JP5946029B2 - 3d ct立体データにおける歯のグラフカットベースのインタラクティブセグメンテーション法 - Google Patents
3d ct立体データにおける歯のグラフカットベースのインタラクティブセグメンテーション法 Download PDFInfo
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Description
一般的なグラフカットベースのインタラクティブセグメンテーションフレームワークは、図2のスクリブルのような緩い入力をもたらすようユーザを促す。通常は、前景及び背景スクリブルは、関連のコスト関数微分及び以下の最適化を可能にするよう十分に表している。3D歯CT立体データにおいて、疎に配置された前景スクリブルは、スクリブルが集められた2D CTスライス上で簡単なセグメンテーションを実施することにより拡張される。図4は、代表的2D CTスライス上での前景スクリブル拡張の図を示している。
図3に示したように、前景及び背景両方のユーザのスクリブルを得た後、3D距離変換が適用されて、グラフカット用のデータタームを定める。詳細図を図5に記載する。拡張前景スクリブルとオリジナル背景スクリブルが入力され、CT体積データ全体に3D距離変換が実施される。この結果は、前景に対するデータターム及び背景に対するデータタームを含む。
図3に示すように、グラフカット用のエッジタームを定めるためにrawCT強度を直接利用するのではなく、増強骨領域を用いてPVEを抑制し、得られたエッジタームが歯境界を位置特定するのにより精密になるようにする。図6は、一部の実施形態による、骨領域を増強する方法のフローチャートを示す。ステップ600において、3D CT部分体積ボクセル非ミキシングが3D CT画像に適用される。ステップ602において、骨領域ミックスパーセンテージマップ[0,1]が3D CT画像とピクセル毎に乗算され、骨領域増強3D CT画像を生成して、グラフカットのエッジタームに使用される。
1. デバイスのメモリ内にプログラムされる画像処理方法であって、
(a)ユーザからの入力を受け取るステップと、
(b)2Dスクリブル拡張を実施するステップと、
(c)上記2Dスクリブル拡張からの結果に3D距離変換を適用するステップと、
(d)上記3D距離変換を用いてグラフカットを実行するステップと、
を含む、方法。
2. 上記入力が、ユーザによる前景及び背景のマーキングを含む、条項1に記載の方法。
3. ユーザが上記画像処理の結果に満足するまで、上記(a)〜(d)のステップを繰り返すことを更に含む、条項1に記載の方法。
4. 骨領域を増強し、該増強した骨領域をグラフカットのために使用するステップを更に含む、条項1に記載の方法。
5. 上記骨領域を増強することが、
3D CT部分体積ボクセル非ミキシングを実施して骨領域ミックスパーセンテージマップを生成すること、及び、
オリジナルの3D CT画像を上記骨領域ミックスパーセンテージマップとピクセル毎に乗算して、グラフカットと共に使用するために骨組織増強3D CT画像及びエッジタームを生成すること、
を含む、条項4に記載の方法。
6. 上記3D距離変換を適用することが、拡張前景スクリブル及びオリジナル背景スクリブルの使用を含む3D距離変換をCT体積データに対して実施して、データタームを生成することを含む、条項1に記載の方法。
7. 上記グラフカットの実行は、データターム及びエッジタームを利用する、条項1に記載の方法。
8. 上記画像処理は、歯の3D CT画像に対して行う、条項1に記載の方法。
9. 3D仮想歯モデルを構築するステップを更に含む、条項1に記載の方法。
10. 上記デバイスが、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、サーバ、メインフレームコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、セルラ/モバイルフォン、スマート家電、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯、タブレットコンピュータ、ポータブル音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、DVDライター/プレーヤ、高精細ビデオライター/プレーヤ、テレビ、歯科デバイス、及び家庭用娯楽機器システムを含む、条項1に記載の方法。
