JPH03248280A - 画像輪郭抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像輪郭抽出装置に係り、たとえば、ＸＪＳ
ＣＴスキャナ装置、あるいは磁気共鳴イメージング装置
によって得られる断層画像からその輪郭像のみを取りだ
す画像輪郭抽出装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の画像輪郭抽出装置は、たとえば、ある臓
器の三次元立体像を形成するため、そのデータとなる複
数の輪郭像を該臓器の複数の断層画像から得るようにす
るものである。

そして、その構成としては、たとえば、Ｘ、＠ＣＴスキ
ャナ装置、あるいは磁気共鳴イメージング装置からの画
像信号を入力しこの画像信号に基づいてディスプレイに
画像データを出力する画像作成手段と、この画像作成手
段から前記画像データを入力しこの画像データに基づい
て前記ディスプレイに２値化データを出力する２値化手
段と、この２値化手段からの２値化データを入力しこの
２値化データに基づいて前記ディスプレイに画像輪郭デ
ータを出力する輪郭抽出手段と、を備えてなり、かつ、
前記２値化手段は前記画像データに基づく前記ディスプ
レイに表示された画像の任意の明度を基準として２値化
を設定し得るようになっている。

すなわち、前記２値化手段によりたとえば臓器である画
像とその背景となる画像との明暗差を明確にした後、前
記輪郭抽出手段により前記臓器である画像の外輪郭を抽
出するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記２値化手段による２値化は前記画像
作成手段からの画像データに基づいて行なうようになっ
ているが、この画像データによる画像は複数種の画像か
らなっているのが一般的である。たとえば、人体の頭部
の断面像は脳の画像、および頭蓋骨の画像等からなって
いるというようにである。

このような断層像に基づいて、前記脳の輪郭像のみを得
、同様の方法で得た複数の各輪郭像を組合せて前記脳だ
けのたとえば前記頭蓋骨等を全く含まない立体像を得た
いという要望がある。

このような要望がある場合において、前記２値化手段に
よって前記画像データに基づく前記ディスプレイに表示
された脳の画像の明度を基準として２値化を設定し、こ
の２値化を行なうことにより前記頭蓋骨の２値化像を消
滅させてしまうという試みがなされる。

しかし、前記画像データによる画像はその全領域にわた
って一方向に影のように明暗の勾配が生じていることが
一般的である。この理由は、たとえば磁気共鳴イメージ
ング装置を例にとれば、被検体の各部分においてそれぞ
れ受信コイルへの距離が異なるために生じる明度画像不
均一現象であり、前記距離に応じた明度差が生じるため
と考えられる。

このため、前記２値化手段によって任意に２値化を設定
しても、前記頭蓋骨の２値化像を完全に消滅させること
は極めてまれなものであった。

なお、このように目的とする像のみの輪郭像を抽出する
ことは、該輪郭像に囲まれた面積のみを算出したいと欲
する場合、それを極めて短時間かつ簡単に行なうことが
できる等の多々の効果をもたらすことが知られている。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的は、簡単な構成にも拘らず、目的とする
像のみの輪郭像を抽出することのできる画像輪郭抽出装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明は、基本的に
は、画像信号を入力しこの画像信号に基づいてディスプ
レイに画像データを出力する画像作成手段と、この画像
作成手段から前記画像データを入力しこの画像データに
基づいて前記ディスプレイに２値化データを出力する２
値化手段と、この２値化手段からの２値化データを入力
しこの２値化データに基づいて前記ディスプレイに画像
輪郭データを出力する輪郭抽出手段と、を備え、前記２
値化手段は前記画像データに基づく前記ディスプレイに
表示された複数種画像の所定の明度を基準として２値化
を設定し得るものとした画像輪郭抽出装置において、前
記画像作成手段からの画像データを入力し前記２値化手
段に画像補正データを出力する画像補正手段を具備させ
、この画像補正手段は、前記画像データに基づく前記デ
ィスプレイに表示された複数種画像における各画像毎に
その各画像をその最も明るい部分あるいは最も暗い部分
に合せてほぼ均一な明度に調整する調整手段が設けられ
ていることを特徴とするものである。

