JP6896649B2 - 画素単位減衰因子を導き出すために色空間情報を用いる周囲光抑制 - Google Patents
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Description
本願は、2015年6月12日に出願された米国特許仮出願第62/175,149号の優先権主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
マルチリーフコリメータ(MLC)のハウジング内に配置された照明システムを用いてMLCのリーフを第1の光で照明するステップと、
MLCのアパーチュアを通ってMLCのハウジング内の周囲光を受け取るステップと、
MLCのハウジング内に位置する光学素子を含む画像化システムを用いて第1の光および周囲光で照明されたMCLのリーフの第1の画像を捕捉するステップと、
第1の画像中の周囲光を抑制してMLCのリーフの第2の画像を処理装置によって生成するステップと、
第2の画像中のMLCのリーフの特徴を検出するステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。
ハウジング内に配置されたマルチリーフコリメータ(MLC)と、
MLCのハウジング内に設けられていて、MLCのリーフを第1の光で照明する照明システムと、
第1の光および周囲光で照明されたMLCのリーフの第1の画像を捕捉する画像化システムと、
MLCのリーフの複数の画像を記憶するメモリと、
メモリに作動的に結合された処理装置とを含み、処理装置は、
MLCのリーフの第2の画像を処理装置によって生成するよう第1の画像中の周囲光を抑制し、そして、
第2の画像中のMLCのリーフの特徴を検出するよう構成されていることを特徴とする放射線治療システムが提供される。
g=s/v (1)
例えば、上述のように計算した値を用いると、この場合、s=128、v=[64;128;192]である場合、計算結果として、g=128/[64;128;192]または[2.0;1.0;0.667]のホワイトバランスパラメータベクトルが生じる。ホワイトバランスパラメータベクトルを画素単位乗算によって利用すると、次の画像中の画素を補正することができる(したがって、ホワイトバランシング処理420は、コンピュータ計算されたホワイトバランスを適用するステップだけから成るのが良く、このホワイトバランスは、システムハードウェアの変化を考慮に入れるためにそれほど頻繁にはコンピュータ計算されない場合がある)。注目されるべきこととして、単一の補正gが行われるが、これは、次の画像中の全ての画素に適用される。例えば、RGB値[64;128;192]の画素が所与の場合、補正された画素RGB値は、[64×2.0;128×1.0;192×0.667]=[128;128;128]である。その結果、補正された画素は、ゼロの飽和度または彩度(すなわち、赤色、緑色および青色について同一の値)および3つの色チャネルについての同一の平均強度を有する。これにより、ほぼグレースケールである(すなわち、コンピュータ計算された小さな色飽和度値を有する)MLCハウジング100内のリーフおよび他の金属表面の外観が与えられる。幾つかの実施形態では、ホワイトバランシング処理について異なるアルゴリズムを用いることができる。例示としては、画素強度のL2‐ノルムによる画素強度の標準化は、概念強度または平均RGB値以外の測定基準が挙げられるが、これらには限定されない。一変形実施形態では、測定基準は、例えばカメラ105がRGB以外の固有の色空間を有する場合、異なる色空間でコンピュータ計算されるのが良い。別の実施形態では、カメラハードウェアを利用したホワイトバランシング処理をセッティングが周囲光のないROIに基づいて得られる場合に使用するのが良い。
S=S×(1+V) (2)
方程式2の結果を用いると、以下に示す方程式3を用いて鮮明な非線形減衰曲線を作る。所望の鮮明な非線形減衰曲線は、当初、高い勾配値を有するのが良く、勾配値は、指定された彩度値に達すると急減する。結果として、減衰曲線は、リーフ存在場所を表す画素を減衰させない状態で周囲光に起因した高い彩度値を備えた画素を極めて減衰させる減衰曲線が得られる。
A=1/(a×S3+b×S2+c×S+d) (3)
ブロック440で説明した方法の変形例は、減衰マップを1/(1+S)としてコンピュータ計算することである。変形例として、彩度マップを三次関数の入力として「直接」用いてブロック440の第1のステップ(S=S×(1+V))をスキップしても良い。
〔実施態様項1〕 方法であって、
マルチリーフコリメータ(MLC)のハウジング内に配置された照明システムを用いて上記MLCのリーフを第1の光で照明するステップと、
上記MLCのアパーチュアを通って上記MLCの上記ハウジング内の周囲光を受け取るステップと、
