JP6132485B2 - Image processing apparatus, operation method of image processing apparatus, and image processing program - Google Patents
Image processing apparatus, operation method of image processing apparatus, and image processing program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6132485B2 JP6132485B2 JP2012163902A JP2012163902A JP6132485B2 JP 6132485 B2 JP6132485 B2 JP 6132485B2 JP 2012163902 A JP2012163902 A JP 2012163902A JP 2012163902 A JP2012163902 A JP 2012163902A JP 6132485 B2 JP6132485 B2 JP 6132485B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- curvature
- line
- shaped
- interest
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 83
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 134
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 88
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 48
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 43
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 41
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 50
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 40
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 40
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 15
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 9
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 7
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 3
- 210000002429 large intestine Anatomy 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical class C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 2
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 2
- 241000282341 Mustela putorius furo Species 0.000 description 2
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical class C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 210000001156 gastric mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 230000000762 glandular Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 210000004347 intestinal mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 210000000813 small intestine Anatomy 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Endoscopes (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、生体の管腔内を撮像した画像に対して異常部の有無を判別する画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムに関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program that determine the presence or absence of an abnormal portion in an image obtained by imaging the inside of a lumen of a living body.
大腸の粘膜を拡大内視鏡で観察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)に対する画像処理として、例えば特許文献1には、粘膜表面の腺口(ピット)の形態(大腸ピット・パターン(pit pattern)と呼ばれる)を複数の型に分類する技術が開示されている。具体的には、画像内に設定した注目領域の各画素に対し、m個の周波数及びk個の位相方向によるガボール(Gabor)フィルタを適用して、m×k次元の特徴ベクトルを算出し、これらの特徴ベクトルの平均や分散を算出する。そして、特徴ベクトルの平均や分散に基づいて大腸pit patternを分類し、当該大腸pit patternが異常であるか否かを判別する。
As image processing for an intraluminal image (hereinafter also simply referred to as an image) acquired by observing the mucous membrane of the large intestine with a magnifying endoscope, for example,
ところで、近年、管腔内画像を取得する手段として、被検体内に導入されて蠕動運動により移動しつつ撮像を行うカプセル型内視鏡も利用されている。このカプセル型内視鏡の場合、被写体(例えば小腸の粘膜表面)に対するカプセル内視鏡の撮像部の相対的な姿勢を制御することが困難なので、一般的な内視鏡のように、被写体に正対して撮像した画像が常に得られるわけではない。このため、例えば被写体に対する撮像方向(撮像部の角度)が傾いていた場合、1つの管腔内画像に映った被写体までの奥行き方向の距離(撮像距離)が、画像内の領域に応じて異なってしまう。 By the way, in recent years, a capsule endoscope that is introduced into a subject and performs imaging while moving by a peristaltic motion is also used as a means for acquiring an intraluminal image. In the case of this capsule endoscope, since it is difficult to control the relative posture of the imaging unit of the capsule endoscope with respect to the subject (for example, the mucosal surface of the small intestine), An image captured in the opposite direction is not always obtained. For this reason, for example, when the imaging direction with respect to the subject (the angle of the imaging unit) is inclined, the distance in the depth direction (imaging distance) to the subject shown in one intraluminal image varies depending on the region in the image. End up.
一方、粘膜表面の微細構造である柔毛、特に、膨張した状態の異常柔毛は、撮像距離に応じて見え方(形状)が異なってくる。このため、カプセル型内視鏡により取得された管腔内画像に対し、上述したような画像処理を、画像内の撮像距離の違いを考慮せず一律に施すと、画像内に写った異常柔毛の形状が撮像距離に応じて変化してしまい、泡領域や粘膜の輪郭(溝)等と異常柔毛とを区別することが困難となって、異常部の過検出が生じてしまうという問題があった。 On the other hand, fluff, which is a fine structure on the mucosal surface, particularly abnormal fur in an expanded state, differs in appearance (shape) depending on the imaging distance. For this reason, if the above-described image processing is uniformly performed on the intraluminal image acquired by the capsule endoscope without considering the difference in the imaging distance in the image, the abnormal softness reflected in the image is displayed. The problem is that the shape of the hair changes depending on the imaging distance, making it difficult to distinguish the foam area and mucous membrane contour (groove) from abnormal fur, resulting in overdetection of abnormal parts. was there.
本発明は、上記に鑑みて為されたものであって、1つの画像内に被写体までの撮像距離が異なる領域が含まれる場合であっても、異常柔毛の有無を精度良く判別することができる画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to accurately determine the presence or absence of abnormal fur even in a case where an image includes an area with a different imaging distance to the subject. An object is to provide an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、画像内に注目領域を設定する注目領域設定部と、前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出部と、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率に基づく曲率特徴量を算出する領域内曲率特徴量算出部と、前記曲率特徴量の分布に基づき、前記注目領域内に異常部が存在するか否かを判別する異常判別部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an image processing apparatus according to the present invention includes an attention area setting unit that sets an attention area in an image, and a pixel having a pixel value higher than that of the surrounding area in the attention area. A linear convex region extracting unit that extracts a linear region that is continuous for a predetermined number of pixels or more, and an in-region curvature feature that calculates a curvature feature amount based on the curvature of one or more arcs along the linear region An amount determining unit; and an abnormality determining unit configured to determine whether an abnormal portion exists in the region of interest based on the distribution of the curvature feature amount.
本発明に係る画像処理方法は、画像内に注目領域を設定する注目領域設定ステップと、前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率に基づく曲率特徴量を算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、前記曲率特徴量の分布に基づき、前記注目領域内に異常部が存在するか否かを判別する異常判別ステップと、を含むことを特徴とする。 An image processing method according to the present invention includes an attention area setting step for setting an attention area in an image, and extracts a linear area in which pixels having a pixel value higher than the surrounding area are continuous for a predetermined number of pixels in the attention area. Based on the distribution of the curvature feature amount, a linear shape convex region extraction step, an in-region curvature feature amount calculation step for calculating a curvature feature amount based on the curvature of one or more arcs along the linear shape region, An abnormality determination step of determining whether or not an abnormal portion exists in the region of interest.
本発明に係る画像処理プログラムは、画像内に注目領域を設定する注目領域設定ステップと、前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率に基づく曲率特徴量を算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、前記曲率特徴量の分布に基づき、前記注目領域内に異常部が存在するか否かを判別する異常判別ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 An image processing program according to the present invention includes an attention area setting step for setting an attention area in an image, and a line-shaped area in which pixels having a pixel value higher than that of the surrounding area are continuous in a predetermined number of pixels in the attention area. Based on the distribution of the curvature feature amount, a linear shape convex region extraction step, an in-region curvature feature amount calculation step for calculating a curvature feature amount based on the curvature of one or more arcs along the linear shape region, An abnormality determining step for determining whether or not an abnormal portion exists in the region of interest is caused to be executed by a computer.
本発明によれば、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出し、この線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率に基づく曲率特徴量を算出して、この曲率特徴量の分布に基づいて異常柔毛の有無を判別するので、1つの画像内に被写体までの撮像距離が異なる領域が含まれる場合であっても、異常柔毛の有無を精度良く判別することが可能となる。 According to the present invention, a linear region in which pixels having pixel values higher than the surroundings are continuous for a predetermined number or more is extracted, and a curvature feature amount based on the curvature of one or more arcs along the linear region. And the presence / absence of abnormal fur is determined based on the distribution of the curvature feature value, so even if an image has a different imaging distance to the subject, The presence / absence can be accurately determined.
以下、本発明の実施の形態に係る画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムについて、図面を参照しながら説明する。なお、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、各図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Hereinafter, an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing program according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by these embodiments. Moreover, in description of each drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.
(実施の形態1)
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、カプセル型内視鏡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、粘膜表面の微細構造である柔毛が膨張した病変部(異常部)の有無を判別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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an image processing apparatus according to
