに区切ったときの拡大図を示す。An enlarged view when a binarized image is divided into meshes is shown. 黒メッシュ数のカウント方法の説明図である。It is explanatory drawing of the counting method of the number of black meshes. カウントデータ記憶部15のデータ構造の一例を示す。An example of the data structure of the count data storage unit 15 is shown. フラクタル次元の説明図である。It is explanatory drawing of a fractal dimension. 画像処理装置1の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a processing procedure of the image processing apparatus 1. 本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置2の機能構成図である。It is a functional block diagram of the image processing apparatus 2 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. カウントデータ記憶部25のデータ構造の一例を示す。An example of the data structure of the count data storage unit 25 is shown. フラクタル次元の説明図である。It is explanatory drawing of a fractal dimension. 画像処理装置2の処理手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a processing procedure of the image processing apparatus 2.

符号の説明Explanation of symbols

1、2 画像処理装置
6 メッシュ
11 原画像データ記憶部
13、23 画像処理部
14 2値化画像データ記憶部
15、25 カウントデータ記憶部
16、26 フラクタル次元算出部
17 病態判定部
19 分類パターン記憶部
50 2値化画像
52 白画素
53 黒画素
53 黒画素数
80 閉領域
81 輪郭
131 領域抽出部
132 2値化処理部
133 メッシュ処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Image processing apparatus 6 Mesh 11 Original image data storage part 13, 23 Image processing part 14 Binary image data storage part 15, 25 Count data storage part 16, 26 Fractal dimension calculation part 17 Pathological condition determination part 19 Classification pattern storage Unit 50 binarized image 52 white pixel 53 black pixel 53 black pixel number 80 closed region 81 contour 131 region extraction unit 132 binarization processing unit 133 mesh processing unit

Claims (8)