〔作用〕 このように構成した画像輪郭抽出装置は、新たに、前記
画像作成手段からの画像データを入力し前記２値化手段
に補正した画像データを出力する画像補正手段を具備さ
せたものである。そして、この画像補正手段は、調整手
段が設けられており、この調整手段によって前記画像デ
ータに基づくデイスプレイに表示された複数種画像にお
ける各画像毎にその各画像をその最も明るい部分あるい
は最も暗い部分に合せて均一な明度に調整できるように
なっている。

このような調整手段による調整は、前記複数種画像にお
ける各画像が異なる材質あるいは組織に基づきそれら各
々の明度が異なっているため、前記各画像のそれぞれの
明度を均一化できるとともにそれら明度差を充分に区別
できる程度に明確にすることができる。

したがって、このように各画像の明度差をディスプレイ
を通して充分に区別できる程度に明確にできた画像デー
タを前記２値化手段に出力し、この２値化手段によって
、抽出しようとする輪郭像の対象となる画像に合せて２
値化を行なうようにすれば、これにより得られる２値化
像は抽出しようとする輪郭像の対象となる画像のみとな
り、他の画像は２値化データとして全く現れず消滅して
しまうことになる。

それ故、前記輪郭抽出手段では、オペレータの抽出しよ
うと欲する輪郭像のみを得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例を
示す構成図である。同図において、画像作成手段１１が
あり、この画像作成手段１１では、例えば、図示しない
Ｘ線ＣＴスキャナ装置、磁気共鳴イメージング装置など
から画像信号を取り入れ、この画像信号に基づいて、画
像データを作成するようになっている。この画像データ
は前記画像作成手段１１に内蔵されているメモリ（ＲＡ
Ｍ）に、例えば第２図に示すように格納されるようにな
っている。第２図は例えば縦横それぞれに１２のセル（
実際にはもっと多い数のセル）を有しており、それぞれ
の各セルに画像の明度を示す情報が格納されている。同
図においては、＃　０７１情報は最も暗く、１１１８　
＃ｊ情報は最も明るい情報となっている。このことから
、該メモリには図中左側に物体Ａ、右側に物体Ｂが存在
していることを認識することができる。このように、前
記メモリに格納された情報は画像データとしてディスプ
レイ１７に入力できるようになっている。このディスプ
レイ１７の画像面（たとえばＣＲＴ）の縦横の画素数は
前記メモリの縦横のセル数に対応しており、それによる
表示画像は第２図に示すと同様に表示されるようになっ
ている。なお、前記ディスプレイ１７において前記画像
作成手段１１からの画像データを画像表示するか否かは
オペレータの判断によって自由にできるようになってい
る。

また、前記画像作成手段１１からの画像データは、２値
化手段１２に入力されるようになっている。この２値化
手段１２では、前記画像データに基づく前記ディスプレ
イ１７の表示に対して所定の明度を基準として２値化を
行なうことができるようになっている。本実施例の場合
は、明度″１０”を境として、これ以上の場合は“１”
、これより小さい場合は０”として２値化を行なってい
る。この２値化手段１２には、メモリ（例えばＲＡＭ）
が内蔵されており、上述したように２値化された情報が
格納されるようになっている。このメモリの格納情報を
示したのが第３図である。

なお、同図におけるメモリは、第２図に示すメモリと対
応づけられて記載されている。ここで、前記２値化を行
なう基準として明度“１０″を選定したものであるが、
その理由は前記物体Ａの輪郭像を得るのを主として前記
物体Ａの部分の内置も暗い部分を基準としたものである
。このため、同図において、物体Ｂはその一部（比較的
明るい部分）が残存された状態で２値化像が表示されて
いることが認識できる。なお、この場合においても、第
３図に対応する画像は前記２値化手段１２からの２値化
データにより前記ディスプレイ１７に自由に表示できる
ようになっている。

さらに、前記２値化手段１２からの２値化データは、輪
郭抽出手段１３に入力されるようになっている。この輪
郭抽出手段１３では、第３図に示した２値化像の輪郭を
抽出するものであり、例えば次の方法によって抽出する
ようになっている。