図1に示すように、画像処理装置1は、該画像処理装置1全体の動作を制御する制御部10と、内視鏡によって撮像された画像に対応する画像データを取得する画像取得部20と、外部から入力される入力信号を受け付ける入力部30と、各種表示を行う表示部40と、画像取得部20によって取得された画像データや種々のプログラムを格納する記録部50と、画像データに対して所定の画像処理を実行する演算部100とを備える。
As shown in FIG. 1, the
制御部10は、CPU等のハードウェアによって実現され、記録部50に記録された各種プログラムを読み込むことにより、画像取得部20から入力される画像データや入力部30から入力される操作信号等に従って、画像処理装置1を構成する各部への指示やデータの転送等を行い、画像処理装置1全体の動作を統括的に制御する。
The
画像取得部20は、内視鏡を含むシステムの態様に応じて適宜構成される。例えば、カプセル型内視鏡との間の画像データの受け渡しに可搬型の記録媒体が使用される場合、画像取得部20は、この記録媒体を着脱自在に装着し、記録された画像の画像データを読み出すリーダ装置で構成される。また、内視鏡によって撮像された画像の画像データを保存しておくサーバを設置する場合、画像取得部20は、サーバと接続される通信装置等で構成され、サーバとデータ通信を行って画像データを取得する。或いは、画像取得部20を、内視鏡からケーブルを介して画像信号を入力するインターフェース装置等で構成しても良い。
The
入力部30は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等の入力デバイスによって実現され、受け付けた入力信号を制御部10に出力する。
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。
The
The
記録部50は、更新記録可能なフラッシュメモリ等のROMやRAMといった各種ICメモリ、内蔵若しくはデータ通信端子で接続されたハードディスク、又は、CD−ROM等の情報記録媒体及びその読取装置等によって実現される。記録部50は、画像取得部20によって取得された画像データの他、画像処理装置1を動作させると共に、種々の機能を画像処理装置1に実行させるためのプログラムや、このプログラムの実行中に使用されるデータ等を格納する。具体的には、記録部50は、粘膜表面における柔毛の異常部の有無を判別する画像処理プログラム51や、このプログラムの実行中に使用される種々の情報等を格納する。
The
演算部100は、CPU等のハードウェアによって実現され、画像処理プログラム51を読み込むことにより、管腔内画像に対して画像処理を施し、粘膜表面における柔毛の異常部の有無を判別するための種々の演算処理を実行する。
The
次に、演算部100の構成について説明する。
図1に示すように、演算部100は、処理対象の管腔内画像に注目領域を設定する注目領域設定部110と、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域(以下、線形状領域ともいう)を抽出する線形状凸領域抽出部120と、線形状領域に沿った1つ以上の円弧の曲率に基づく特徴量(以下、曲率特徴量ともいう)の分布を算出する領域内曲率特徴量算出部130と、曲率特徴量に基づき注目領域内に異常部が存在するか否かを判別する異常判別部140を備える。
Next, the configuration of the
As illustrated in FIG. 1, the
このうち、注目領域設定部110は、画像から残渣や暗部といった粘膜以外の領域を除外して粘膜領域を抽出する粘膜領域抽出部111を備え、抽出された粘膜領域を注目領域に設定する。
Among these, the attention
また、線形状凸領域抽出部120は、凸形状高周波成分算出部121と、孤立点除外部122と、細線化部123とを備える。
凸形状高周波成分算出部121は、周囲よりも画素値が高い画素領域に対し、空間周波数が所定値以上である成分(以下、高周波成分という)の強度を算出する。なお、以下において、周囲よりも画素値が高い画素領域のことを、凸形状領域又は単に凸形状ともいい、凸形状であって、且つ高周波成分の強度が所定値以上である画素領域のことを、凸形状高周波領域ともいう。また、凸形状高周波領域における高周波成分の強度のことを、凸形状高周波成分ともいう。
The line-shaped convex
The convex high frequency
孤立点除外部122は、凸形状高周波成分算出部121により算出された凸形状高周波成分に基づき、孤立点を正常な柔毛として除外する。ここで、孤立点とは、凸形状高周波領域のうち、該凸形状高周波領域の周囲の全方向において、連続する画素数が所定の閾値よりも少ない領域のことである。
細線化部123は、凸形状高周波領域を細線化する。
The isolated
The thinning
また、領域内曲率特徴量算出部130は、線形状領域に沿った1つ以上の円弧の曲率及び該円弧までの撮像距離に対応する距離情報を、円弧のサイズ特徴量として算出するサイズ特徴量算出部131と、円弧のサイズ特徴量の頻度分布を作成する頻度分布作成部132とを備える。このうち、サイズ特徴量算出部131は、線形状領域から1つ以上の円弧の曲率を算出する曲率算出部131aと、算出された1つ以上の円弧の曲率から代表値を算出する曲率代表値算出部131bと、管腔内画像の撮像位置(即ち、カプセル型内視鏡の位置)から線形状をなす凸領域までの距離情報を算出する距離情報算出部131cとを備える。
In addition, the in-region curvature feature
次に、画像処理装置1の動作について説明する。図2は、画像処理装置1の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップS10において、演算部100は、記録部50に記録された画像データを読み込むことにより、処理対象の管腔内画像を取得する。
Next, the operation of the
First, in step S <b> 10, the
続くステップS20において、注目領域設定部110は、管腔内画像に対して注目領域を設定する。図3は、注目領域設定部110が実行する処理を詳細に示すフローチャートである。
In subsequent step S20, the attention
ステップS201において、粘膜領域抽出部111は、管腔内画像内の各画素のエッジ強度に基づいて、管腔内画像を複数の小領域に分割する。この管腔内画像を複数の小領域に分割する処理を、図4を参照しながら詳しく説明する。まず、ステップS2011において、粘膜領域抽出部111は、管腔内画像内の各画素の画素値のうちのG成分を用いて、G成分画像を作成する。ここでG成分を用いる理由は、G成分は血液の吸光帯域に近いことから、粘膜の隆起や残渣の境界といった被写体の構造を最もよく表すからである。なお、本実施の形態1においてはG成分を用いるが、その代わりに、他の色成分や、画素値(R、G、B各成分)を変換して得られる輝度値、色差(YCbCr変換)、色相、彩度、明度(HSI変換)、色比等を用いても良い。
In step S201, the mucosal
ステップS2012において、粘膜領域抽出部111は、このG成分画像にフィルタ処理を施してエッジ強度を算出し、エッジ強度を各画素の画素値とするエッジ画像を作成する。エッジ強度を算出するためのフィルタ処理としては、ブリューウイットフィルタ、ソーベルフィルタといった1次微分フィルタや、ラプラシアンフィルタ、LOG(Laplacian of Gaussian)フィルタといった2次微分フィルタ等が用いられる(参考:CG-ARTS協会、「ディジタル画像処理」、第114〜121頁)。
In step S2012, the mucous membrane
さらに、粘膜領域抽出部111は、エッジ画像におけるエッジ強度をもとに、領域分割を行う。領域分割の手法の一例として、本実施の形態1においては、国際公開第2006/080239号に開示された方法を適用する。即ち、ステップS2013において、エッジ画像に対し、ノイズを除去するために平滑化処理を施す。続くステップS2014において、エッジ画像内の各画素位置において、エッジ強度の勾配が最大となる方向(最大勾配方向)を取得する。そして、ステップS2015において、各画素(出発画素)から最大勾配方向に沿ってエッジ画像を探索し、画素値(エッジ強度)が極値となる画素位置を取得する。さらに、ステップS2016において、同一の画素位置において極値となる出発画素同士を1つの領域としてラベリングしたラベル画像を作成する。ここで、ラベル画像とは、ラベリングにより得られたラベル番号(1〜n,nはラベル数)を各画素の画素値とする画像のことである。このラベル画像において同一の画素値を有する画素領域が、管腔内画像を領域分割した各小領域に相当する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
Furthermore, the mucous membrane
なお、管腔内画像を領域分割する方法としては、上述した方法以外の公知の方法を適用しても良い。具体的には、分水嶺(watershed)アルゴリズム(参考:Luc Vincent and Pierre Soille,“Watersheds in digital spaces:An efficient algorithm based on immersion simulations”,IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,Vol.13, No.6,pp.583−598,June 1991)を用いても良い。分水嶺アルゴリズムは、画像の画素値情報を高度とみなした地形において水を満たしていく際に、異なるくぼみに溜まる水の間で境界ができるように画像を分割する方法である。 As a method for dividing the intraluminal image into regions, a known method other than the method described above may be applied. Specifically, the watershed algorithm (Reference: Luc Vincent and Pierre Soille, “Watersheds in digital spaces: An efficient algorithm based on immersion simulations”, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 13, No. 6 , Pp. 583-598, June 1991) may be used. The watershed algorithm is a method of dividing an image so that a boundary is formed between water accumulated in different depressions when water is filled in the terrain where the pixel value information of the image is regarded as altitude.
また、本実施の形態1においては、孤立的な画素ノイズによる影響を軽減したり、粘膜や残渣等の境界に沿った領域分割により後段における異常判別を実行し易くする目的で、エッジに基づく領域分割を行ったが、他の領域分割の手法として、管腔内画像を所定サイズの矩形領域に分割しても良い。この場合、エッジ画像の作成及びエッジ強度に基づく領域分割といった処理が不要となり、処理時間を短縮することができる。或いは、領域分割を行わずに、各画素を以下に説明する各ステップにおける処理単位としても良い。この場合、ステップS201の処理を省略することができる。 In the first embodiment, an area based on an edge is used for the purpose of reducing the influence of isolated pixel noise and facilitating the subsequent abnormality determination by dividing an area along a boundary such as a mucous membrane or a residue. Although the division is performed, the intraluminal image may be divided into rectangular regions of a predetermined size as another region dividing method. In this case, processing such as creation of an edge image and area division based on edge strength is not necessary, and the processing time can be shortened. Alternatively, each pixel may be a processing unit in each step described below without performing region division. In this case, the process of step S201 can be omitted.
ステップS201に続くステップS202において、粘膜領域抽出部111は、領域分割により得られた各小領域に対し、特徴量の平均値を算出する。より詳細には、粘膜領域抽出部111は、小領域内の各画素の画素値から、R、G、B各成分の平均値を算出する。そして、これらの平均値に対してHSI変換(参考:CG-ARTS協会、「ディジタル画像処理」、第64頁(HSI変換と逆変換))を施すことにより、小領域の色相平均値を算出する。ここで、色相平均値を算出するのは、粘膜や管腔内の内容物等の被写体は、それらの成分である血液や胆汁等の吸光特性の違いから、色相等の色特徴量によってある程度判別できるからである。基本的に、胃粘膜、腸粘膜、内容物の色相は、この順に、赤系の色相から黄系に向かって変化する。
In step S202 following step S201, the mucous membrane
なお、各小領域の色相平均値は、小領域内の各画素の画素値(R、G、B各成分)に対してHSI変換を施して色相を算出した後、各画素の色相の平均値を算出することにより求めても良い。また、色相の代わりに、例えば、色差、色比(G/R、B/G)等の特徴量の平均値を算出しても良い。 Note that the hue average value of each small area is calculated by performing HSI conversion on the pixel values (R, G, and B components) of each pixel in the small area and then calculating the hue average value of each pixel. You may obtain | require by calculating. Further, instead of the hue, for example, an average value of feature quantities such as a color difference and a color ratio (G / R, B / G) may be calculated.
ステップS203において、粘膜領域抽出部111は、各小領域に対し、特徴量の平均値を基に暗部領域であるか否かを判別する。より詳細には、粘膜領域抽出部111は、まず、各小領域の判別結果リストを作成する。ここで、判別結果リストとは、管腔内画像を複数の小領域に分割した際のラベル画像におけるラベル番号と、各ラベル番号に対応するフラグ情報とを関連付けたリストのことである。なお、判別結果リストのサイズは、ラベル数nに対応する。続いて、粘膜領域抽出部111は、判別結果リストを初期化して、全ての小領域に対して粘膜領域のフラグ(0:粘膜領域)を付与する。そして、粘膜の隆起や残渣の境界といった被写体の構造に最もよく表すG成分を特徴量として用い、該特徴量の平均値が所定の閾値以下となる小領域に対して暗部領域のフラグ(1:暗部領域)を付与する。なお、この際の閾値は、明度の変化に対して小領域の色相平均値等の変化が線形性を保つ範囲内で決定される。これは、暗部領域においては、ノイズ等の影響により線形性が崩れるためである。
In step S203, the mucous membrane
ステップS204において、粘膜領域抽出部111は、ステップS202において算出した特徴量の平均値(色相平均値)の分布をクラスタリングする。ここで、クラスタリングとは、特徴空間内におけるデータ分布を、データ間の類似性を基にクラスタと呼ばれる塊に分ける手法であり、階層法やk-means法等の公知の様々な手法で実行することができる(参考:CG-ARTS協会:「ディジタル画像処理」、第231〜232頁(クラスタリング))。本実施の形態1においては、後段で色相空間におけるデータのヒストグラムを用いる処理を行うため、特徴空間を色相の1次元空間とし、データのヒストグラムに基づくクラスタリングの手順を示す。なお、クラスタリングは、これに限定する必要はなく、他の手法を用いても良い。
In step S204, the mucous membrane
以下、色相平均値の分布をクラスタリングする処理を、図5〜図7を参照しながら詳しく説明する。まず、横軸を色相平均値の階級区間とし、縦軸を各階級区間に相当する色相平均値の度数とするヒストグラムを作成する。この際、色相平均値は、判別結果リストにおいて粘膜領域のフラグ(0:粘膜領域)が付与された小領域から取得する。また、階級区間に関しては、管腔内画像における色相分布範囲を十分に含む黄系から赤系の色相範囲を、事前に定められた所定の間隔で分割することにより設定する。図5は、ヒストグラムの作成例である。なお、図5においては、度数の総和が1になるように正規化されている。 Hereinafter, processing for clustering the distribution of hue average values will be described in detail with reference to FIGS. First, a histogram is created in which the horizontal axis is the hue average value class interval and the vertical axis is the hue average value frequency corresponding to each class interval. At this time, the hue average value is acquired from the small area to which the mucosal area flag (0: mucosal area) is added in the discrimination result list. The class section is set by dividing the yellow to red hue range that sufficiently includes the hue distribution range in the intraluminal image at predetermined intervals. FIG. 5 is an example of creating a histogram. In FIG. 5, normalization is performed so that the sum of the frequencies becomes 1.
続いて、色相平均値の分布を、ヒストグラムの谷を境界として複数のクラスタに分ける。図6は、クラスタリング方法を説明する模式図である。図6に示す度数データのグラフは、ヒストグラムの度数変化を折れ線で簡易的に示したものである。また、ここでは、ヒストグラムの横軸に示す階級区間を便宜的に座標で示している。なお、クラスタリングされたクラスタ数を制限するために、ヒストグラムの階級区間の幅を変更したり、クラスタリングの前にヒストグラムに平滑化処理を施したりしても良い。 Subsequently, the distribution of hue average values is divided into a plurality of clusters with the valleys of the histogram as boundaries. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the clustering method. The frequency data graph shown in FIG. 6 simply shows the frequency change of the histogram with a broken line. Here, the class section shown on the horizontal axis of the histogram is indicated by coordinates for convenience. In order to limit the number of clusters clustered, the width of the histogram class section may be changed, or the histogram may be smoothed before clustering.