上記MLCの上記ハウジング内に位置する光学素子を含む画像化システムを用いて上記第1の光および上記周囲光で照明された上記MCLの上記リーフの第1の画像を捕捉するステップと、
上記第1の画像中の上記周囲光を抑制して上記MLCの上記リーフの第2の画像を処理装置によって生成するステップと、
上記第2の画像中の上記MLCの上記リーフの特徴を検出するステップとを含む、方法。
〔実施態様項2〕 上記第1の画像中の周囲光を抑制する上記ステップは、上記MLCの上記アパーチュアを形作る上記リーフの前縁近くの周囲光を抑制するステップを含む、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項3〕 上記第2の画像中の上記検出された特徴を用いて上記MLCのリーフの位置を追跡するステップを更に含む、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項4〕 上記周囲光を抑制して上記第2の画像を生成する上記ステップは、
上記第1の画像に関する減衰マップを生成するステップと、
上記減衰マップを用いて上記第2の画像を生成するステップとを含む、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項5〕 上記周囲光を抑制して上記第2の画像を生成する上記ステップは、上記減衰マップの生成に先立って上記第1の画像に関する彩度マップを決定するステップを更に含み、上記減衰マップを生成する上記ステップは、一連の形態学的および非線形変換を上記彩度マップに適用するステップを含む、実施態様項4記載の方法。
〔実施態様項6〕 上記第2の画像を生成する上記ステップは、上記減衰マップを画素単位乗算により上記第1の画像に適用するステップを含む、実施態様項4記載の方法。
〔実施態様項7〕 上記周囲光を抑制する上記ステップは、
第1の画像を受け取るステップを含み、上記第1の画像は、第1の複数の画素値を対応して有する第1の複数の画素を含み、
上記第1の複数の画素値の各画素値に対して乗算処理を行うことによって第2の複数の画素値を生成するステップを含み、
彩度レベルに対してある特定の応答を達成するよう定められた係数を有する多項式関数を用いて第3の複数の画素値を生成するステップを含み、上記第3の複数の画素値は、上記第2の画像を構成する、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項8〕 上記彩度マップは、上記第1の画像中に画素の色と基準色との間の色空間距離を有する、実施態様項4記載の方法。
〔実施態様項9〕 上記彩度マップは、上記第1の画像中の各画素の彩度の表現であり、上記方法は、
上記第1の画像に対してホワイトバランシング処理を実施するステップを更に含む、実施態様項4記載の方法。
〔実施態様項10〕 上記ホワイトバランシング処理を実施する上記ステップは、
上記第1の画像と関連した関心のある領域を決定するステップと、
上記第1の画像中の上記関心のある領域と関連した複数の画素のうちの各々について平均赤緑青(RGB)画素値を計算するステップと、
上記平均RGB画素値に基づいて強度因子を計算するステップと、
上記平均RGB画素値および上記強度因子に基づいてホワイトバランスパラメータベクトルを計算するステップと、
上記ホワイトバランスパラメータベクトルを上記第1の画像中の複数の画素の類似した位置に対応する次の画像中の次の複数の画素に適用するステップとを含む、実施態様項9記載の方法。
〔実施態様項11〕 上記ホワイトバランスパラメータベクトルは、次の画像中の上記複数の画素を補正するために画素単位乗算によって適用される、実施態様項10記載の方法。
〔実施態様項12〕 上記減衰マップを生成する上記ステップは、
上記第1の画像中の画素について減衰曲線を創成するステップを含み、上記減衰曲線は、周囲光に起因して高い飽和度値を有する画素を減衰させ、上記減衰曲線は、上記第1の画像中のコリメータリーフ存在場所を表す画素を減衰させない、実施態様項4記載の方法。
〔実施態様項13〕 上記減衰マップに対して形態学的処理を実施して上記減衰マップ中のノイズおよび高周波数アーチファクトを減少させるステップを更に含む、実施態様項12記載の方法。
〔実施態様項14〕 上記照明システムは、LED照明システムである、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項15〕 上記第1の光は、白色光である、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項16〕 上記第1の光は、上記第1の一次波長を有し、上記周囲光は、第2の一次波長を有し、上記第1の一次波長は、上記第2の一次波長とは同じでないように選択される、実施態様項1記載の方法。