すなわち、第３図において前記メモリをその最下段左側
から右側へ、次に、次の下段の左側から右側へ順次情報
を読みだして行く。このようにして読みだしていくと、
１”の情報が読みだされ、この際、前記情報が読みださ
れたセルに対してその上下左右の各セルの情報を読みだ
す。この場合−つでも１１０　ｊ＋の情報が検出される
ならば、前記ｒｔ　１　ｐｒの情報は輪郭情報と判定さ
れる。ちなみに、全（Ｉｔ　Ｑ　Ｉｔの情報が検出され
なかった場合は輪郭情報でないものと判定される。この
ようにして得られる画像輪郭データは輪郭抽出手段１３
に内蔵されているメモリ（例えばＲＡＭ）に格納され、
その格納状態を第４図に示す。同図から明らかなように
、物体Ａに関しては輪郭像が正確に得られているが、物
体Ｂに関しては、一部残存する２値化像に対しての輪郭
像が形成されている。

このような輪郭像形成にあっては、従来問題点として指
摘されたものであった。

なお、前記輪郭抽出手段１３のメモリに格納されている
画像輪郭データは前記ディスプレイ１７に出力されるよ
うになっており、オペレータが自由に前記ディスプレイ
１７に輪郭像を表示することができるようになっている
。

ここで、前記輪郭抽出手段１３のメモリに格納されてい
る画像輪郭データは、画像輪郭データ格納手段１５に出
力されるようになっている。この画像輪郭データ格納部
１５は、たとえば、磁気メモリから構成されているもの
であり、この磁気メモリに格納された情報は必要に応じ
て引きだされ、たとえば三次元立体像等を作成する際の
データとして用いられる。

一方、前記画像作成手段１１からの画像データは本発明
の要部である画像補正手段１６に入力されるようになっ
ており、この画像補正手段１６の出力は前記２値化手段
１２に入力されるようになっている。前記画像作成手段
１１からの画像データは、上述したように第２図に示し
た情報からなり、前記画像補正手段１６では、この画像
データに基づいて次に示すように動作するようになって
いる。すなわち、第２図においては、物体Ａおよび物体
Ｂのいずれも図中下から上にかけて明度が高くなってお
り、しかもその勾配は物体Ａおよび物体Ｂにおいてほぼ
等しいものとなっている。この理由は、上述したように
、たとえば磁気共鳴イメージング装置を例にとれば、被
検体の各部分においてそれぞれ受信コイルへの距離が異
なるために生じる明度画像不均一現象であり、前記距離
に応じた明度差が生じるためである。このように明度の
勾配がその方向性とともに物体Ａおよび物体Ｂにおいて
ほぼ等しいということから、前記画像補正手段１６では
、前記物体Ａ及び物体Ｂの明度を例えば最も暗い部分に
合せて均一な明度を有する像として得ようとするもので
ある。

ここで、その方法を簡単に示せば、第２図において、ｙ
軸５の段を左側から右側へ順次読みだした後、ｙ軸６の
段を左側から右側へ読みだす際、０”以外の情報におい
ては２を差し引いた値に置き換えていくようになってい
る。この場合、差し引く値として２を選定した理由はこ
の選定値が前記明暗の勾配値に対応するからである。さ
らに、ｙ軸７６段を左側から右側へ読みだす際、１１０
”以外の情報においては４を、また、ｙ轄８の段を左側
から右側へ読みだす際、′Ｏ”以外の情報においては６
を差し引いた値に置き換えていくようになっている。

このようにして補正された画像データは、第５図に示す
ようなものとなり、物体Ａおよび物体Ｂのそれぞれの明
度はいずれも均一化され、しかも、各物体間では該明度
が異なったものとなっている。

各物体で該明度が異なったものとなっている理由は物体
Ａおよび物体Ｂがそれぞれその材質および組織等が異な
っていることによる。

第５図に示した画像データは前記画像補正手段１６内の
メモリ（例えばＲＡＭ）に同図に示すように格納される
ようになっており、このメモリ内の情報が前記２値化手
段１２に出力されるようになっている。