このような度数データに対し、各座標における勾配方向を求める。ここで、勾配方向とは、注目座標における度数データと、注目座標に隣接する座標における度数データとの差に基づいて決まる方向であり、度数の値が増加する方向を矢印で示している。なお「極」と表示された座標は、隣接する何れの座標よりも度数が高い極値(極大値)座標である。 For such frequency data, the gradient direction at each coordinate is obtained. Here, the gradient direction is a direction determined based on the difference between the frequency data at the coordinate of interest and the frequency data at the coordinate adjacent to the coordinate of interest, and the direction in which the value of the frequency increases is indicated by an arrow. The coordinates displayed as “pole” are extreme (maximum) coordinates having a frequency higher than any of the adjacent coordinates.
さらに、各座標から勾配方向に沿って極値座標を探索する。図6においては、極値座標を探索した際の座標の変化を、出発座標(n=0における各座標)の位置から下方向に向かって座標の数値で示している。例えば、座標1から探索を開始する場合、座標1においては勾配方向が右方向となっているため、1回目の探索ステップ(n=1)では右隣の座標2が得られる。続いて、座標2においても勾配方向は右方向となっているため、2回目の探索ステップ(n=2)では、座標2の右隣の座標3が得られる。その後も順次、勾配方向に沿って探索を続けると、最終的に極値座標である座標5に辿り着く(n=4)。次に、座標2から探索を開始すると、やはり、最終的には極値座標である座標5の極値座標に辿り着く(n=3)。同様にして、全ての座標から同様の探索を行うと、座標1〜9を出発座標とする場合には、座標5に辿り着き、座標10〜15を出発座標とする場合には、座標12に辿り着く。
Further, extreme value coordinates are searched from each coordinate along the gradient direction. In FIG. 6, the change in coordinates when searching for extreme coordinates is indicated by the numerical values of the coordinates from the position of the starting coordinates (each coordinate at n = 0) downward. For example, when the search is started from the coordinate 1, the gradient direction is the right direction at the coordinate 1, and therefore the coordinate 2 adjacent to the right is obtained in the first search step (n = 1). Subsequently, since the gradient direction is also the right direction in the coordinate 2, the coordinate 3 adjacent to the right of the coordinate 2 is obtained in the second search step (n = 2). Thereafter, if the search is continued along the gradient direction, the coordinate 5 which is an extreme value coordinate is finally reached (n = 4). Next, when the search is started from the coordinate 2, the extreme value coordinate of the coordinate 5 which is the extreme value coordinate is finally reached (n = 3). Similarly, when a similar search is performed from all coordinates, when coordinates 1 to 9 are set as the starting coordinates, the coordinate 5 is reached, and when coordinates 10 to 15 are set as the starting coordinates, the
このような探索の結果、極値座標として座標5が得られた座標1〜9を第1のクラスタとし、極値座標として座標12が得られた座標10〜15を第2のクラスタとすることにより、ヒストグラムの谷を境界としてデータ分布をクラスタに分けることができる。
As a result of such a search, coordinates 1 to 9 where
図7は、上述したクラスタリング方法を図5に示すヒストグラムに適用した結果を示すグラフである。図5の場合には、ヒストグラムの谷を境界として、色相平均値をクラスタ1〜3の3つに分類することができる。
FIG. 7 is a graph showing a result of applying the above-described clustering method to the histogram shown in FIG. In the case of FIG. 5, the hue average value can be classified into three of
ステップS204に続くステップS205において、粘膜領域抽出部111は、特徴量平均値の分布を基に残渣等の不要領域を判別する。ここで、管腔内においては一般に、胆汁と血液との吸光特性の違いから、残渣等の不要領域は黄系の色になる。そこで、ステップS204において得られたクラスタのうち、色相が黄系寄りのクラスタを、不要領域である小領域の色相平均値データからなるクラスタ(以下、不要領域クラスタという)と推定し、不要領域クラスタを特定する。
In step S205 subsequent to step S204, the mucous membrane
より詳細には、まず、各クラスタa(aはクラスタ番号であり、図7の場合、a=1、2、3)の重心ωaバー(バーはωの上に平均を示す記号「−」が記されていることを示す)を、クラスタa内の色相平均値の総和ωa、及びクラスタaに属するデータの数(即ち、小領域の数)maを用いて、次式(1)によって算出する。
式(1)において、
図7に示す色相平均値のヒストグラムにおいては、色相軸(横軸)の左に行くほど、黄系が強くなる。そこで、予め取得した教師データから、残渣の色相の範囲を示す残渣判定閾値を算出しておき、この残渣判定閾値よりも重心がグラフの左側に位置するクラスタを、不要領域クラスタと判別する。例えば図7においては、クラスタ1が不要領域クラスタとして判別される。
In the histogram of hue average values shown in FIG. 7, the yellowish color becomes stronger toward the left of the hue axis (horizontal axis). Therefore, a residue determination threshold value indicating the range of the hue of the residue is calculated from the teacher data acquired in advance, and a cluster whose centroid is located on the left side of the graph with respect to the residue determination threshold value is determined as an unnecessary region cluster. For example, in FIG. 7,
さらに、粘膜領域抽出部111は、判別結果リストにおいて粘膜領域のフラグ(0:粘膜領域)が付与された小領域のうち、不要領域クラスタに属する小領域に対し、不要領域のフラグ(2:不要領域)を付与する。
なお、不要領域の判別にあたっては、色相以外の特徴量の平均値を用いて同様の処理を行っても良い。
Further, the mucous membrane
It should be noted that in determining the unnecessary area, the same processing may be performed using the average value of the feature values other than the hue.
続くステップS206において、注目領域設定部110は、ラベル画像及び判別結果リストのフラグ情報をもとに、画像内の粘膜領域(不要領域以外の領域)の座標情報を取得し、該粘膜領域の座標情報を注目領域として出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
In subsequent step S206, the attention
ステップS20に続くステップS30において、線形状凸領域抽出部120は、画像内の注目領域から、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状領域を抽出する。図8は、線形状凸領域抽出部120が実行する処理を詳細に示すフローチャートである。
In step S30 following step S20, the line-shaped convex
ステップS301において、凸形状高周波成分算出部121は、凸形状高周波成分の強度を算出する。より詳細には、まず、凸形状高周波成分算出部121は、管腔内画像内の各画素の画素値のうちのG成分を用いて、G成分画像を作成する。G成分を用いる理由は、上述したように、G成分は血液の吸光帯域に近いため、被写体の構造を最もよく表すからである。なお、本実施の形態1においてはG成分を用いるが、その代わりに、他の色成分や、画素値(R、G、B各成分)を変換して得られる輝度値、色差(YCbCr変換)、色相、彩度、明度(HSI変換)、色比等を用いても良い。
In step S301, the convex high-frequency
続いて、凸形状高周波成分算出部121は、G成分画像に対して濃淡モフォロジ(モルフォロジー)によるトップハット変換(参考:コロナ社、「モルフォロジー」、第103〜104頁)を実行する。ここで、トップハット変換とは、図9に示すように、元の信号出力y=f(x)に対してローパスフィルタ処理を施した出力y=fg(x)を、元の信号出力f(x)から引き去った処理のことであり、ハイパスフィルタ処理の出力y=f(x)−fg(x)を与える。また、この際のローパスフィルタ処理としては、モフォロジのオープニング処理が実行される。オープニング処理とは、図9に示すような球形の構造要素によって、与えられた信号f(x)を下からトレースする処理に相当する。この際、信号が緩やかに変化しているところでは信号出力y=f(x)は正確になぞられるが、正のパルスがあるところでは球(構造要素)が入りきれないためにトレース可能な範囲から外れる。そのため、オープニング処理により、正のパルスが除かれた出力y=fg(x)が得られる。この出力y=fg(x)を元の信号出力y=f(x)から差し引くことにより、結果として、正のパルスの出力である凸形状領域における高周波成分を取得することができる。
なお、この他にも、フーリエ空間によるハイパスフィルタ処理や、DoG(Difference of Gaussian)等を用いて凸形状高周波成分の強度を算出しても良い。
Subsequently, the convex high-frequency
In addition, the intensity of the convex high-frequency component may be calculated using high-pass filter processing using Fourier space, DoG (Difference of Gaussian), or the like.
続くステップS302において、孤立点除外部122は、ステップS301において算出された凸形状高周波成分の強度に基づいて孤立点を抽出し、この孤立点を正常な柔毛として除外する。
In subsequent step S302, the isolated
詳細には、孤立点除外部122はまず、凸形状高周波成分の強度に対して閾値処理を施すことにより、二値化画像を作成する。この際、孤立点除外部122は、凸形状高周波成分の強度が所定の閾値以下の画素には0を与え、該閾値以上の画素には1を与える。なお、閾値としては、例えば、注目領域内の凸形状高周波成分の強度から算出された1つの代表値(最大値又は平均値)に対する所定の割合の値を設定する。或いは、閾値として、0より大きい固定値を設定しても良い。後者の場合、凸形状高周波成分に対する代表値の算出及び該代表値からの閾値の算出処理を省略することができる。なお、この処理により作成された二値化画像は、凸形状高周波領域が抽出された画像となる。
Specifically, the isolated
続いて、孤立点除外部122は、粒子解析を実行して、二値化画像から孤立点を除外する。本実施の形態1においては、粒子解析として、二値化画像内の対象領域(粒子)の面積に基づいて解析を行う。具体的には、孤立点除外部122は、二値化画像に対して画素値1を有する領域をラベリングすることにより、ラベル番号1〜s(sはラベル数)を割り与えたラベル画像を作成する。そして、ラベル画像を走査してラベル番号ごとに画素数をカウントし、面積リストを作成する。ここで、面積リストは、ラベル番号と各ラベル番号に対応する面積とによって構成され、面積リストのサイズはラベル数sに対応する。さらに、孤立点除外部122は、各ラベル番号に対応するラベル領域の面積を所定の閾値で閾値処理し、面積が閾値以下であるラベル番号を有するラベル領域を孤立点と判定する。孤立点と判定されたラベル領域のラベル番号は0に設定される。
Subsequently, the isolated
なお、孤立点の除外処理を行う際には、対象領域の面積以外にも、対象領域の周囲長、フェレ径(最大フェレ径)、対象領域の輪郭線上の任意の2点間の距離の最大値を示す絶対最大長、対象領域と等しい面積をもつ円の直径を示す円相当径等を用いた粒子解析を行っても良い。 When performing isolated point exclusion processing, in addition to the area of the target area, the perimeter of the target area, the ferret diameter (maximum ferret diameter), and the maximum distance between any two points on the outline of the target area Particle analysis using an absolute maximum length indicating a value, a circle equivalent diameter indicating a diameter of a circle having the same area as the target region, or the like may be performed.
