JPWO2016051840A1 - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の画像処理装置では、画像群からシーンが変化する位置の画像を代表画像としてそれぞれ選出し、当該画像群を所定枚数の代表画像に要約する。
そして、ユーザは、画像要約処理後の画像群に含まれる所定枚数の代表画像を観察することで、短時間で元の画像群全体の内容を把握することができる。
例えば、被検体内に導入され、当該被検体内を撮像するカプセル型内視鏡にて撮像された体内画像群に対して当該画像要約処理を実行した場合には、選出された所定枚数の代表画像の中に、当該被検体内の粘膜等の観察に有用な有効領域ではなく、泡や残渣等の観察に不要な無効領域を多く含む体内画像が含まれてしまう虞がある。
〔内視鏡システムの概略構成〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る内視鏡システム1を示す模式図である。
内視鏡システム1は、飲み込み型のカプセル型内視鏡2を用いて、被検体100内部の体内画像を取得し、当該体内画像を医師等に観察させるシステムである。
この内視鏡システム1は、図1に示すように、カプセル型内視鏡2の他、受信装置3と、画像処理装置4と、可搬型の記録媒体5とを備える。
記録媒体5は、受信装置3と画像処理装置4との間におけるデータの受け渡しを行うための可搬型の記録メディアであり、受信装置3及び画像処理装置4に対してそれぞれ着脱可能に構成されている。
受信装置3は、複数の受信アンテナ3a〜3hを備え、これら複数の受信アンテナ3a〜3hのうち少なくとも一つを介して被検体100内部のカプセル型内視鏡2からの画像データを受信する。そして、受信装置3は、当該受信装置3に挿着された記録媒体5内に、受信した画像データを蓄積する。
なお、受信アンテナ3a〜3hは、図1に示したように被検体100の体表上に配置されていてもよいし、被検体100に着用させるジャケットに配置されていてもよい。また、受信装置3が備える受信アンテナ数は、1つ以上であればよく、特に8つに限定されない。
図2は、画像処理装置4を示すブロック図である。
画像処理装置4は、被検体100内の画像データを取得し、取得した画像データに対応する画像を表示するワークステーションとして構成されている。
この画像処理装置4は、図2に示すように、リーダライタ41と、メモリ部42と、入力部43と、表示部44と、制御部45とを備える。
具体的に、リーダライタ41は、当該リーダライタ41に記録媒体5が挿着された際に、制御部45による制御の下、記録媒体5に保存された画像データ(カプセル型内視鏡2により時系列で撮像(取得)された複数の体内画像を含む体内画像群)を取り込む。また、リーダライタ41は、取り込んだ体内画像群を制御部45に転送する。そして、制御部45に転送された体内画像群は、メモリ部42に記憶される。
なお、以下では、制御部45の機能として、本発明の要部である「画像要約処理」を実行する機能を主に説明する。
この制御部45は、図2に示すように、領域検出部451と、重要度算出部452と、判定部453と、範囲設定部454と、画像選出部455とを備える。
具体的に、領域検出部451は、体内画像から取得可能な色情報、周波数情報、形状情報等を示す特徴量と第2閾値とを比較し、当該比較結果に基づいて、当該体内画像内の観察に有用な有効領域以外の無効領域を検出する。
ここで、有効領域とは、生体表面の粘膜、血管、及び血液が映った領域を意味する。一方、無効領域とは、有効領域以外の領域であり、残渣や泡が映った領域、管腔の深部が映った領域(暗部)、被写体の表面から鏡面反射されたハレーション領域(明部)、カプセル型内視鏡2と受信装置3との間における通信状態の不良によりノイズとなった領域等を意味する。
なお、上記のような無効領域の検出方法としては、公知の種々の方法を採用することができる(例えば、特開2007−313119号公報、特開2011−234931号公報、特開2010−115413号公報、特開2012−16454号公報等)。
具体的に、重要度算出部452は、体内画像内の無効領域の面積(領域検出部451にて無効領域として検出された画素の数)に基づいて、当該体内画像の重要度を算出する。ここで、重要度算出部452は、領域検出部451にて無効領域として検出された画素の数が少ないほど、当該体内画像の重要度を高い値とする。