第５回に示すような補正された画像データが得られてい
る場合、前記２値化手段１２によって１０”情報を“１
″情報、”１０”以下の情報（第５図の場合、′６”情
報）を“Ｏ”情報とすることによって、第６図に示すよ
うに、物体Ａに関する２値化像のみ得られることになる
。その後。

輪郭抽出手段１３によって、輪郭抽出を行なえば。

第７図に示すように、前記物体Ａのみの輪郭像が得られ
ることになる。

なお、前記２値化手段１２からは、上述したように、そ
の２値化データを前記ディスプレイ１７に自由に出力さ
せることができ、これにより前記画像補正手段１６によ
る補正が適切なものであったかどうかを判定することが
できるようになっている。

前記画像補正手段１６による補正が適切なものでなかっ
た場合、すなわち物体Ｂの２値化像の一部である残部像
が映像されている場合には、さらに前記画像補正手段１
６によって再び補正を行なうことができるようになって
いる。

このような補正は前記画像補正手段１６に設けられた調
整手段によって行なうようになっている。

この調整手段によって、１１１１！１１を行なう場合、
オペレータは、前記ディスプレイ１７を観察しながら、
前記画像補正手段１６に必要なデータを入力させること
によって前記調整による補正を行なうようになっている
。

すなわち、 （１）Ｙ軸・縦軸方向に沿って明度が変化している場合 ・対象物でＹ座標の最小なＹ座標値−Ｙｌ（第２図に示
すデータに基づく場合、５） ・対象物でＹ座標の最大なＹ座標値−Ｙ２（第２図に示
すデータに基づく場合、９） ・Ｙｌの位置にある対象物の画素値−Ａｌ　（第２図に
示すデータに基づく場合、１０） ・Ｙ２の位置にある対象物の画素値−Ａ２　（第２図に
示すデータに基づく場合、１８） ・補正しようとする画素のＹ座標値−ｙ（第２図に示す
データに基づく場合、５から９のうちいずれか） ・補正しようとする画素の元の値−ｄ（第２図に示すデ
ータに基づく場合、１０） ・補正しようとする画素の補正後の値−Ｄ（第２図に示
すデータに基づく場合、１０） の各データを入力させることによって前記画像補正手段
１６は次の演算式（１）による演算を行なう。

Ｄ＝ｄ−（Ａ２−ＡＩ）／　（Ｙ２−Ｙｌ）Ｘ（ｙ−Ｙ
ｌ）・・・（１）式 第２図に基づく場合、Ｄ＝２を得、この値が明暗の勾配
値として設定され上述したような動作が自動的に行なわ
れ、第５図に示すような補正された画像データが得られ
るようになる。

なお、前記画像作成手段１１からの画像データによって
は、上記（１）の場合と異なり、Ｘ軸・横軸方向に明度
が変化している場合がある。この場合、オペレータはこ
れを認識し、次の（２）に示すデータを入力するように
すればよい。

（２）Ｘ軸・横軸方向に明度が変化している場合・対象
物でＸ座標の最小なＸ座標値−Ｘｌ・対象物でＸ座標の
最大なＸ座標値−Ｘ２・Ｘｌの位置にある対象物の画素
値−Ａ１・ｘ２の位置にある対象物の画素値−Ａ２・補
正しようとする画素のＸ座標値−Ｘ・補正しようとする
画素の元の値−ｄ ・補正しようとする画素の補正後の値−〇このような場
合１次の（２）式によって自動的に均一補正がなされる
。

Ｄ＝ｄ−（Ａ２−Ａｌ）／　（Ｘ２−Ｘｉ）Ｘ（Ｘ−Ｘ
ｉ）・・・（２）式 このように前記画像補正手段１６の操作によって１例え
ば、第５図に示すような補正された画像データを得れば
、前記２値化手段１２を介して第５図に示すような画像
輪郭データを得るようにすることができる。この画像輪
郭データは前記物体Ａの画像輪郭データのみとなる。

以上説明したことから明らかなように、本実施例は、新
たに、前記画像作成手段１１からの画像データを入力し
前記２値化手段１２に補正した画像データを出力する画
像補正手段１６を具備させたものである。そして、この
画像補正手段１６は。