ステップS303において、細線化部123は、凸形状高周波領域を細線化する。より詳細には、細線化部123は、孤立点除外部122により孤立点を除外されたラベル画像において、1以上のラベル番号を有する領域に対して細線化処理を実行する。そのために、細線化部123は、まず、ラベル画像に対し、ラベル番号が0の領域に画素値0を与え、ラベル番号が1以上の領域に画素値1を与えることにより、二値化画像を作成する。続いて、細線化部123は、二値化画像に対し、細線化フィルタ処理を施す。細線化フィルタ処理とは、図10に示すような3×3画素からなる局所領域のパターンM1〜M8を二値化画像内から順次探索して、中心画素を削除する処理のことである(参考:東京大学出版会、「画像解析ハンドブック」、第577〜578頁(細線化と縮退化))。具体的には、まず、パターンM1を二値化画像内から探索して、中心画素の画素値を0に変更する。なお、図10に示す*は考慮しなくて良い画素を示す。次に、パターンM2を二値化画像内から探索して、中心画素の画素値を0に変更する。このような処理を、パターンM8まで繰り返して1サイクルとする。このサイクルを、削除する点がなくなるまで反復する。
In step S303, the thinning
さらに、ステップS304において、線形状凸領域抽出部120は、細線化処理が施された二値化画像(以下、線形状画像ともいう)を出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
Further, in step S304, the linear shape convex
ステップS30に続くステップS40において、領域内曲率特徴量算出部130は、線形状領域に沿った円弧の曲率に基づく曲率特徴量を算出する。図11は、領域内曲率特徴量算出部130が実行する処理を詳細に示すフローチャートである。
In step S40 subsequent to step S30, the in-region curvature feature
ステップS401において、サイズ特徴量算出部131は、円弧のサイズの特徴量として、線形状画像において観察される線形状領域に沿った円弧の曲率、及び撮像位置(カプセル型内視鏡)から円弧までの撮像距離に対応する距離情報を算出する。このサイズ特徴量算出部131が実行する処理について、図12を参照しながら詳細に説明する。
In step S <b> 401, the size feature
ステップS4011において、サイズ特徴量算出部131は、線形状画像内の連続する線形状領域をラベリングする。本実施の形態1においては、8連結の連結成分に関するラベル付けを行う。具体的には、サイズ特徴量算出部131は、まず、線形状画像に対してラスタスキャンを行い、画素値1を有する画素のうち、ラベル番号が付与されていない画素を探索する。そして、ラベル番号が付与されていない画素を発見した際に、当該画素を注目画素とする。
In step S4011, the size feature
サイズ特徴量算出部131は、注目画素の上隣又は左上の画素がラベル番号を有するとき、当該上隣又は左上の画素のいずれかのラベル番号を注目画素に付与する。その後、注目画素の左隣の画素のラベル番号が注目画素のラベル番号と異なる場合には、予め用意されたルックアップテーブルに、注目画素及びその左隣の画素のラベル番号が同一連結成分に属することを記録する。
When the pixel above or at the upper left of the target pixel has a label number, the size feature
また、注目画素の上隣及び左上の画素のラベル番号が0(ラベル番号なし)で、左隣の画素がラベル番号を有するとき、左隣の画素のラベル番号を注目画素に付与する。 Further, when the label number of the upper adjacent pixel and the upper left pixel is 0 (no label number) and the left adjacent pixel has a label number, the label number of the left adjacent pixel is given to the target pixel.
さらに、サイズ特徴量算出部131は、注目画素の上隣、左隣、及び左上の画素のいずれにもラベル番号が付与されていない場合、当該注目画素に新たなラベル番号を付与する。
Further, if no label number is assigned to any of the upper, left, and upper left pixels of the target pixel, the size feature
サイズ特徴量算出部131は、これらの処理を、線形状画像内の全画素に対して実行する。そして、最後に再度ラスタスキャンを行い、ルックアップテーブルを参照しながら、同一の連結成分に属する画素群に対し、それらの画素群に付与されたラベル番号のうち、最も小さいラベル番号を選んで付け直す(参考:CG-ARTS協会、「ディジタル画像処理」、第181〜182頁)。
The size feature
ステップS4012において、曲率算出部131aは、図13に示すように、線形状画像G1内の線形状領域Lの端点Pt、及び/又は線形状領域L同士の交点Pcによって区切られる線形状領域Lの各区間(即ち、端点間、交点間、又は端点と交点との間)から、1つ以上の円弧の曲率を算出する。
In step S4012, the
より詳細には、曲率算出部131aは、線形状画像を走査して、線形状領域の端点Pt又は線形状領域同士の交点Pcの画素を検出する。そして、図14に示すように、検出された端点Pt又は交点Pcの画素を開始点画素M(xs,ys)に設定する。さらに、開始点画素M(xs,ys)から線形状領域L上(即ち、同じラベル番号が付与された画素上)を所定の画素数Δsだけ辿って到着した画素を、終点画素N(xe,ye)に設定する。
More specifically, the
続いて、曲率算出部131aは、開始点画素Mの接線の傾き、及び終点画素Nの接線の傾きを算出する。本実施の形態においては、各接線の傾きを、x軸とのなす角度DEGs、DEGeで表す。各接線とx軸とのなす角度DEGi(i=s、e)は、線形状領域に沿って開始点画素M(又は終点画素N)から前後に所定の画素数だけ離れた2つの画素(座標(xa,ya)、(xb,yb))を設定し、次式(2)を用いて算出される。
なお、線形状画像の左上を座標(0,0)に設定し、左上から各行を右方向に走査する場合、座標(xa,ya)は開始点画素M(又は終点画素N)の前方座標とし、座標(xb,yb)は開始点画素M(又は終点画素N)の後方座標とする。ただし、開始点画素M(又は終点画素N)から所定の画素数だけ離れると線形状領域から外れてしまう場合(端点又は交点を越えてしまう場合)には、線形状領域の端点又は交点の座標を上記座標(xa,ya)、(xb,yb)のいずれかに設定する。 When the upper left corner of the line shape image is set to coordinates (0, 0) and each row is scanned in the right direction from the upper left corner, the coordinates (x a , y a ) are in front of the start point pixel M (or end point pixel N). The coordinates (x b , y b ) are the rear coordinates of the start point pixel M (or the end point pixel N). However, when the predetermined number of pixels away from the start point pixel M (or the end point pixel N) deviates from the linear shape area (when it exceeds the end point or the intersection point), the coordinates of the end point or the intersection point of the linear shape area Is set to one of the coordinates (x a , y a ) and (x b , y b ).
続いて、曲率算出部131aは、開始点画素Mと終点画素Nとの間の円弧の中心角αを算出する。この中心角αは、角度DEGsと角度DEGe角度との差DEGe−DEGsに相当する。
Subsequently, the
さらに、曲率算出部131aは、開始点画素Mと終点画素Nとの間の円弧の曲率κを算出する。ここで、曲率κは円弧の曲率半径Rの逆数であり、円弧の長さに対応する画素数ΔsはR×α×(π/180)と近似することができるから、曲率κは、次式(3)によって与えられる。
曲率算出部131aは、図15に示すように、線形状領域上の開始点画素M(M1、M2、…)及び終点画素N(N1、N2、…)をずらしつつ、曲率κ(κ1、κ2、…)の算出処理を繰り返す。そして、曲率算出部131aは、終点画素Nが線形状領域Lの端点Pt、又は線形状領域L同士の交点Pcを越えると曲率αの算出処理を終了し、曲率αを算出した線形状領域に対して、1から順にインクリメントされたラベル番号を付与する。
As shown in FIG. 15, the
曲率算出部131aは、このような曲率κの算出及びラベル番号の付与を、図13に示す線形状画像G1から検出された全て線形状領域Lに対して実行する。図13に示す括弧付きの数字は、各線形状領域Lに付与されたラベル番号を示している。
The
続くステップS4013において、曲率代表値算出部131bは、曲率算出部131aによって同一のラベル番号を付与された線形状領域ごとに、円弧の曲率の代表値を算出する。なお、本実施の形態1においては、代表値として中央値を算出するが、曲率の平均値、最大値、最小値等を代表値として算出しても良い。
In subsequent step S4013, the curvature representative
続くステップS4014において、距離情報算出部131cは、撮像位置から線形状領域までの奥行き方向における距離情報を算出する。具体的には、距離情報算出部131cは、元の管腔内画像内の注目領域に対応する部分から、各画素の画素値のうちでヘモグロビンによる吸光が少なく、粘膜の表層の形状を最もよく表すR成分値を取得してR成分画像を作成する。
In subsequent step S4014, the distance
なお、本ステップS4014においては、粘膜上の柔毛の微細構造に及ぼす影響が少ない画像であれば、他の手法により作成された画像から距離情報を取得しても良い。例えば、凸形状高周波成分算出部121の処理において説明した濃淡モフォロジによるオープニング処理を施した画像を用いても良い。
In step S4014, distance information may be acquired from an image created by another method as long as the image has little influence on the fine structure of the fur on the mucous membrane. For example, an image that has been subjected to the opening process using the light and shade morphology described in the process of the convex high-frequency
続いて、距離情報算出部131cは、曲率代表値算出部131bによって曲率が算出された各円弧の位置における距離情報を算出する。具体的には、円弧上の画素位置におけるR成分値を取得し、円弧ごとに、R成分値の平均値、中央値、最小値、最大値といった代表値を取得する。本実施の形態1においては、このR成分値の代表値を、撮像距離に対応する距離情報として用いる。なお、この場合、距離情報の値が大きいほど撮像距離が短く、距離情報の値が小さいほど撮像距離が長くなる。また、円弧の曲率中心の画素位置や、円弧の曲率中心と曲率半径とからなる円形状領域や扇状領域の内部領域におけるR成分値を、当該円弧の距離情報として用いても良い。
Subsequently, the distance
さらに、ステップS4015において、サイズ特徴量算出部131は、円弧の曲率及び距離情報を、円弧のサイズの特徴量として出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
In step S4015, the size feature
ステップS401に続くステップS402において、頻度分布作成部132は、サイズ特徴量算出部131から出力された特徴量の頻度分布を作成する。より詳細には、円弧の曲率及び距離情報の2軸からなる頻度分布を作成する。この際、頻度分布作成部132は、作成した頻度分布から分散等の統計量も併せて算出する。
In step S <b> 402 following step S <b> 401, the frequency
さらに、ステップS403において、領域内曲率特徴量算出部130は、円弧の曲率及び距離情報の2軸からなる頻度分布を曲率特徴量として出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
Further, in step S403, the in-region curvature feature
ステップS40に続くS50において、異常判別部140は、曲率特徴量に基づき注目領域に異常部が存在するか否かを判別する。
ここで、管腔内画像に見られる円弧形状の領域としては、粘膜表面の柔毛が膨張した異常部、管腔内の液体が泡状になった泡領域、粘膜の溝といった構造物の輪郭(以下、粘膜輪郭という)等が挙げられる。以下において、膨張した柔毛のことを異常柔毛という。
In S50 following Step S40, the
Here, the arc-shaped region seen in the intraluminal image includes an abnormal part where the soft hair on the mucosal surface is expanded, a bubble region where the liquid in the lumen is foamed, and a contour of a structure such as a groove in the mucous membrane. (Hereinafter referred to as mucosal contour). Hereinafter, the expanded fur is referred to as abnormal fur.
図16Aは、正常な柔毛モデルを示す模式図である。正常な柔毛は、通常、粘膜表面の法線方向から見た平面形状が円形で、全体として中心部が突出した形状をなすため、管腔内画像においては、柔毛の中心部及びその近傍における輝度が最も高くなる。このため、正常な柔毛が映った管腔内画像から、周囲の画素よりも輝度値が高い凸領域を抽出すると、図16Bに示すように、柔毛の中心部に対応する点状の凸領域PR1が得られる。このような点状の凸領域PR1は、孤立点として予め線形状画像から除外されている。 FIG. 16A is a schematic diagram showing a normal fur model. Normal fur has a circular shape when viewed from the normal direction of the mucosal surface and has a shape in which the central part protrudes as a whole. The brightness at is the highest. For this reason, when a convex region having a luminance value higher than that of surrounding pixels is extracted from an intraluminal image in which normal fur is reflected, as shown in FIG. 16B, a dot-like convex corresponding to the center of the fur is obtained. Region PR1 is obtained. Such a dot-like convex region PR1 is excluded from the line-shaped image in advance as an isolated point.