具体的に、判定部453は、体内画像群に含まれる全ての体内画像の重要度の総和を、選出を予定する代表画像の数で除し、当該除した値を第1閾値とする。そして、判定部453は、全ての体内画像における重要度を時系列順に積算するとともに、当該積算値と上記第1閾値とを比較し、積算値が上記第1閾値を超えたか否かを判定する。
なお、重要度の時系列の演算は、積算に限られずその他の演算方法でもよく、また、上記第1閾値も重要度の算出方法に応じた算術式で算出すればよい。
具体的に、範囲設定部454は、判定部453にて積算値が第1閾値を超えたと判断したときの体内画像のフレーム番号を、選出範囲の境界として設定する。
なお、本実施の形態1では、画像選出部455は、選出範囲に含まれる各体内画像のうち、当該選出範囲の境界とされた体内画像を代表画像として選出する。
次に、上述した画像処理装置4の動作(画像処理方法)について説明する。
図3は、画像処理装置4の動作(画像処理方法)を示すフローチャートである。
なお、以下では、リーダライタ41に記録媒体5が挿着され、記録媒体5に保存された体内画像群がリーダライタ41を介して取り込まれ、当該体内画像群がメモリ部42に既に記憶されているものとする。
先ず、制御部45は、メモリ部42に記憶された体内画像群に含まれる全ての体内画像を時系列順(フレーム番号順)に一枚ずつ読み出す(ステップS1)。
次に、領域検出部451は、ステップS1で読み出された体内画像内の無効領域を体内画像毎に検出する(ステップS2:領域検出ステップ)。
なお、式(1)において、count(画像全体)は、体内画像の全画素数である。count(無効領域)は、領域検出部451にて検出された無効領域の面積(無効領域として検出された画素の数)である。
全ての体内画像で実施していないと判断した場合(ステップS4:No)には、制御部45は、ステップS1に戻り、残りの体内画像について、重要度を順次、算出する。
一方、全ての体内画像で実施したと判断された場合(ステップS4:Yes)には、判定部453は、メモリ部42に記憶された体内画像群に含まれる全ての体内画像の重要度Piの総和を、選出を予定する代表画像の数で除し、当該除した値を第1閾値とする(ステップS5)。そして、判定部453は、当該第1閾値をメモリ部42に記憶する。
以上説明したステップS6,S7は、本発明に係る判定ステップに相当する。
積算値が第1閾値の整数倍を超えていないと判断した場合(ステップS7:No)には、判定部453は、ステップS6に戻り、重要度Piの積算を継続する。
一方、積算値が第1閾値の整数倍を超えたと判断した場合(ステップS7:Yes)には、範囲設定部454は、積算値が第1閾値の整数倍を超えた際に最後に積算した重要度Piを有する体内画像のフレーム番号を選出範囲の境界として設定する(ステップS8)。そして、範囲設定部454は、境界として設定したフレーム番号をメモリ部42に記憶する。
全ての体内画像で実施していないと判断した場合(ステップS9:No)には、ステップS6に戻り、判定部453は、重要度Piの積算を継続する。
一方、全ての体内画像で実施したと判断された場合(ステップS9:Yes)には、画像選出部455は、メモリ部42に記憶されたフレーム番号(ステップS8で境界として設定されたフレーム番号)を読み出し、当該フレーム番号の体内画像を代表画像として選出する(ステップS10)。
次に、上述した画像処理方法により選出される代表画像の具体例について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、無効領域の少ない体内画像(重要度Piが「0.6」以上の体内画像)が並ぶ範囲(区間)と、無効領域の多い体内画像(重要度Piが「0.6」未満の体内画像)が並ぶ範囲(区間)とを順に説明する。
図4は、上述した画像処理方法により選出される代表画像の一例を示す図である。具体的に、図4は、6万枚の体内画像を含む体内画像群から2千枚の代表画像を選出する場合を例示したものであって、当該体内画像群に含まれる各体内画像の各フレーム番号に対して、重要度Pi(図4では実線で図示)及びその積算値(図4では破線で図示)を記載している。また、図4では、無効領域の少ない体内画像が並ぶフレーム番号「1」〜「50」の範囲のみを図示し、その他の範囲については省略している。なお、図4では、選出される代表画像を黒丸で表現している。