11. デバイスのメモリ内にプログラムされる画像処理方法であって、
(a)画像の前景及び背景を示す入力をユーザからの受け取るステップと、
(b)2Dスクリブルが位置する場所で2D CTスライスのセグメンテーションを実施することを含む、2Dスクリブル拡張を実施するステップと、
(c)拡張前景スクリブル及びオリジナル背景スクリブルの使用を含む3D距離変換をCT体積データに対して実施してデータタームを生成することを含む、3D距離変換を適用するステップと、
(d)上記画像の骨領域を増強するステップと、
(e)データターム及びエッジタームを入力として用いてグラフカットを実行するステップと、
を含む、方法。
12. ユーザが上記画像処理の結果に満足するまで、上記(a)〜(d)のステップを繰り返すことを更に含む、条項11に記載の方法。
13. 上記骨領域を増強することが、
3D CT部分体積ボクセル非ミキシングを実施して骨領域ミックスパーセンテージマップを生成すること、及び、
オリジナルの3D CT画像を上記骨領域ミックスパーセンテージマップとピクセル毎に乗算して、グラフカットと共に使用するために骨組織増強3D CT画像及びエッジタームを生成すること、
を含む、条項11に記載の方法。
14. 上記画像処理は、歯の3D CT画像に対して行う、条項11に記載の方法。
15. 3D仮想歯モデルを構築するステップを更に含む、条項11に記載の方法。
16. 上記デバイスが、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、サーバ、メインフレームコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、セルラ/モバイルフォン、スマート家電、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯、タブレットコンピュータ、ポータブル音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、DVDライター/プレーヤ、高精細ビデオライター/プレーヤ、テレビ、歯科デバイス、及び家庭用娯楽機器システムを含む、条項11に記載の方法。
17. (i)ユーザからの入力を受け取るステップと、
(ii)2Dスクリブル拡張を実施するステップと、
(iii)上記2Dスクリブル拡張からの結果に3D距離変換を適用するステップと、
(iv)上記3D距離変換を用いてグラフカットを実行するステップと、
を含む、アプリケーションを保存するためのメモリと、
上記メモリに結合され、上記アプリケーションを処理するよう構成された処理構成要素と、
を備えたデバイス。
18. 上記入力が、ユーザによる前景及び背景のマーキングを含む、条項17に記載のデバイス。
19. 上記アプリケーションが、ユーザが上記画像処理の結果に満足するまで、上記(i)〜(iv)のステップを繰り返すことを更に含む、条項17に記載のデバイス。
20. 上記アプリケーションが、骨領域を増強するステップを更に含む、条項17に記載のデバイス。
21. 上記骨領域を増強することが、
3D CT部分体積ボクセル非ミキシングを実施して骨領域ミックスパーセンテージマップを生成すること、及び、
オリジナルの3D CT画像を上記骨領域ミックスパーセンテージマップとピクセル毎に乗算して、グラフカットと共に使用するために骨組織増強3D CT画像及びエッジタームを生成すること、
を含む、条項20に記載のデバイス。
22. 上記3D距離変換を適用することが、拡張前景スクリブル及びオリジナル背景スクリブルの使用を含む3D距離変換をCT体積データに対して実施して、データタームを生成することを含む、条項17に記載のデバイス。
23. 上記グラフカットの実行は、データターム及びエッジタームを利用する、条項17に記載のデバイス。
24. 上記画像処理は、歯の3D CT画像に対して行う、条項17に記載のデバイス。
25. 上記アプリケーションが、3D仮想歯モデルを構築するステップを更に含む、条項17に記載のデバイス。
302 ユーザと対話
304 2Dスクリブル拡張
306 3D距離変換
308 骨領域増強
310 グラフカット
312 即時的結果
314 満足したか?