図17Aは、異常柔毛モデルを示す模式図である。異常柔毛を粘膜表面の法線方向から見た平面形状は、楕円のような扁平状をなすため、管腔内画像においては、撮像方向に対する柔毛の向きに応じた輪郭部分(曲率が高い輪郭部分、又は曲率が低い輪郭部分)の輝度が高くなる。従って、異常柔毛が映った管腔内画像から凸領域を抽出すると、図17Bに示すように、撮像方向に応じた曲率の円弧状をなす線形状領域PR2が得られる。このため、線形状領域PR2に沿った円弧の曲率の分布は、図17Cに示すように、ある程度の狭い範囲に収まる。また、各線形状領域PR2に沿った円弧の曲率代表値として曲率の最小値を採用する場合、曲率は値が小さい側に偏って分布する(実線参照)。一方、曲率代表値として曲率の最大値を採用する場合には、曲率は値が大きい側に偏って分布する(破線参照)。 FIG. 17A is a schematic diagram showing an abnormal fur model. The planar shape of the abnormal fur viewed from the normal direction of the mucosal surface is a flat shape such as an ellipse. Therefore, in the intraluminal image, the contour portion (the curvature is high) according to the direction of the fur against the imaging direction. The brightness of the contour portion or the contour portion having a low curvature increases. Therefore, when a convex region is extracted from an intraluminal image in which abnormal fur is reflected, a linear region PR2 having an arc shape with a curvature corresponding to the imaging direction is obtained as shown in FIG. 17B. For this reason, the distribution of the curvature of the arc along the line-shaped region PR2 falls within a certain narrow range as shown in FIG. 17C. Further, when the minimum value of curvature is adopted as the curvature representative value of the arc along each line-shaped region PR2, the curvature is biased to a smaller value (see the solid line). On the other hand, when the maximum value of curvature is adopted as the curvature representative value, the curvature is distributed in a biased manner toward the larger value (see broken line).
図18Aは、泡モデルを示す模式図である。泡領域において、1つひとつの泡はほぼ球形状をなす。また、泡の表面全体は高反射領域となっているため、管腔内画像においては、泡の輪郭部分の輝度が高くなる。従って、泡領域が映った管腔内画像から凸領域を抽出すると、図18Bに示すように、ほぼ円形状をなす様々な大きさの線形状領域PR3が得られる。このため、線形状領域PR3に沿った円弧の曲率の分布は、図18Cに示すように、大きくばらつく。
また、粘膜輪郭に沿った円弧の曲率は、一般に、異常柔毛や泡領域と比較して小さい値を取る。
FIG. 18A is a schematic diagram showing a bubble model. In the bubble region, each bubble has a substantially spherical shape. In addition, since the entire surface of the bubble is a highly reflective region, the brightness of the outline portion of the bubble is increased in the intraluminal image. Accordingly, when the convex region is extracted from the intraluminal image in which the bubble region is reflected, as shown in FIG. 18B, linear regions PR3 of various sizes having a substantially circular shape are obtained. For this reason, the distribution of the curvature of the arc along the linear region PR3 varies greatly as shown in FIG. 18C.
In addition, the curvature of the arc along the mucous membrane outline generally takes a smaller value than that of abnormal fur or bubble area.
図19は、円弧の曲率及び距離情報の2軸からなる頻度分布を示す模式図である。粘膜輪郭を示す線形状領域に沿った円弧の曲率は、概ね、撮像距離にはよらず、値が小さく、且つ狭い範囲に分布する。また、泡領域を示す線形状領域に沿った円弧の曲率は、撮像距離によらず、広い範囲に分布する。それに対して、異常柔毛を示す線形状領域に沿った円弧の曲率の分布範囲は、撮像距離に応じて変化する。具体的には、撮像距離が長くなると(撮像情報の値が小さくなると)、曲率は値が大きい方(円弧のカーブが強い方)に分布し、撮像距離が短くなると(撮像情報の値が大きくなると)、曲率は値が小さい方(円弧のカーブが緩い方)に分布する。 FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a frequency distribution including two axes of the curvature of the arc and the distance information. The curvature of the arc along the line-shaped region indicating the mucous membrane contour is generally small and distributed in a narrow range regardless of the imaging distance. Further, the curvature of the arc along the line-shaped region indicating the bubble region is distributed over a wide range regardless of the imaging distance. On the other hand, the distribution range of the curvature of the arc along the linear region indicating abnormal fur changes depending on the imaging distance. Specifically, when the imaging distance becomes longer (when the value of imaging information becomes smaller), the curvature is distributed in a larger value (where the arc curve is stronger), and when the imaging distance becomes shorter (the value of imaging information becomes larger). ), The curvature is distributed in the smaller value (the one with a gentle arc curve).
そこで、異常判別部140は、以下のように判別を行う。
まず、異常判別部140は、ある距離情報Larbにおける曲率の分散が、距離情報Larbに応じて予め定められた所定の閾値(分散閾値)TH1よりも大きい場合、当該注目領域には泡領域が映っており、異常部は存在しないと判別する。
Therefore, the
First, the
また、異常判別部140は、距離情報Larbにおける曲率の分散が上記分散閾値TH1以下である場合において、曲率が所定の閾値(曲率閾値)TH2よりも小さい範囲に分布する場合、当該注目領域には粘膜輪郭が映っており、異常部は存在しないと判別する。
Moreover, the
一方、異常判別部140は、距離情報Larbにおける曲率の分散が上記分散閾値TH1以下である場合において、曲率が上記曲率閾値TH2以上の範囲に分布する場合、当該注目領域には異常柔毛が映っており、異常部が存在すると判別する。
On the other hand, the
続くステップS60において、演算部100は、ステップS50においてなされた異常部の有無の判別結果を出力する。これに応じて、制御部10は、判別結果を表示部40に表示させると共に、処理対象の管腔内画像の画像データと関連付けて記録部50に記録する。
In subsequent step S60,
以上説明したように、実施の形態1によれば、管腔内画像から抽出された粘膜領域を注目領域として設定し、この注目領域から、周囲の画素よりも画素値が高い画素群からなる凸領域のうちの高周波成分を抽出する。そして、該高周波成分を細線化した線形状領域に対し、曲率の特徴量として曲率及び距離情報を算出し、これらの特徴量の頻度分布に基づいて注目領域に映った被写体を識別する。従って、粘膜輪郭や泡等の誤検出(過検出)を抑制し、柔毛の微細構造の撮像距離に応じたサイズの変化や、撮像方向に対する柔毛の向きに応じた形状の変化にも対応して、異常柔毛を精度良く識別して、異常部の有無を判別することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the mucous membrane region extracted from the intraluminal image is set as a region of interest, and the convex region including a pixel group having a pixel value higher than that of surrounding pixels is set from this region of interest. Extract high frequency components from the region. Then, curvature and distance information are calculated as curvature feature amounts for the line-shaped region in which the high-frequency component is thinned, and a subject reflected in the attention region is identified based on the frequency distribution of these feature amounts. Therefore, it suppresses false detection (overdetection) of mucous membrane outlines and bubbles, etc., and supports changes in size according to the imaging distance of the fine structure of fur and changes in shape according to the direction of fur against the imaging direction. Thus, it is possible to accurately identify abnormal fur and determine the presence or absence of an abnormal portion.
(変形例1−1)
上記実施の形態1においては、管腔内画像から不要領域を除去した残りの領域全体を1つの注目領域として設定したが、残りの領域を分割した複数の領域を注目領域としてそれぞれ設定しても良い。この場合、管腔内画像内のどの位置に異常部が存在するかを特定することが可能となる。分割方法は特に限定されず、例えば、不要領域を除去した残りの領域を単にマトリクス状に分割しても良い。或いは、不用領域を除去した残りの領域内の各画素の画素値から撮像距離に対応する距離情報を取得し、距離情報を階層分けした階層ごとに領域を分割しても良い。この場合、図12に示すステップS4014の処理を省略することができる。
(Modification 1-1)
In the first embodiment, the entire remaining area from which the unnecessary area is removed from the intraluminal image is set as one attention area. However, a plurality of areas obtained by dividing the remaining area may be set as the attention areas. good. In this case, it is possible to specify at which position in the intraluminal image the abnormal portion exists. The division method is not particularly limited. For example, the remaining area from which unnecessary areas are removed may be simply divided into a matrix. Alternatively, the distance information corresponding to the imaging distance may be acquired from the pixel values of each pixel in the remaining area from which the unnecessary area is removed, and the area may be divided into hierarchies obtained by dividing the distance information into hierarchies. In this case, the process of step S4014 shown in FIG. 12 can be omitted.
(変形例1−2)
次に、実施の形態1の変形例1−2について説明する。
図20は、変形例1−1に係る画像処理装置を示すブロック図である。図20に示すように、変形例1−1に係る画像処理装置1−2は、図1に示す演算部100の代わりに、演算部100−2を備える。
(Modification 1-2)
Next, Modification 1-2 of
FIG. 20 is a block diagram illustrating an image processing apparatus according to Modification 1-1. As illustrated in FIG. 20, the image processing device 1-2 according to the modified example 1-1 includes a calculation unit 100-2 instead of the
演算部100−2は、図1に示す線形状凸領域抽出部120の代わりに、線形状凸領域抽出部150を備える。この線形状凸領域抽出部150は、画素値が尾根形状に変化する画素群を尾根形状の領域として抽出する尾根形状抽出部151と、抽出された尾根形状の領域から、周囲に対して孤立している画素群を孤立点として除外する孤立点除外部152と、該孤立点を除外した後の尾根形状の領域を細線化して線形状凸領域を抽出する細線化部153とを有する。
The computing unit 100-2 includes a linear convex
演算部100−2の動作は全体として図2に示すものと同様であり、ステップS30において線形状凸領域抽出部150が実行する処理の内容のみが異なる。図21は、線形状凸領域抽出部150が実行する処理の詳細を示すフローチャートである。
The operation of the calculation unit 100-2 is the same as that shown in FIG. 2 as a whole, and only the content of the process executed by the linear convex
まず、ステップS311において、尾根形状抽出部151は、注目領域から尾根形状の領域を抽出する。より詳細には、尾根形状抽出部151は、注目領域内において注目画素を順次設定し、各注目画素における画素値の勾配の最大方向(以下、最大勾配方向という)及び最小方向(以下、最小勾配方向という)を求める。そして、最大勾配方向及び最小勾配方向の各々に対し、画素値が変化する形状の曲率を算出し、これらの曲率の比をもとに尾根領域を検出する。
First, in step S311, the ridge
そのために、尾根形状抽出部151は、まず、注目画素に対し、次式(4)に示すヘッセ行列Hによる固有方程式を解くことにより、固有値である最大勾配方向における曲率k1、及び、最小勾配方向における曲率k2を算出する。
det(H−λE)=0 …(4)
For this purpose, the ridge
det (H−λE) = 0 (4)
式(4)において、ヘッセ行列Hは、次式(5)によって与えられる。
また、記号Eは単位行列であり、λEは次式(6)のとおりである。
続いて、曲率k1、k2から、次式(7−1)及び(7−2)によって与えられるガウス曲率KG及び平均曲率Akを算出する。
KG=k1×k2 …(7−1)
Ak=(k1+k2)/2 …(7−2)
Subsequently, the curvature k 1, k 2, calculates the Gaussian curvature K G and mean curvature A k is given by the following equation (7-1) and (7-2).
K G = k 1 × k 2 (7-1)
A k = (k 1 + k 2 ) / 2 (7-2)
このとき、Ak<0、且つ、KG≒0である画素群、即ち、絶対値|KG|が所定の閾値以下である画素群が、尾根形状の領域であると判別される。尾根形状抽出部151は、尾根形状の領域と判別された画素群に対して画素値1を付与し、その他の画素に画素値0を付与することにより、二値化画像を作成する。
At this time, a pixel group in which A k <0 and K G ≈0, that is, a pixel group in which the absolute value | K G | is equal to or less than a predetermined threshold is determined to be a ridge-shaped region. The ridge
なお、曲率k1、k2を算出した後、例えばShape index and Curvednessのように、任意の3次元表面形状を認識する公知技術を用いて尾根形状の領域の判別を行っても良い(参考:Chitra Dorai,Anil K Jain,“COSMOS-A Representation Scheme for Free-Form Surfaces”)。 After calculating the curvatures k 1 and k 2 , the ridge-shaped region may be discriminated using a known technique for recognizing an arbitrary three-dimensional surface shape, for example, Shape index and Curvedness (reference: Chitra Dorai, Anil K Jain, “COSMOS-A Representation Scheme for Free-Form Surfaces”).
