JP6196760B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像処理装置を示すブロック図である。本実施の形態1に係る画像処理装置1は、一例として、内視鏡又はカプセル型内視鏡(以下、これらをまとめて単に内視鏡という)によって生体の管腔内を撮像することにより取得された管腔内画像(以下、単に画像ともいう)に対し、粘膜表面から突出する異常部を検出する画像処理を施す装置である。管腔内画像は、通常、各画素位置においてR(赤)、G(緑)、B(青)の波長成分(色成分)に対して、所定の(例えば256階調の)画素レベル(画素値)を有するカラー画像である。
表示部40は、LCDやELディスプレイ等の表示装置によって実現され、制御部10の制御の下で、管腔内画像を含む各種画面を表示する。
ステップS061において、孤立点除去部120は、輪郭抽出画像に対して所定の閾値による2値化処理を施す。これにより、輪郭抽出画像から、閾値以上の強いエッジの領域が抽出される。
なお、上述したステップS064及びS065は、後に続く演算処理の精度向上のために実行されるものであり、省略することも可能である。
次に、実施の形態1の変形例1−1について説明する。
上記実施の形態1においては、特定周波数成分画像を、フーリエ変換及びフーリエ逆変換を用いて作成した。しかしながら、DOG(Difference of Gaussian)によっても、特定の周波数成分からなる画像を作成することができる。本変形例1−1においては、DOGによる特定周波数成分画像の作成処理を説明する。図15は、特定周波数成分画像の作成処理を示すフローチャートである。なお、図15に示すステップS031’は、図5に示すステップS031と対応している。
上記実施の形態1においては、輪郭領域内で画素値が最大である画素の領域を先端領域とした(ステップS07参照)。しかしながら、輪郭領域内で画素値(輝度値)の勾配が最大である画素の領域を先端領域としても良い。この場合、輪郭先端位置設定部131は、輪郭領域毎に、勾配が最大である画素の勾配及び位置座標を取得する。この際、勾配が最大である画素が複数取得された場合には、近接画素の統合により領域分割を行い(参考:CG−ARTS協会、「ディジタル画像処理」、第196頁)、勾配の平均値が最大である領域を先端領域に設定すれば良い。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図16は、実施の形態2に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図16に示すように、実施の形態2に係る画像処理装置2は、図1に示す演算部100の代わりに、輪郭抽出部210と、特徴量算出部220と、異常部検出部230とを有する演算部200を備える。なお、演算部200以外の画像処理装置2の各部の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。
本実施の形態2においては、管腔内画像から抽出された輪郭画素に円形状を当てはめることより円形輪郭を推定し、円形輪郭上における画素値変化を取得する。ここで、図17に示すように、浮腫m11が映った画像においては、先端部m12に強いエッジが表れるが、その対向位置、即ち、粘膜表面m13とつながった根元部m14に強いエッジが表れることはない。従って、浮腫m11に対応する円形輪郭m15に沿った画素値変化(以下、周回プロファイルという)を観察すると、最大画素値Vmaxを有する画素Pmaxのほぼ対向位置に、最小画素値Vminを有する画素Pminが存在する。なお、図17の左側のグラフにおいて、横軸は、円形輪郭m15上の軌跡を一直線に変換した場合の位置座標を示す。
ステップS21に続くステップS22において、円形状輪郭抽出部211は、管腔内画像から輪郭画素を抽出し、該輪郭画素に基づいて、輪郭画素が円周の少なくとも一部をなす円形状の領域を推定する。図19は、円形状輪郭抽出部211が実行する処理を示すフローチャートである。
このようにして推定された円形状の領域が円形輪郭として出力される。その後、処理はメインルーチンに戻る。
上記実施の形態2においては、管腔内画像から作成した1チャンネル画像における勾配強度を算出し、各画素の勾配強度に基づいて輪郭画素を抽出した。しかしながら、1チャンネル画像から特定周波数成分画像(本変形例においては高周波成分画像)を作成し、該特定周波数成分画像から輪郭画素を抽出しても良い。なお、特定周波数成分画像の作成処理は、実施の形態1と同様である。
次に本発明の実施の形態3について説明する。
図22は、実施の形態3に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図22に示すように、実施の形態3に係る画像処理装置3は、図16に示す演算部200の代わりに、輪郭抽出部210と、特徴量算出部310と、異常部検出部320とを有する演算部300を備える。なお、演算部300以外の画像処理装置3の各部の構成及び動作は、実施の形態1と同様である。また、演算部300において、輪郭抽出部210の構成及び動作は、実施の形態2と同様である。
ステップS342において、対向位置画素相関値算出部312は、円形輪郭m25上の対象画素の画素値とその対向位置画素の画素値を取得し、ペア画素値として記憶する。なお、初回は画素P1が対象画素に設定される。
その後、処理はメインルーチンに戻る。
上記実施の形態3においては、ペア画素値間の相関値の統計量に基づいて異常部の判定を行ったが、ペア画素値の分布に基づいて異常部の判定を行っても良い。本変形例3−1においては、ペア画素値の分布に基づく異常部の判定処理を説明する。
10 制御部
20 画像取得部
30 入力部
40 表示部