調整手段が設けられており、この調整手段によって前記
画像データに基づくディスプレイ１７に表示された複数
種画像における各画像毎にその各画像をその最も暗い部
分に合せて均一な明度に調整できるようになっている。

このような調整手段による調整は、前記複数種画像にお
ける各画像が異なる材質あるいは組織に基づきそれら各
々の明度が異なっているため、前記各画像のそれぞれの
明度を均一化できるとともにそれら明度差を充分に区別
できる程度に明確にすることができる。

したがって、このように各画像の明度差を充分に区別で
きる程度に明確にできた画像データを前記２値化手段１
２に出力し、この２値化手段１２によって、抽出しよう
とする輪郭像の対象となる画像に合せて２値化を行なう
ようにすれば、これにより得られる２値化像は抽出しよ
うとする輪郭像の対象となる画像のみとなり、他の画像
は２値化データとして全く現れず消滅してしまうことに
なる。

それ故、前記輪郭抽出手段１３では、オペレータの抽出
しようと欲する輪郭像のみを得ることができる。

なお、上記実施例では、画像補正手段１６において、前
記（１）式又は（２）式のような１次の式に基づいて補
正する場合を示したが、例えば２次の式を用いて補正す
る場合などの他の補正方法で補正するようにしてもよい
ことはいうまでもない。

また１本実施例では、前記画像補正手段１６による補正
は各画像の最も暗い部分に合せてほぼ均一な明度に調整
したものであるが、これに拘らず最も明るい部分に合せ
るようにしてもよいことはいうまでもない。

また、上記実施例では、前記画像補正手段１６によって
得られるデータはディスプレイ１７に出力させていない
構成にしているものであるが、これに限定されず前記デ
ィスプレイ１７に出力させる構成とするようにしてもよ
いことはいうまでもない。このようにした場合、前記画
像補正手段１６の調整手段による補正を前記ディスプレ
イ１７を観察しながら行なうことができることから該補
正を容易に行なうことができる。

以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したことから明らかなように、本発明による
画像輪郭抽出装置によれば、簡単な構成にも拘らず、目
的とする画像の輪郭像のみを抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例の
全体を示すブロック構成図、 第２図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例に
示す画像作成手段によって得られる画像データの説明図
、 第３図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例に
示す２値化手段によって得られる２値化データの説明図
、 第４図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例に
示す輪郭抽出手段によって得られる画像輪郭データの説
明図、 第５図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例に
示す画像補正手段によって得られる補正された画像デー
タの説明図、 第６図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例に
示す画像補正手段によって補正された画像データに基づ
いて２値化を行なった２値化データの説明図、 第７図は、本発明による画像輪郭抽出装置の一実施例に
示す画像補正手段によって補正された画像データに基づ
いて輪郭抽出手段が得る画像輪郭データの説明図である
。 図中、１１・・・画像作成手段、１２・・・２値化手段
、１３・・・輪郭抽出手段、１５・・・画像輪郭データ
格納手段、１６・・・画像補正手段、１７・・・ディス
プレイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号を入力しこの画像信号に基づいてディス
   プレイに画像データを出力する画像作成手段と、この画
   像作成手段から前記画像データを入力しこの画像データ
   に基づいて前記ディスプレイに２値化データを出力する
   ２値化手段と、この２値化手段からの２値化データを入
   力しこの２値化データに基づいて前記ディスプレイに画
   像輪郭データを出力する輪郭抽出手段と、を備え、前記
   ２値化手段は前記画像データに基づく前記ディスプレイ
   に表示された画像の所定の明度を基準として２値化を設
   定し得るものとした画像輪郭抽出装置において、前記画
   像作成手段からの画像データを入力しこの画像データに
   基づいて前記２値化手段に画像補正データを出力する画
   像補正手段を具備させ、この画像補正手段は、前記画像
   データに基づく前記ディスプレイに表示された複数種画
   像における各画像毎にその各画像をその最も明るい部分
   あるいは最も暗い部分の明度に合せてほぼ均一な明度に
   調整する調整手段が設けられていることを特徴とする画
   像輪郭抽出装置。