続くステップS312において、孤立点除去部152は、ステップS311において抽出された尾根形状の領域から孤立点を抽出し、該孤立点を正常な柔毛として除外する。より詳細には、ステップS311において作成された二値化画像に対し、連続する画素の数が所定値以下である画素群(即ち、所定値以下のサイズの領域)を孤立点として抽出する。そして、孤立点として抽出した画素群に対し、画素値0を付与する。
In subsequent step S312, the isolated
続くステップS313において、細線化部153は、孤立点を除外した後の尾根形状の領域を細線化する。より詳細には、細線化部153は、ステップS312において作成された二値化画像に対し、図10に示すパターンM1〜M8を用いた細線化フィルタ処理を施す。なお、細線化フィルタ処理の詳細な内容については、実施の形態1と同様である。
In subsequent step S313, the thinning
さらに、ステップS314において、線形状凸領域抽出部150は、細線化処理が施された二値化画像を出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
Further, in step S314, the linear convex
(変形例1−3)
実施の形態1において、注目領域から抽出された凸形状高周波領域を細線化する処理(図8のステップS303参照)としては、上述した方法以外にも、種々の公知技術を適用することができる。以下、公知技術の1つであるHilditch細線化アルゴリズムについて説明する。
(Modification 1-3)
In the first embodiment, various known techniques can be applied in addition to the method described above as a process for thinning the convex high-frequency region extracted from the region of interest (see step S303 in FIG. 8). Hereinafter, the Hilditch thinning algorithm, which is one of known techniques, will be described.
まず、第1ステップとして、凸形状高周波領域が抽出された二値化画像に対し、細線化対象である画素Pkのうち、以下に示す6つの条件を満たす画素を境界画素として逐次削除する。ここで、kは二値化画像内の画素の画素番号である(kは自然数)。また、画素Pkの画素値をB(Pk)(B(Pk)=1)と示す。この場合、第1ステップは、画素値B(Pk)を1から−1に置き換える処理に相当する。なお、細線化の非対象画素の画素値はB(Pk)=0である。 First, as a first step, pixels that satisfy the following six conditions among the pixels Pk to be thinned are sequentially deleted as boundary pixels from the binarized image from which the convex high-frequency region is extracted. Here, k is the pixel number of the pixel in the binarized image (k is a natural number). In addition, the pixel value of the pixel P k is indicated as B (P k ) (B (P k ) = 1). In this case, the first step corresponds to a process of replacing the pixel value B (P k ) from 1 to −1. Note that the pixel value of the non-target pixel to be thinned is B (P k ) = 0.
条件1:注目画素が細線化の対象画素である。即ち、次式(a1)を満たす。
B(Pk)=1 …(a1)
Condition 1: The target pixel is a pixel to be thinned. That is, the following expression (a1) is satisfied.
B (P k ) = 1 (a1)
条件2:注目画素に対し、縦、横で隣接する画素のうちいずれか1つが0である。即ち、次式(a2)を満たす。
条件3:端点でない。即ち、次式(a3)を満たす。
条件4:孤立点でない。即ち、次式(a4)を満たす。ここでは、逐次処理により得られる結果をB(Pk)、1つ前のラスタ操作完了時の結果をB*(Pk)として区別して示している。なお、画素値B*(Pk)は−1を取らない。
条件5:連結性を保持する。即ち、図22に示すパターンM11〜M14のいずれかに当てはまる。なお、図22において、※で示す画素は、画素値1又は−1を取る。この条件を条件式で表すと、次式(a5)となる。
条件6:線幅が2である線分に対して、その片方のみを削除する。即ち、1つ前のラスタ操作完了時の結果B*(Pk)が、図23に示すパターンM21〜M24のいずれかに当てはまる。この条件を条件式で表すと、次式(a6)となる。
次に第2ステップとして、境界画素として逐次削除された画素(即ち、画素値B(Pk)が1から−1に置き換えられた画素)の画素値を、非対象領域の画素値B(Pk)=0に置き換える。
これらの第1ステップ及び第2ステップを、非対象領域の画素値への置換えがなくなるまで繰り返す。それにより、対象領域の細線化がなされる。
Next, as a second step, the pixel value of a pixel that is sequentially deleted as a boundary pixel (that is, a pixel in which the pixel value B (P k ) is replaced from 1 to −1) is set to the pixel value B (P k ) Replace with 0.
These first step and second step are repeated until there is no replacement with the pixel value in the non-target region. Thereby, the target area is thinned.
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
図24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24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の代わりに演算部200を備える。この演算部200は、注目領域設定部110と、線形状凸領域抽出部120と、領域内曲率特徴量算出部210と、異常判別部220とを備える。なお、注目領域設定部110及び線形状凸領域抽出部120の構成及び動作については、実施の形態1と同様である。また、演算部200以外の画像処理装置の各部の構成及び動作についても、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 24 is a block diagram illustrating a configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 24, the
領域内曲率特徴量算出部210は、線形状凸領域抽出部120によって抽出された線形状領域に沿った1つ以上の円弧の曲率を算出すると共に、それらの曲率のばらつきを特徴量として算出する形状特徴量算出部211と、特徴量の頻度分布を作成する頻度分布作成部212とを備える。より詳細には、形状特徴量算出部211は、線形状領域の端点及び/又は線形状領域同士の交点によって区切られる線形状領域の各区間から1つ以上の円弧の曲率を算出する曲率算出部211aと、各区間から算出された1つ以上の円弧の曲率の標準偏差を算出する曲率標準偏差算出部211bとを有する。
異常判別部220は、上記曲率のばらつきに基づいて異常部の有無を判別する。
The in-region curvature feature
The
次に、画像処理装置2の動作について説明する。
画像処理装置2の動作は全体として図2に示すものと同様であり、ステップS40において領域内曲率特徴量算出部210が実行する処理、及びステップS50において異常判別部220が実行する処理の内容が実施の形態1とは異なる。
Next, the operation of the
The operation of the
図25は、領域内曲率特徴量算出部210が実行する処理を示すフローチャートである。まず、ステップS421において、形状特徴量算出部211は、ステップS30において抽出された線形状領域の形状を示す特徴量として、線形状領域に沿った円弧の曲率のばらつきを算出する。この形状特徴量算出部211が実行する処理について、図26を参照しながら詳細に説明する。なお、図26に示すステップS4211及びS4212は、図12に示すステップS4011及びS4012と対応している。このうち、ステップS4012の処理は、曲率算出部131a(図1参照)の代わりに、曲率算出部211aが実行する。
FIG. 25 is a flowchart showing processing executed by the in-region curvature feature
ステップS4212に続くステップS4213において、曲率標準偏差算出部211bは、線形状領域の区間ごとに、1つ以上の円弧の曲率の標準偏差を算出する。具体的には、曲率標準偏差算出部211bは、曲率算出部211aによって付与された同一のラベル番号を有する円弧に対して算出されたm個の曲率κi(i=1〜m)から、次式(8)によって与えられる標準偏差σを算出する。
式(8)において、κの上にバーが附されたκバーは、曲率κiの平均値であり、次式(9)によって与えられる。
続くステップS4214において、形状特徴量算出部211は、線形状領域の各区間について算出された標準偏差を、線形状領域の形状を表す特徴量として出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
In subsequent step S4214, the shape feature
ステップS421に続くステップS422において、頻度分布作成部212は、特徴量の頻度分布として、形状特徴量算出部211から出力された標準偏差の頻度分布を作成する。
In step S422 following step S421, the frequency
さらに、ステップS423において、領域内曲率特徴量算出部210は、標準偏差の頻度分布を曲率特徴量として出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
Further, in step S423, the in-region curvature feature
次に、異常判別部220が実行する処理について説明する。
異常判別部220は、曲率特徴量である標準偏差の頻度分布に基づき注目領域に異常部が存在するか否かを判別する。
Next, processing executed by the
The
ここで、注目領域に異常柔毛が存在する場合、図27Aに示すように、当該注目領域から作成された線形状画像には、扁平な線形状領域PR4が現れる。図27Bに示すように、このような線形状領域PR4に沿った円弧の曲率は、線形状領域PR4内の位置に応じて様々な値を取る。このため、曲率のばらつきは比較的大きくなる。なお、図27Bに示すベクトルvi(i=1、2、…)は、円弧の曲率の大きさを表すベクトルである。従って、図27Cに示すように、線形状領域PR4について算出された曲率の標準偏差は、比較的、値が大きい範囲に分布する。 Here, when abnormal fur exists in the region of interest, as shown in FIG. 27A, a flat line-shaped region PR4 appears in the line shape image created from the region of interest. As shown in FIG. 27B, the curvature of the arc along the linear region PR4 takes various values depending on the position in the linear region PR4. For this reason, the variation in curvature becomes relatively large. Note that the vector v i (i = 1, 2,...) Shown in FIG. 27B is a vector that represents the magnitude of the curvature of the arc. Therefore, as shown in FIG. 27C, the standard deviation of curvature calculated for the linear region PR4 is distributed in a relatively large range.
一方、注目領域に泡領域が存在する場合、図28Aに示すように、当該注目領域から作成された線形状画像には、円形の線形状領域PR5が現れる。図28Bに示すように、このような線形状領域PR5において、円弧の曲率は、ほぼ一定値となり、曲率のばらつきは小さくなる。従って、図28Cに示すように、線形状領域PR5について算出された曲率の標準偏差は、値が小さい範囲(0又はその近傍)に分布する。 On the other hand, when a bubble area exists in the attention area, as shown in FIG. 28A, a circular line-shaped area PR5 appears in the line shape image created from the attention area. As shown in FIG. 28B, in such a linear region PR5, the curvature of the arc becomes a substantially constant value, and the variation in curvature becomes small. Therefore, as shown in FIG. 28C, the standard deviation of the curvature calculated for the linear region PR5 is distributed in a small range (0 or its vicinity).
そこで、異常判別部220は、標準偏差の頻度分布に基づいて、異常部の有無を判別する。具体的には、標準偏差の頻度分布が、所定の閾値よりも大きい範囲に偏っている場合、当該注目領域に異常部が存在すると判別する。
Therefore, the
以上説明したように、実施の形態2によれば、管腔内画像から抽出された粘膜領域を注目領域として設定し、この注目領域から、周囲の画素よりも画素値が高い画素群からなる凸領域のうちの高周波成分を抽出する。そして、該高周波成分を細線化した線形状領域に対し、線形状領域に沿った円弧の曲率の標準偏差の頻度分布を算出し、この標準偏差の頻度分布に基づいて、注目領域における異常部の有無を判別する。従って、異常柔毛と泡領域とを精度良く識別して、異常部の判別精度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, the mucous membrane region extracted from the intraluminal image is set as the attention region, and the convex region including the pixel group having a pixel value higher than that of surrounding pixels is set from the attention region. Extract high frequency components from the region. Then, a frequency distribution of the standard deviation of the curvature of the arc along the line shape region is calculated for the line shape region in which the high frequency component is thinned, and based on the frequency distribution of the standard deviation, the abnormal portion in the attention region is calculated. Determine presence or absence. Therefore, it is possible to accurately identify the abnormal fur and the bubble region and improve the determination accuracy of the abnormal part.
また、実施の形態2によれば、注目領域内の被写体までの撮像距離(距離情報)を用いることなく判別を行うので、演算処理を簡略化することが可能となる。 Further, according to the second embodiment, since the determination is performed without using the imaging distance (distance information) to the subject in the attention area, the arithmetic processing can be simplified.