〔実施態様項17〕 放射線治療システムであって、
ハウジング内に配置されたマルチリーフコリメータ(MLC)と、
上記MLCの上記ハウジング内に設けられていて、上記MLCのリーフを第1の光で照明する照明システムと、
上記第1の光および周囲光で照明された上記MLCの上記リーフの第1の画像を捕捉する画像化システムと、
上記MLCのリーフの複数の画像を記憶するメモリと、
上記メモリに作動的に結合された処理装置とを含み、上記処理装置は、
上記MLCの上記リーフの上記第2の画像を上記処理装置によって生成するよう上記第1の画像中の上記周囲光を抑制し、そして、
上記第2の画像中の上記MLCの上記リーフの特徴を検出するよう構成されている、放射線治療システム。
〔実施態様項18〕 上記第1の画像中の上記周囲光を抑制するため、上記処理装置は更に、上記MLCのアパーチュアを形作る上記リーフの前縁の近くの周囲光を抑制するよう構成されている、実施態様項17記載の放射線治療システム。
〔実施態様項19〕 上記処理装置は更に、上記第2の画像を含む上記検出された特徴を用いて上記MLCのリーフの位置を追跡するよう構成されている、実施態様項17記載の放射線治療システム。
〔実施態様項20〕 上記第1の画像は、第1の複数の画素値を対応関係をなして有する第1の複数の画素を有し、上記周囲光を抑制するため、上記処理装置は更に、
上記第1の複数の画像値のうちの各画素値に対して乗算処理を実施することによって第2の複数の画素値を生成し、そして、
上記周囲光のある特定の形式についての応答を得るために決定された係数を有する多項式関数を用いて第3の複数の画素値を生成するよう構成され、上記第3の複数の画素は、上記第2の画像を構成する、実施態様項19記載の放射線治療システム。
〔実施態様項21〕 上記画像化システムは、上記MLCの上記ハウジング内に位置する光学素子を含む、実施態様項17記載の放射線治療システム。
〔実施態様項22〕 上記周囲光を抑制するため、上記処理装置は更に、
上記第1の画像化について減衰マップを生成し、そして、
上記減衰マップを用いて上記第2の画像を生成するよう構成されている、実施態様項17記載の放射線治療システム。
〔実施態様項23〕 非一過性機械可読記憶媒体であって、処理装置によってアクセスされると、上記処理装置は、
第1の光および周囲光で照明されたマルチリーフコリメータ(MLC)のリーフの第1の画像を受け取り、
上記処理装置によって上記MLCの上記リーフの第2の画像を生成するよう上記第1の画像中の上記周囲光を抑制し、そして、
上記処理装置によって上記第2の画像中の上記MLCの上記リーフの特徴を検出するようにさせる命令を含むことを特徴とする非一過性機械可読記憶媒体。
〔実施態様項24〕 上記周囲光を抑制して上記第2の画像を生成するため、上記処理装置は更に、
上記第1の画像について減衰マップを生成し、そして、
上記減衰マップを用いて上記第2の画像を生成するよう構成されていることを特徴とする実施態様項23記載の非一過性機械可読記憶媒体。
Claims (21)
- 方法であって、
マルチリーフコリメータ(MLC)のハウジング内に配置された照明システムを用いて前記MLCのリーフを第1の光で照明するステップと、
前記MLCのアパーチュアを通って前記MLCの前記ハウジング内の周囲光を受け取るステップと、
前記MLCの前記ハウジング内に位置する光学素子を含む画像化システムを用いて前記第1の光および前記周囲光で照明された前記MCLの前記リーフの第1の画像を捕捉するステップと、
前記第1の画像中の前記周囲光を抑制して前記MLCの前記リーフの第2の画像を処理装置によって生成するステップと、
前記第2の画像中の前記MLCの前記リーフの特徴を検出するステップとを含み、
前記第1の画像中の周囲光を抑制する前記ステップは、前記MLCの前記アパーチュアを形作る前記リーフの前縁近くの周囲光を抑制するステップを含む、方法。 - 前記第2の画像中の前記検出された特徴を用いて前記MLCのリーフの位置を追跡するステップを更に含む、請求項1記載の方法。
- 前記周囲光を抑制して前記第2の画像を生成する前記ステップは、
前記第1の画像に関する減衰マップを生成するステップと、
前記減衰マップを用いて前記第2の画像を生成するステップとを含む、請求項1記載の方法。 - 前記周囲光を抑制して前記第2の画像を生成する前記ステップは、前記減衰マップの生成に先立って前記第1の画像に関する飽和マップを決定するステップを更に含み、前記減衰マップを生成する前記ステップは、一連の形態学的および非線形変換を前記飽和マップに適用するステップを含む、請求項3記載の方法。
- 前記第2の画像を生成する前記ステップは、前記減衰マップを画素単位乗算により前記第1の画像に適用するステップを含む、請求項3記載の方法。