50 記録部
51 画像処理プログラム
100、200、300 演算部
110 輪郭抽出部
111 特定周波数成分抽出部
112 エッジ抽出部
120 孤立点除去部
130、220、310 特徴量算出部
131a 最大位置算出部
131 輪郭先端位置設定部
132 外接円算出部
133 近傍領域設定部
134 画素値統計量算出部
140、230、320 異常部検出部
210 輪郭抽出部
211 円形状輪郭抽出部
221 最大値最小値位置算出部
222 角度算出部
312 対向位置画素相関値算出部
Claims (8)
- 生体の管腔内を撮像することにより取得された画像から複数の輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、
前記複数の輪郭画素の各画素値と前記複数の輪郭画素間の位置関係とに基づく特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量を基に前記管腔内の異常部を検出する異常部検出手段と、
を備え、
前記特徴量算出手段は、
前記輪郭画素同士が連結された領域である輪郭領域に先端位置を設定する輪郭先端位置設定手段と、
前記輪郭領域の外接円を算出する外接円算出手段と、
前記外接円上において前記先端位置と対向する位置の近傍領域を設定する近傍領域設定手段と、
前記近傍領域内の複数の画素の画素値の統計量を前記特徴量として算出する画素値統計量算出手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記輪郭先端位置設定手段は、
前記輪郭領域に含まれる前記複数の輪郭画素から、輝度値及び勾配強度の少なくとも一方が最大である輪郭画素の位置を算出する最大値画素位置算出手段を備え、
前記最大である輪郭画素の位置を前記先端位置として設定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記異常部検出手段は、前記近傍領域内の複数の画素の画素値の統計量と、前記先端位置の輪郭画素の画素値の統計量との相関を算出し、前記相関が低い場合に前記複数の輪郭画素の領域は異常部であると判定することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 生体の管腔内を撮像することにより取得された画像から複数の輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、
前記複数の輪郭画素の各画素値と前記複数の輪郭画素間の位置関係とに基づく特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量を基に前記管腔内の異常部を検出する異常部検出手段と、
を備え、
前記輪郭抽出手段は、前記画像から複数の輪郭画素を抽出し、該複数の輪郭画素が円周の少なくとも一部をなす円形状の領域を推定する円形状輪郭抽出手段を備え、
前記特徴量算出手段は、前記円形状をなす輪郭上の画素のうち、最大の画素値を有する画素及び最小の画素値を有する画素の前記画像上における位置座標を算出する最大値最小値位置算出手段を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記特徴量算出手段は、前記円形状をなす輪郭上において、最大の画素値を有する画素と最小の画素値を有する画素とを結んだ線分と、前記最大の画素値を有する画素の位置における法線とのなす角度を算出する角度算出手段を備え、
前記異常部検出手段は、前記角度が所定値以下である場合に、前記複数の輪郭画素の領域は異常部であると判定することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 生体の管腔内を撮像することにより取得された画像から複数の輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、
前記複数の輪郭画素の各画素値と前記複数の輪郭画素間の位置関係とに基づく特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量を基に前記管腔内の異常部を検出する異常部検出手段と、
を備え、
前記輪郭抽出手段は、前記画像から複数の輪郭画素を抽出し、該複数の輪郭画素に基づいて円形状をなす輪郭を推定する円形状輪郭抽出手段を備え、
前記特徴量算出手段は、前記円形状をなす輪郭上において互いに対向する画素を抽出し、該互いに対向する画素間における画素値の相関値を算出する対向位置画素相関値算出手段を備え、
前記異常部検出手段は、前記相関値に基づいて、前記複数の輪郭画素の領域が異常部であるか否かを判定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記相関値は、前記互いに対向する画素間における画素値の差分の絶対値又は2乗であり、
前記異常部検出手段は、前記円形状をなす輪郭の全周にわたって算出した前記相関値の統計量が所定の閾値以上である場合に、前記複数の輪郭画素の領域は異常部であると判定することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記相関値は、前記互いに対向する画素それぞれの画素値を成分とする多次元空間における分布であり、
前記異常部検出手段は、前記分布に基づいて互いに対向する画素の画素値の組み合わせが前記多次元空間内の所定の領域に分布している場合に、前記複数の輪郭画素の領域は異常部であると判定することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
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