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
図29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29に示すように、実施の形態3に係る画像処理装置3は、図1に示す演算部100の代わりに演算部300を備える。この演算部300は、注目領域設定部110と、線形状凸領域抽出部120と、領域内曲率特徴量算出部310と、異常判別部320とを備える。なお、注目領域設定部110及び線形状凸領域抽出部120の構成及び動作については、実施の形態1と同様である。また、演算部300以外の画像処理装置3の各部の構成及び動作についても、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 29 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the third embodiment. As illustrated in FIG. 29, the
領域内曲率特徴量算出部310は、線形状凸領域抽出部120によって抽出された線形状領域に沿った1つ以上の円弧の中心方向を示す曲率特徴量を算出する方向特徴量算出部311と、曲率特徴量の頻度分布を作成する頻度分布作成部312とを備える。このうち、方向特徴量算出部311は、各円弧から曲率中心に向かう方向(以下、曲率中心方向という)を算出する曲率中心方向算出部311aと、各円弧の位置における被写体の勾配方向を算出する勾配方向算出部311bとを有する。ここで、被写体の勾配方向とは、画像の奥行き方向に被写体(具体的には粘膜構造)が勾配する方向のことである。
The in-region curvature feature
異常判別部320は、粘膜構造の勾配の方向と、曲率中心方向の分布とに基づいて、異常部の有無を判別する。
The
次に、画像処理装置3の動作について説明する。
画像処理装置3の動作は全体として図2に示すものと同様であり、ステップS40において領域内曲率特徴量算出部310が実行する処理、及びS50において異常判別部220が実行する処理の内容が実施の形態1とは異なる。
Next, the operation of the
The operation of the
図30は、領域内曲率特徴量算出部310が実行する処理を示すフローチャートである。まず、ステップS431において、方向特徴量算出部311は、円弧の中心方向を示す特徴量として、円弧の曲率中心方向及び勾配方向を算出する。この方向特徴量算出部311が実行する処理について、図31を参照しながら詳細に説明する。
FIG. 30 is a flowchart showing processing executed by the in-region curvature feature
ステップS4311において、曲率中心方向算出部311aは、線形状領域に沿った円弧の曲率中心方向を算出する。具体的には、まず、図12に示すステップS4012と同様にして、各円弧の曲率を算出し、さらに、曲率の逆数である曲率半径Rを算出する。
In step S4311, the curvature center
続いて、曲率中心方向算出部311aは、当該円弧上の位置座標(x,y)及び曲率半径Rを用いてハフ(hough)変換を実行することにより近似円を作成する(参考:CG−ARTS協会、「ディジタル画像処理」、第213〜214頁)。ここで、ハフ変換による近似円の検出は、円弧上の位置座標(x,y)を通る半径Rの円を、円の中心座標(a,b)及び半径Rからなるパラメータ空間に投票し、その投票結果を調べることにより作成することができる。
Subsequently, the curvature center
さらに、曲率中心方向算出部311aは、円弧上の任意の点(例えば、中心点)から近似円の中心に向かう方向ベクトルを算出し、この方向ベクトルを曲率中心方向として出力する。
Further, the curvature center
続くステップS4312において、勾配方向算出部311bは、線形状領域に沿った円弧の位置における被写体の勾配方向を算出する。具体的には、勾配方向算出部311bは、元の管腔内画像のうち処理対象である注目領域に対応する部分から、各画素の画素値のうちでヘモグロビンによる吸光が少なく、粘膜の表層の形状に最も近いR成分値を取得してR成分画像を作成する。
In subsequent step S4312, the gradient
なお、本ステップS4312においては、粘膜上の柔毛の微細構造に及ぼす影響が少ない画像であれば、他の手法により作成された画像から勾配方向を取得しても良い。例えば、凸形状高周波成分算出部121の処理において説明した濃淡モフォロジによるオープニング処理により画像を用いても良い。
In step S4312, the gradient direction may be acquired from an image created by another method as long as the image has little influence on the fine structure of the fur on the mucous membrane. For example, an image may be used by the opening process using the light and shade morphology described in the process of the convex high-frequency
続いて、勾配方向算出部311bは、R成分画像から、曲率中心方向算出部311aにより曲率中心方向を算出した円弧の位置における勾配方向を算出する。具体的には、エッジ強度を算出するためのフィルタ処理(参考:CG-ARTS協会、「ディジタル画像処理、第114〜117頁)である1次微分フィルタ処理(プリューウイットフィルタ、ソーベルフィルタ等)を実行する。
Subsequently, the gradient
ステップS4313において、方向特徴量算出部311は、円弧の曲率中心方向及び勾配方向を特徴量として出力する。その後、処理はメインルーチンに戻る。
In step S <b> 4313, the direction feature
ステップS431に続くステップS432において、頻度分布作成部312は、方向特徴量算出部311から出力された特徴量の頻度分布を作成する。具体的には、円弧の勾配方向別に、円弧の曲率中心方向の頻度分布を作成する。
In step S432 following step S431, the frequency
ステップS433において、領域内曲率特徴量算出部310は、円弧の曲率中心方向の頻度分布を曲率特徴量として出力する。
In step S433, the in-region curvature feature
次に、異常判別部320が実行する処理を説明する。
異常判別部320は、曲率特徴量である曲率中心方向の頻度分布に基づき、注目領域に異常部が存在するか否かを判別する。
Next, processing executed by the
The
ここで、注目領域に異常柔毛が存在する場合、図32Aに示すように、被写体(粘膜構造)の勾配に対して1つの撮像方向から撮像を行うと、図32Bに示すように、線形状領域PR6がほぼ1方向を向いた線形状画像が得られる。この場合、図32Cに示すように、線形状領域PR6における曲率中心方向dは概ね一定の方向を向く。従って、図32Dに示すように、勾配方向別の曲率中心方向の分布には偏りが生じる。 Here, when abnormal fur exists in the region of interest, as shown in FIG. 32A, when imaging is performed from one imaging direction with respect to the gradient of the subject (mucosal structure), as shown in FIG. A linear image in which the region PR6 is directed substantially in one direction is obtained. In this case, as shown in FIG. 32C, the curvature center direction d in the line-shaped region PR6 is substantially in a fixed direction. Therefore, as shown in FIG. 32D, the distribution in the direction of the curvature center for each gradient direction is biased.
一方、注目領域に泡領域が存在する場合、図33Aに示すように、被写体(粘膜構造)の勾配に対して1つの撮像方向から撮像を行うと、図33Bに示すように、線形状領域PR7が泡領域の輪郭に対応する円形状をなす線形状画像が得られる。この場合、図33Cに示すように、線形状領域PR7における曲率中心方向dはあらゆる方向を向く。従って、図33Dに示すように、勾配方向別の曲率中心方向は、幅広く、且つ概ね均一に分布する。 On the other hand, when a bubble area exists in the attention area, as shown in FIG. 33A, when imaging is performed from one imaging direction with respect to the gradient of the subject (mucosal structure), as shown in FIG. 33B, a linear area PR7 is obtained. A linear image having a circular shape corresponding to the outline of the bubble region is obtained. In this case, as shown in FIG. 33C, the curvature center direction d in the linear region PR7 faces all directions. Therefore, as shown in FIG. 33D, the direction of the center of curvature for each gradient direction is widely and substantially uniformly distributed.
そこで、異常判別部320は、勾配方向別の曲率中心方向の頻度分布において、曲率中心方向が偏っている場合、即ち、曲率中心方向の分散が所定の閾値以下である場合、当該注目領域に異常部が存在すると判別する。
Therefore, the
以上説明したように、実施の形態3によれば、管腔内画像から抽出された粘膜領域を注目領域として設定し、この注目領域から、周囲の画素よりも画素値が高い画素群からなる凸領域のうちの高周波成分を抽出する。そして、該高周波成分を細線化した線形状領域に対し、線形状領域に沿った円弧の曲率中心方向及び勾配方向を算出し、勾配方向別の曲率中心方向の頻度分布に基づいて、注目領域における異常部の有無を判別する。従って、撮像方向によって変化する柔毛の向きに応じて、異常柔毛と泡領域とを精度良く識別し、異常部の判別精度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the third embodiment, the mucous membrane region extracted from the intraluminal image is set as the attention region, and the convex region including the pixel group having a pixel value higher than the surrounding pixels is set from the attention region. Extract high frequency components from the region. Then, with respect to the line-shaped region in which the high-frequency component is thinned, the curvature center direction and the gradient direction of the arc along the line-shaped region are calculated, and based on the frequency distribution of the curvature center direction for each gradient direction, Determine whether there is an abnormal part. Therefore, it is possible to accurately identify the abnormal fur and the bubble region according to the direction of the fur changing depending on the imaging direction, and to improve the discrimination accuracy of the abnormal part.