316 最終結果
Claims (20)
- デバイスのメモリ内にプログラムされる画像処理方法であって、
(a)ユーザからの入力を受け取るステップと、
(b)2Dスクリブル拡張を実施するステップと、
(c)前記2Dスクリブル拡張からの結果に3D距離変換を適用するステップと、
(d)前記3D距離変換を用いてグラフカットを実行するステップと、
(e)骨領域を増強し、該増強した骨領域をグラフカットのために使用するステップと、
を含み、
前記骨領域を増強することが、
3D CT部分体積ボクセル非ミキシングを実施して骨領域ミックスパーセンテージマップを生成すること、及び、
オリジナルの3D CT画像を前記骨領域ミックスパーセンテージマップとピクセル毎に乗算して、グラフカットと共に使用するために骨組織増強3D CT画像及びエッジタームを生成すること、
を含む、方法。 - 前記入力が、ユーザによる前景及び背景のマーキングを含む、請求項1に記載の方法。
- ユーザの満足度に基づいて入力された命令に従って、前記(a)〜(e)のステップを繰り返すことを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記3D距離変換を適用することが、拡張前景スクリブル及びオリジナル背景スクリブルの使用を含む3D距離変換をCT体積データに対して実施して、データタームを生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記グラフカットの実行は、データターム及びエッジタームを利用する、請求項1に記載の方法。
- 前記画像処理は、歯の3D CT画像に対して行う、請求項1に記載の方法。
- 3D仮想歯モデルを構築するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイスが、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、サーバ、メインフレームコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、セルラ/モバイルフォン、スマート家電、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯、タブレットコンピュータ、ポータブル音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、DVDライター/プレーヤ、高精細ビデオライター/プレーヤ、テレビ、歯科デバイス、及び家庭用娯楽機器システムを含む、請求項1に記載の方法。
- デバイスのメモリ内にプログラムされる画像処理方法であって、
(a)画像の前景及び背景を示す入力をユーザからの受け取るステップと、
(b)2Dスクリブルが位置する場所で2D CTスライスのセグメンテーションを実施することを含む、2Dスクリブル拡張を実施するステップと、
(c)拡張前景スクリブル及びオリジナル背景スクリブルの使用を含む3D距離変換をCT体積データに対して実施してデータタームを生成することを含む、3D距離変換を適用するステップと、
(d)前記画像の骨領域を増強するステップと、
(e)データターム及びエッジタームを入力として用いてグラフカットを実行するステップと、
を含み、
前記骨領域を増強することが、
3D CT部分体積ボクセル非ミキシングを実施して骨領域ミックスパーセンテージマップを生成すること、及び、
オリジナルの3D CT画像を前記骨領域ミックスパーセンテージマップとピクセル毎に乗算して、グラフカットと共に使用するために骨組織増強3D CT画像及びエッジタームを生成すること、
含む、方法。 - ユーザの満足度に基づいて入力された命令に従って、前記(a)〜(e)のステップを繰り返すことを更に含む、請求項9に記載の方法。
- 前記画像処理は、歯の3D CT画像に対して行う、請求項9に記載の方法。
- 3D仮想歯モデルを構築するステップを更に含む、請求項9に記載の方法。
- 前記デバイスが、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、サーバ、メインフレームコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯情報端末、セルラ/モバイルフォン、スマート家電、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯、タブレットコンピュータ、ポータブル音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、DVDライター/プレーヤ、高精細ビデオライター/プレーヤ、テレビ、歯科デバイス、及び家庭用娯楽機器システムを含む、請求項9に記載の方法。
- (i)ユーザからの入力を受け取るステップと、
(ii)2Dスクリブル拡張を実施するステップと、
(iii)前記2Dスクリブル拡張からの結果に3D距離変換を適用するステップと、 (iv)前記3D距離変換を用いてグラフカットを実行するステップと、
(v)骨領域を増強するステップと、
を含む、アプリケーションを保存するためのメモリと、
前記メモリに結合され、前記アプリケーションを処理するよう構成された処理構成要素と、
を備え、
前記骨領域を増強することが、
3D CT部分体積ボクセル非ミキシングを実施して骨領域ミックスパーセンテージマップを生成すること、及び、
オリジナルの3D CT画像を前記骨領域ミックスパーセンテージマップとピクセル毎に乗算して、グラフカットと共に使用するために骨組織増強3D CT画像及びエッジタームを生成すること、
を含む、デバイス。
たデバイス。 - 前記入力が、ユーザによる前景及び背景のマーキングを含む、請求項14に記載のデバイス。
- 前記アプリケーションが、ユーザの満足度に基づいて入力された命令に従って、前記(i)〜(v)のステップを繰り返すことを更に含む、請求項14に記載のデバイス。
- 前記3D距離変換を適用することが、拡張前景スクリブル及びオリジナル背景スクリブルの使用を含む3D距離変換をCT体積データに対して実施して、データタームを生成することを含む、請求項14に記載のデバイス。
- 前記グラフカットの実行は、データターム及びエッジタームを利用する、請求項14に記載のデバイス。
- 前記画像処理は、歯の3D CT画像に対して行う、請求項14に記載のデバイス。
- 前記アプリケーションが、3D仮想歯モデルを構築するステップを更に含む、請求項14に記載のデバイス。
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