被験者の所定部位の画像の画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
前記画像をメッシュに区切り、各メッシュを白または黒に2値化するメッシュ単位での2値化処理を、複数の異なるメッシュサイズについてそれぞれ行うメッシュ処理手段と、
前記メッシュ処理手段の処理結果に基づいて、フラクタル次元を算出するフラクタル次元算出手段と、
フラクタル次元と被験者の属性との組み合わせにより、前記画像に写っている前記所定部位の病態を判定するための分類パターンを記憶した分類パターン記憶手段と、
前記分類パターン記憶手段を参照して、前記フラクタル次元算出手段により算出されたフラクタル次元に係る被験者の前記所定部位の病態を判定する判定手段と、を備える画像処理装置。
Image data storage means for storing image data of an image of a predetermined part of the subject ;
Mesh processing means for partitioning the image into meshes and binarizing each mesh into white or black for each of a plurality of different mesh sizes;
A fractal dimension calculating means for calculating a fractal dimension based on the processing result of the mesh processing means;
Classification pattern storage means for storing a classification pattern for determining the pathological condition of the predetermined part reflected in the image by a combination of the fractal dimension and the subject's attributes;
An image processing apparatus comprising: a determination unit that refers to the classification pattern storage unit and determines a pathological condition of the predetermined part of the subject related to the fractal dimension calculated by the fractal dimension calculation unit .
前記画像の所定の領域の選択を受け付ける手段と、
前記選択された領域の画像を2値化して2値化画像を生成する2値化手段と、をさらに備え、
前記メッシュ処理手段は、前記2値化画像を用いてメッシュ単位の2値化処理を行うことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
Means for accepting selection of a predetermined region of the image;
Binarization means for binarizing the image of the selected area to generate a binarized image; and
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the mesh processing unit performs binarization processing in units of meshes using the binarized image.
前記2値化手段は、前記画像の各画素の値と所定の閾値とを比較して、各画素を2値化することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 2, wherein the binarization unit binarizes each pixel by comparing a value of each pixel of the image with a predetermined threshold value. 前記画像は、人体を撮影したSPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)またはPET(Positron Emission Tomography)画像であることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image is a SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) or PET (Positron Emission Tomography) image obtained by photographing a human body. 前記メッシュ処理手段は、前記複数の異なるメッシュサイズのそれぞれについて、メッシュ単位の2値化処理をした後、各メッシュサイズで黒メッシュにより形成される閉領域の輪郭を構成するメッシュ数を、それぞれカウントし、
前記フラクタル次元算出手段は、前記メッシュサイズ別の、前記閉領域の輪郭を構成するメッシュ数に基づいて前記フラクタル次元を算出することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The mesh processing means performs binarization processing in units of mesh for each of the plurality of different mesh sizes, and then counts the number of meshes constituting the contour of the closed region formed by the black mesh at each mesh size. And
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the fractal dimension calculation unit calculates the fractal dimension based on the number of meshes constituting the outline of the closed region for each mesh size.
前記メッシュ処理手段は、前記複数の異なるメッシュサイズのそれぞれについて、メッシュ単位の2値化処理をした後、各メッシュサイズで黒メッシュにより形成される閉領域を構成するメッシュ数を、それぞれカウントし、
前記フラクタル次元算出手段は、前記メッシュサイズ別の、前記閉領域を構成するメッシュ数に基づいて前記フラクタル次元を算出することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The mesh processing means, for each of the plurality of different mesh sizes, after performing binarization processing in units of mesh, each count the number of meshes constituting a closed region formed by a black mesh at each mesh size,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the fractal dimension calculation unit calculates the fractal dimension based on the number of meshes constituting the closed region for each mesh size.
コンピュータが行う画像処理方法であって、
画像データに係る被験者の所定部位の画像をメッシュに区切り、各メッシュを白または黒に2値化するメッシュ単位の2値化処理を、複数の異なるメッシュサイズについてそれぞれ行うステップと、
メッシュサイズごとに前記メッシュ単位の2値化処理を行った処理結果に基づいて、フラクタル次元を算出するステップと、
フラクタル次元と被験者の属性との組み合わせにより、前記画像に写っている前記所定部位の病態を判定するための分類パターンを参照して、前記算出されたフラクタル次元に係る被験者の前記所定部位の病態を判定するステップと、を有する画像処理方法。
An image processing method performed by a computer,
Performing a binarization process for each of a plurality of different mesh sizes, dividing a mesh of an image of a predetermined part of the subject related to the image data into meshes and binarizing each mesh into white or black;
Calculating a fractal dimension based on the result of the binarization processing in units of mesh for each mesh size;
By referring to the classification pattern for determining the pathological condition of the predetermined part shown in the image by the combination of the fractal dimension and the attribute of the subject, the pathological condition of the predetermined part of the subject related to the calculated fractal dimension is determined. an image processing method comprising determining a step.
画像処理のためのコンピュータプログラムであって、
画像データに係る被験者の所定部位の画像をメッシュに区切り、各メッシュを白または黒に2値化するメッシュ単位の2値化処理を、複数の異なるメッシュサイズについてそれぞれ行うステップと、
メッシュサイズごとに前記メッシュ単位の2値化処理を行った処理結果に基づいて、フラクタル次元を算出するステップと、
フラクタル次元と被験者の属性との組み合わせにより、前記画像に写っている前記所定部位の病態を判定するための分類パターンを参照して、前記算出されたフラクタル次元に係る被験者の前記所定部位の病態を判定するステップと、を行う画像処理のためのコンピュータプログラム。
A computer program for image processing,
Performing a binarization process for each of a plurality of different mesh sizes, dividing a mesh of an image of a predetermined part of the subject related to the image data into meshes and binarizing each mesh into white or black;
Calculating a fractal dimension based on the result of the binarization processing in units of mesh for each mesh size;
By referring to the classification pattern for determining the pathological condition of the predetermined part shown in the image by the combination of the fractal dimension and the attribute of the subject, the pathological condition of the predetermined part of the subject related to the calculated fractal dimension is determined. And a computer program for image processing for performing the determination .
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