図4に示した例では、6万枚の体内画像の重要度Piの総和は、「10600.00」である。そして、選出を予定する代表画像の数は、「2000」である。このため、ステップS5では、「10600.00」を「2000」で除した値である「5.3」が第1閾値Tとして設定される。
同様にして、ステップS10では、選出範囲の境界として設定されたフレーム番号「13」、「19」、「26」、「32」、「38」、「45」等の体内画像が代表画像として選出される。
図5は、上述した画像処理方法により選出される代表画像の一例を示す図である。具体的に、図5は、図4に示した例と同様に、6万枚の体内画像を含む体内画像群(図4で例示した体内画像群とは異なる体内画像群)から2千枚の代表画像を選出する場合を例示したものであって、当該体内画像群に含まれる各体内画像の各フレーム番号に対して、重要度Pi(図5では実線で図示)及びその積算値(図5では破線で図示)を記載している。また、図5では、無効領域の多い体内画像が並ぶフレーム番号「1」〜「100」の範囲のみを図示し、その他の範囲については省略している。なお、図5では、選出される代表画像を黒丸で表現している。
図5に示した例では、図4に示した例と同様に、6万枚の体内画像の重要度Piの総和は「10600.00」であり、選出を予定する代表画像の数は「2000」である。このため、ステップS5では、図4に示した例と同様に、「10600.00」を「2000」で除した値である「5.3」が第1閾値Tとして設定される。
そして、このように選出することにより、無効領域の少ない体内画像が並ぶ範囲では、代表画像は、図4に示すように、略均等な間隔(フレーム番号の間隔)で選出されることとなる。無効領域の多い体内画像が並ぶ範囲でも同様に、代表画像は、図5に示すように、略均等な間隔で選出されることとなる。なお、図4と図5とを比較して分かるように、無効領域の少ない体内画像が並ぶ範囲で選出される各代表画像の間隔は、無効領域の多い体内画像が並ぶ範囲で選出される各代表画像の間隔よりも狭いものである。
特に、画像処理装置4は、体内画像の全画素数に対する有効領域とされた画素の数の割合を重要度Piとして算出する。また、画像処理装置4は、選出範囲を設定する際、全ての体内画像における重要度Piを時系列順に積算し、当該積算値が第1閾値の整数倍を超えた際に最後に積算した重要度Piを有する体内画像を選出範囲の境界とする。そして、画像処理装置4は、当該選出範囲の境界とした体内画像を代表画像として選出する。
以上のことから、重要度Piの高い体内画像(無効領域が少ない体内画像)が並ぶ選出範囲を重要度Piの低い体内画像(無効領域が多い体内画像)が並ぶ選出範囲よりも狭く設定することができる(図4、図5参照)。すなわち、例えば、体内画像群において、重要度Piの高い体内画像と重要度Piの低い体内画像とが同一の数だけ存在する場合には、重要度Piの高い体内画像が並ぶ範囲には設定する選出範囲の数を比較的に多くし、重要度Piの低い体内画像が並ぶ範囲には設定する選出範囲の数を比較的に少なくすることができる(図4、図5参照)。
したがって、体内画像群から重要度Piの高い体内画像を重点的に代表画像として選出することができ、観察に有用な有効領域を多く含む体内画像を代表画像としてより多く選出することができる、という効果を奏する。
したがって、ユーザは、画像要約処理後の所定枚数の代表画像を観察することで、体内画像群全体の内容を把握することができる。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態1と同様の構成及びステップには同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
上述した実施の形態1では、選出範囲の境界となるフレーム番号の体内画像を代表画像として選出していた。
これに対して本実施の形態2では、選出範囲に含まれる各体内画像のうち、重要度が最も高い体内画像を代表画像として選出する。
そして、本実施の形態1に係る画像処理装置の構成は、上述した実施の形態1で説明した画像処理装置1と同様の構成である。
以下では、本実施の形態2に係る画像処理方法のみを説明する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る画像処理方法を示すフローチャートである。
本実施の形態2に係る画像処理方法は、図6に示すように、上述した実施の形態1で説明した画像処理方法(図3)に対して、ステップS10の代わりにステップS10Aを追加した点が異なるのみである。このため、以下では、ステップS10Aのみを説明する。