- 前記周囲光を抑制する前記ステップは、
第1の画像を受け取るステップを含み、前記第1の画像は、第1の複数の画素値を対応して有する第1の複数の画素を含み、
前記第1の複数の画素値の各画素値に対して乗算処理を行うことによって第2の複数の画素値を生成するステップを含み、
飽和レベルに対してある特定の応答を達成するよう定められた係数を有する多項式関数を用いて第3の複数の画素値を生成するステップを含み、前記第3の複数の画素値は、前記第2の画像を構成する、請求項1記載の方法。 - 前記飽和マップは、前記第1の画像中に画素の色と基準色との間の色空間距離を有する、請求項4記載の方法。
- 前記飽和マップは、前記第1の画像中の各画素の彩度の表現であり、前記方法は、
前記第1の画像に対してホワイトバランシング処理を実施するステップを更に含む、請求項4記載の方法。 - 前記ホワイトバランシング処理を実施する前記ステップは、
前記第1の画像と関連した関心のある領域を決定するステップと、
前記第1の画像中の前記関心のある領域と関連した複数の画素のうちの各々について平均赤緑青(RGB)画素値を計算するステップと、
前記平均RGB画素値に基づいて強度因子を計算するステップと、
前記平均RGB画素値および前記強度因子に基づいてホワイトバランスパラメータベクトルを計算するステップと、
前記ホワイトバランスパラメータベクトルを前記第1の画像中の複数の画素の類似した位置に対応する次の画像中の次の複数の画素に適用するステップとを含む、請求項8記載の方法。 - 前記ホワイトバランスパラメータベクトルは、次の画像中の前記複数の画素を補正するために画素単位乗算によって適用される、請求項9記載の方法。
- 前記減衰マップを生成する前記ステップは、
前記第1の画像中の画素について減衰曲線を創成するステップを含み、前記減衰曲線は、周囲光に起因して高い飽和度値を有する画素を減衰させ、前記減衰曲線は、前記第1の画像中のコリメータリーフ存在場所を表す画素を減衰させない、請求項3記載の方法。 - 前記減衰マップに対して形態学的処理を実施して前記減衰マップ中のノイズおよび高周波数アーチファクトを減少させるステップを更に含む、請求項11記載の方法。
- 前記照明システムは、LED照明システムである、請求項1記載の方法。
- 前記第1の光は、白色光である、請求項1記載の方法。
- 前記第1の光は、第1の一次波長を有し、前記周囲光は、第2の一次波長を有し、前記第1の一次波長は、前記第2の一次波長とは同じでないように選択される、請求項1記載の方法。
- 放射線治療システムであって、
ハウジング内に配置されたマルチリーフコリメータ(MLC)と、
前記MLCの前記ハウジング内に設けられていて、前記MLCのリーフを第1の光で照明する照明システムと、
前記MLCの前記ハウジング内に位置する光学素子を備え、前記第1の光および周囲光で照明された前記MLCの前記リーフの第1の画像を捕捉する画像化システムと、
前記MLCのリーフの複数の画像を記憶するメモリと、
前記メモリに作動的に結合された処理装置とを含み、前記処理装置は、
前記MLCの前記リーフの第2の画像を前記処理装置によって生成するよう前記第1の画像中の前記周囲光を抑制し、そして、
前記第2の画像中の前記MLCの前記リーフの特徴を検出するよう構成されている、放射線治療システム。 - 前記第1の画像中の前記周囲光を抑制するため、前記処理装置は更に、前記MLCのアパーチュアを形作る前記リーフの前縁の近くの周囲光を抑制するよう構成されている、請求項16記載の放射線治療システム。
- 前記処理装置は更に、前記第2の画像を含む前記検出された特徴を用いて前記MLCのリーフの位置を追跡するよう構成されている、請求項16記載の放射線治療システム。
- 前記第1の画像は、第1の複数の画素値を対応関係をなして有する第1の複数の画素を有し、前記周囲光を抑制するため、前記処理装置は更に、
前記第1の複数の画像値のうちの各画素値に対して乗算処理を実施することによって第2の複数の画素値を生成し、そして、
前記周囲光のある特定の形式についての応答を得るために決定された係数を有する多項式関数を用いて第3の複数の画素値を生成するよう構成され、前記第3の複数の画素は、前記第2の画像を構成する、請求項18記載の放射線治療システム。 - 前記画像化システムは、前記MLCの前記ハウジング内に位置する光学素子を含む、請求項16記載の放射線治療システム。
- 前記周囲光を抑制するため、前記処理装置は更に、
前記第1の画像について減衰マップを生成し、そして、
前記減衰マップを用いて前記第2の画像を生成するよう構成されている、請求項16記載の放射線治療システム。
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