ステップS10Aは、ステップS9で全ての体内画像で実施したと判断された場合(ステップS9:Yes)に実行される。
具体的に、画像選出部455は、ステップS10Aにおいて、メモリ部42に記憶されたフレーム番号(ステップS8で境界として設定されたフレーム番号)を境界とする各選出範囲毎に、当該選出範囲に含まれる各体内画像のうち、重要度が最も高い体内画像を代表画像として選出する。
次に、本実施の形態2に係る画像処理方法により選出される代表画像の具体例について説明する。
以下では、上述した実施の形態1との差異を明確にするために、図4で例示した体内画像群、図5で例示した体内画像群とそれぞれ同一の体内画像群を利用して、本実施の形態2に係る画像処理方法により選出される代表画像の具体例を説明する。
図7及び図8は、本実施の形態2に係る画像処理方法により選出される代表画像の一例を示す図である。具体的に、図7で例示した体内画像群は、図4で例示した体内画像群と同一である。図8で例示した体内画像群は、図5で例示した体内画像群と同一である。なお、図7及び図8では、重要度Piの積算値の図示を省略し、重要度Piのみを図示している。また、図7及び図8では、選出範囲の境界(図7の例では、フレーム番号「7」、「13」、「19」、「26」、「32」、「38」、「45」、図8の例では、フレーム番号「23」、「47」、「67」、「92」)を破線で図示し、選出される代表画像を黒丸で表現している。
「無効領域の多い体内画像が並ぶ範囲」でも同様に、図8に示すように、ステップS10Aにおいて、選出範囲毎に、当該選出範囲に含まれる各体内画像のうち、重要度Piが最も高いフレーム番号「3」、「43」、「52」、「70」、「95」等の体内画像が代表画像としてそれぞれ選出される。
本実施の形態2に係る画像処理装置4は、選出範囲に含まれる各体内画像のうち、重要度が最も高い体内画像を代表画像として選出する。
したがって、上述した実施の形態1では選出範囲に含まれる各体内画像から最も有効領域の少ない体内画像を代表画像として選出してしまう虞があったところ、本実施の形態2によれば、選出範囲に含まれる各体内画像から最も有効領域の多い体内画像を代表画像として選出することができる、という効果を奏する。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態1,2によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態1,2では、カプセル型内視鏡2にて撮像された体内画像群に対して画像要約処理を実行していたが、これに限られず、時系列に取得された画像群であれば、その他の画像群に対して画像要約処理を実行するように構成しても構わない。
例えば、別途、設置したサーバに体内画像群を予め保存しておく。また、画像処理装置4にサーバと通信を行う通信部を設ける。そして、通信部によりサーバと通信を行うことで画像処理装置4が体内画像群を取得する構成としても構わない。
すなわち、当該通信部は、外部から処理対象とする画像データを取得する画像取得部としての機能を有する。
例えば、積算値が第1閾値を超えた場合に、当該超えた際に最後に積算した重要度Piを有する体内画像のフレーム番号を選出範囲の境界として設定する。また、当該設定した段階で、積算値を初期化する。そして、改めて時系列順に重要度Piを積算し、当該積算値を第1閾値とを比較する。以降、上記の処理を繰り返す。
例えば、無効領域として検出された画素が体内画像内での中心を含む領域に位置している場合には、観察に影響を与えることから、算出した重要度を低い値に調整(変更)する。一方、無効領域として検出された画素が体内画像内での中心から離間した外縁の領域に位置している場合には、観察に影響を与えないことから、算出した重要度を高い値に調整(変更)する。
以上のように、無効領域として検出された画素の位置に基づいて重要度を調整することで、観察する際の影響を考慮して、体内画像の重要度を適切に設定することができる。
さらに、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理のアルゴリズムは、プログラムとして記述することが可能である。このようなプログラムは、コンピュータ内部の記録部に記録してもよいし、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。プログラムの記録部または記録媒体への記録は、コンピュータまたは記録媒体を製品として出荷する際に行ってもよいし、通信ネットワークを介したダウンロードにより行ってもよい。
2 カプセル型内視鏡
3 受信装置
3a〜3h 受信アンテナ
4 画像処理装置
5 記録媒体
41 リーダライタ
42 メモリ部
43 入力部
44 表示部
45 制御部
100 被検体
451 領域検出部
452 重要度算出部
453 判定部
454 範囲設定部
455 画像選出部
Claims (13)
- 時系列で取得された画像群に含まれる画像毎に、当該画像内の観察に適さない領域を検出する領域検出部と、
前記画像群に含まれる画像毎に、当該画像内の前記観察に適さない領域に基づいて、当該画像の重要度を算出する重要度算出部と、
前記重要度を時系列に演算するとともに、当該演算値が閾値を超えたか否かを判定する判定部とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記判定部にて前記演算値が前記閾値を超えたと判断された場合に、当該演算値が前記閾値を超えた際に最後に演算した前記重要度を有する前記画像を、当該画像群を複数の選出範囲に区分する境界として設定する範囲設定部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記複数の選出範囲毎に、当該選出範囲に含まれる前記複数の画像から代表画像を選出する画像選出部をさらに備える
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記観察に適さない領域は、観察に有用な有効領域以外の無効領域である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記領域検出部は、画素単位で前記観察に適さない領域を検出し、
前記重要度算出部は、
前記観察に適さない領域として検出された画素の数に基づいて、前記重要度を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記重要度算出部は、
前記観察に適さない領域として検出された画素の数が少ないほど、値の高い前記重要度を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。 - 前記重要度算出部は、
前記画像内での前記観察に適さない領域として検出された画素の位置に基づいて、算出した前記重要度を調整する
ことを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理装置。 - 前記判定部の演算は、
前記画像毎に算出した前記重要度の時系列順の積算である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記画像選出部は、
前記選出範囲の境界とされた前記画像を前記代表画像として選出する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記画像選出部は、
前記選出範囲に含まれる各前記画像のうち、前記重要度が最も高い画像を前記代表画像として選出する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記閾値は、
前記画像群に含まれる全ての前記画像における前記重要度の総和を、選出を予定する前記代表画像の数で除した値である
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 画像処理装置が行う画像処理方法において、
時系列で取得された画像群に含まれる画像毎に、当該画像内の観察に適さない領域を検出する領域検出ステップと、
前記画像群に含まれる画像毎に、当該画像内の前記観察に適さない領域に基づいて、当該画像の重要度を算出する重要度算出ステップと、
前記重要度を時系列に演算するとともに、当該演算値が閾値を超えるか否かを判定する判定ステップとを含む
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項12に記載の画像処理方法を画像処理装置に実行させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。
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