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4について説明する。
図34は、実施の形態4に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図34に示すように、実施の形態4に係る画像処理装置4は、図1に示す演算部100の代わりに、演算部400を備える。この演算部400は、注目領域設定部410と、線形状凸領域抽出部120と、領域内曲率特徴量算出部420と、異常判別部430とを備える。なお、線形状凸領域抽出部120の構成及び動作については、実施の形態1と同様である。また、演算部400以外の画像処理装置4の各部の構成及び動作についても、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 34, the
注目領域設定部410は、処理対象の管腔内画像から残渣や暗部といった粘膜以外の領域を除外して、粘膜領域を抽出する粘膜領域抽出部111と、抽出された粘膜領域をさらに複数の領域に分割する領域分割部411とを備え、分割された各領域を注目領域に設定する。なお、粘膜領域抽出部111の動作は実施の形態1と同様である。
The attention
領域内曲率特徴量算出部420は、曲率算出部131a及び曲率代表値算出部131bを備えるサイズ特徴量算出部421と、頻度分布作成部132とを備える。なお、曲率算出部131a、曲率代表値算出部131b、及び頻度分布作成部132の動作は実施の形態1と同様である。
The in-region curvature feature
異常判別部430は、領域内曲率特徴量算出部420によって算出された曲率特徴量に基づいて、各注目領域に異常部が存在するか否かを判別する。
The
次に、画像処理装置4の動作について説明する。
画像処理装置4の動作は全体として図2に示すものと同様であり、ステップS20〜S60の各々において実行される処理の内容が実施の形態1とは異なる。
Next, the operation of the
The operation of the
図35は、ステップS20において注目領域設定部410が実行する処理を示すフローチャートである。なお、図35におけるステップS201〜S205は、図3と対応している。
FIG. 35 is a flowchart showing the processing executed by the attention
ステップS205に続くステップS241において、注目領域設定部410は、不要領域を除去した後に残った粘膜領域を、各々が所定サイズ以下の複数の領域に分割する。分割方法は特に限定されず、本実施の形態4においては、粘膜領域を矩形状の領域に分割する。また、分割される1つの領域のサイズは、分割された領域内で被写体までの撮像距離の差が所定の範囲に収まるサイズとなるように、予め設定されている。
In step S241 following step S205, the attention
続くステップS242において、注目領域設定部410は、分割された各領域の座標情報を注目領域として出力する。
In subsequent step S242, attention
ステップS30において、線形状凸領域抽出部120は、ステップS20において出力された注目領域の各々から線形状領域を抽出する。
In step S <b> 30, the linear shape convex
ステップS40において、領域内曲率特徴量算出部420は、ステップS20において出力された注目領域ごとに、線形状領域に沿った円弧の曲率に基づく曲率特徴量を算出する。なお、曲率特徴量としては、実施の形態1と同様に、線形状領域の各区間から算出された1つ以上の円弧の曲率の代表値の頻度分布が算出されるが、実施の形態1とは異なり、撮像情報は算出されない。
In step S40, the in-region curvature feature
ステップS50において、異常判別部430は、注目領域ごとに、曲率特徴量である円弧の曲率の代表値の頻度分布に基づいて、当該注目領域に異常部が存在するか否かを判別する。具体的には、まず、曲率が所定の閾値(曲率閾値)よりも小さい場合、当該注目領域には粘膜輪郭が映っており、異常部は存在しないと判別する。
In step S50, the
また、異常判別部430は、曲率が上記曲率閾値より大きく、且つ曲率の分散が所定の閾値(分散閾値)よりも大きい場合、当該注目領域には泡領域が映っており、異常部は存在しないと判別する。これは、撮像距離が一定であるとしても、本来、泡領域には様々な曲率の泡が含まれるからである。
In addition, when the curvature is larger than the curvature threshold and the variance of the curvature is larger than a predetermined threshold (dispersion threshold), the
一方、異常判別部430は、曲率が上記曲率閾値より大きく、且つ曲率の分散が所定の閾値(分散閾値)以下である場合、当該注目領域に異常柔毛が映っており、異常部が存在すると判別する。これは、本来、近傍領域内における異常柔毛は互いに類似した形状を有しているため、注目領域のサイズが小さく、1つの注目領域内における撮像距離の差を無視できる場合には、異常柔毛の輪郭に対応する円弧の曲率が揃うからである。
On the other hand, when the curvature is greater than the curvature threshold and the variance of the curvature is equal to or less than a predetermined threshold (dispersion threshold), the
ステップS60において、演算部400は、ステップS50において各注目領域に対してなされた判別の結果を、注目領域の座標情報と共に出力する。これに応じて、制御部10は、判別結果を表示部に表示させると共に、処理対象の管腔内画像の画像データと関連付けて記録部50に記録する。この際、制御部10は、表示部40に表示された管腔内画像に対し、異常部が存在すると判別された注目領域の位置を表すマーク等を重ねて表示させても良い。
In step S60, the
以上説明したように、実施の形態4によれば、管腔内画像から抽出された粘膜領域を分割することにより複数の注目領域を設定し、各注目領域から、周囲の画素よりも画素値が高い画素群からなる凸領域のうちの高周波成分を抽出する。そして、該高周波成分を細線化した線形状領域に対し、曲率の特徴量として曲率の頻度分布を算出し、この特徴量に基づいて、注目領域に映った被写体を判別する。従って、異常柔毛と泡領域及び粘膜輪郭とを精度良く識別して、異常部の有無を判別することが可能となる。 As described above, according to the fourth embodiment, a plurality of regions of interest are set by dividing the mucosal region extracted from the intraluminal image, and the pixel value of each region of interest is higher than that of surrounding pixels. A high-frequency component is extracted from a convex region composed of high pixel groups. Then, a curvature frequency distribution is calculated as a curvature feature amount for the line-shaped region in which the high-frequency component is thinned, and a subject reflected in the attention region is determined based on the feature amount. Therefore, it is possible to accurately identify the abnormal fur, the bubble region, and the mucous membrane outline and determine the presence or absence of the abnormal portion.
また、実施の形態4によれば、管腔内画像から抽出された粘膜領域を、被写体までの撮像距離の差を無視できる程度に分割し、分割された各領域を注目領域に設定してから異常部の有無を判別するための各処理を行うので、距離情報の算出処理及び距離情報に応じた異常部の判別処理を省略することができ、演算処理を簡単にすることができる。 Further, according to the fourth embodiment, the mucous membrane region extracted from the intraluminal image is divided so that the difference in imaging distance to the subject can be ignored, and each divided region is set as a region of interest. Since each process for determining the presence or absence of an abnormal part is performed, the calculation process of the distance information and the determination process of the abnormal part according to the distance information can be omitted, and the calculation process can be simplified.
また、実施の形態4によれば、注目領域ごとに異常部の有無の判別を行うので、管腔内画像における異常部の存在範囲を特定することが可能となる。 Further, according to the fourth embodiment, since the presence / absence of an abnormal part is determined for each region of interest, it is possible to specify the existence range of the abnormal part in the intraluminal image.
(変形例4−1)
次に、実施の形態4の変形例4−1について説明する。
注目領域設定部410が設定する注目領域のサイズは可変としても良い。以下、注目領域のサイズを可変とする場合の画像処理装置4の動作について説明する。図36は、変形例4−1における画像処理装置4の動作を示すフローチャートである。
(Modification 4-1)
Next, Modification 4-1 of
The size of the attention area set by the attention
ステップS20において、注目領域設定部410は、不要領域を除去した残りの粘膜領域を1つの注目領域として設定する。
続くステップS30〜S50における処理内容は、実施の形態4と同様である。
In step S20, the attention
Processing contents in subsequent steps S30 to S50 are the same as those in the fourth embodiment.
ステップS50に続くステップS71において、演算部400は、設定された注目領域のいずれかにおいて異常部が存在するとの判別結果が得られたか否かを判定する。なお、1巡目においては、注目領域は1つである。
In step S71 following step S50, the
異常部が存在するとの判別結果が得られた場合(ステップS71:Yes)、処理はステップS60に移行する。なお、ステップS60における処理内容は、実施の形態4と同様である。 When the determination result that the abnormal part exists is obtained (step S71: Yes), the process proceeds to step S60. Note that the processing content in step S60 is the same as in the fourth embodiment.
一方、異常部が存在するとの判別結果が得られていない場合(ステップS71:No)、演算部400は、現在設定されている注目領域のサイズが所定サイズ以下であるか否かを判定する(ステップS72)。なお、この際の所定サイズとしては、注目領域内の被写体に対する撮像距離の差を無視できる程度のサイズが設定される。
注目領域のサイズが上記所定サイズ以下である場合(ステップS72:Yes)、処理はステップS60に移行する。
On the other hand, when the determination result that an abnormal part exists is not obtained (step S71: No), the
If the size of the attention area is equal to or smaller than the predetermined size (step S72: Yes), the process proceeds to step S60.
一方、注目領域のサイズが上記所定サイズよりも大きい場合(ステップS72:No)、注目領域設定部410は、現在設定されている注目領域よりもサイズを小さくし、粘膜領域に対して注目領域を再設定する(ステップS73)。その後、処理はステップS30に移行する。
On the other hand, when the size of the attention area is larger than the predetermined size (step S72: No), the attention
以上説明したように、本変形例4−1によれば、注目領域のサイズを徐々に小さくしながら、各注目領域における異常部の有無の判別処理を行う。ここで、注目領域のサイズを小さくすることにより、各注目領域内における被写体までの撮像距離の差が小さくなるので、ステップS30〜ステップS73の処理を一巡するごとに、各注目領域に対する異常部の判別精度が上がることになる。このように管腔内画像に対する異常部の判別精度を低い方から高い方に変化させることにより、異常部の判別処理を効率化しつつ、異常部の判別漏れを抑制することが可能となる。 As described above, according to the present modification example 4-1, the presence / absence of an abnormal portion in each region of interest is determined while gradually reducing the size of the region of interest. Here, by reducing the size of the region of interest, the difference in imaging distance to the subject in each region of interest is reduced, so that each time the processing from step S30 to step S73 is completed, the abnormal portion for each region of interest is detected. The discrimination accuracy will increase. In this way, by changing the discrimination accuracy of the abnormal part with respect to the intraluminal image from the lower side to the higher side, it is possible to improve the efficiency of the abnormal part discrimination process and suppress the discrimination of the abnormal part.
以上説明した実施の形態1〜4並びにこれらの変形例に係る画像処理装置は、記録媒体に記録された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータシステムで実行することによって実現することができる。また、このようなコンピュータシステムを、ローカルエリアネットワーク、広域エリアネットワーク(LAN/WAN)、又は、インターネット等の公衆回線を介して、他のコンピュータシステムやサーバ等の機器に接続して使用しても良い。この場合、実施の形態1〜4に係る画像処理装置は、これらのネットワークを介して管腔内画像の画像データを取得したり、これらのネットワークを介して接続された種々の出力機器(ビュアーやプリンタ等)に画像処理結果を出力したり、これらのネットワークを介して接続された記憶装置(記録媒体及びその読取装置等)に画像処理結果を格納するようにしても良い。 The image processing apparatuses according to the first to fourth embodiments and the modifications described above can be realized by executing an image processing program recorded on a recording medium by a computer system such as a personal computer or a workstation. . Further, such a computer system may be used by being connected to other computer systems, servers, or other devices via a public network such as a local area network, a wide area network (LAN / WAN), or the Internet. good. In this case, the image processing apparatuses according to the first to fourth embodiments acquire image data of intraluminal images via these networks, or various output devices (viewers and viewers) connected via these networks. The image processing result may be output to a printer or the like, or the image processing result may be stored in a storage device (such as a recording medium and its reading device) connected via these networks.
なお、本発明は、実施の形態1〜4及びこれらの変形例に限定されるものではなく、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。例えば、各実施の形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を除外して形成しても良いし、異なる実施の形態や変形例に示した構成要素を適宜組み合わせて形成しても良い。 The present invention is not limited to the first to fourth embodiments and the modifications thereof, and various inventions can be made by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments and modifications. Can be formed. For example, some constituent elements may be excluded from all the constituent elements shown in each embodiment or modification, or may be formed by appropriately combining the constituent elements shown in different embodiments or modifications. May be.
1、1−2、2〜4 画像処理装置
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、100−2、200、300、400 演算部
110、410 注目領域設定部
111 粘膜領域抽出部
120 線形状凸領域抽出部
121 凸形状高周波成分算出部
122、152 孤立点除外部
123、153 細線化部
130、210、310、420 領域内曲率特徴量算出部
131 サイズ特徴量算出部
131a、211a 曲率算出部
131b 曲率代表値算出部
131c 距離情報算出部
132、212、312 頻度分布作成部
140、220、320、430 異常判別部
150 線形状凸領域抽出部
151 尾根形状抽出部
211 形状特徴量算出部
211b 曲率標準偏差算出部
311 方向特徴量算出部
311a 曲率中心方向算出部
311b 勾配方向算出部
411 領域分割部
421 サイズ特徴量算出部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出部と、
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率、及び前記管腔内画像の撮像位置から前記線形状の領域までの距離情報を算出するサイズ特徴量算出部を有する領域内曲率特徴量算出部と、
前記曲率の分散が前記距離情報に応じて決定される分散閾値以下である場合において、前記曲率が前記距離情報に応じて決定される曲率閾値以上の範囲に分布する場合に、前記注目領域内に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An attention area setting section for setting an attention area in the intraluminal image;
In the region of interest, a line-shaped convex region extracting unit that extracts a line-shaped region in which pixels having pixel values higher than the surroundings are continuous for a predetermined number of pixels;
Curvature of one or more arcs along the linear region in each section of the linear region delimited by an end point of the linear region or an intersection of the linear regions, and in the lumen An in-region curvature feature amount calculation unit having a size feature amount calculation unit for calculating distance information from the imaging position of the image to the linear region;
In the case where the dispersion of the curvature is equal to or less than a dispersion threshold determined according to the distance information, and the curvature is distributed in a range equal to or greater than the curvature threshold determined according to the distance information, the region of interest An abnormality discriminating unit for discriminating that an abnormal part of fur is present;
An image processing apparatus comprising:
前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出部と、
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率のばらつきを算出する形状特徴量算出部を有する領域内曲率特徴量算出部と、
前記ばらつきが所定の値より大きい場合、前記注目領域に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An attention area setting section for setting an attention area in the intraluminal image;
In the region of interest, a line-shaped convex region extracting unit that extracts a line-shaped region in which pixels having pixel values higher than the surroundings are continuous for a predetermined number of pixels;
A shape for calculating variation in curvature of one or more arcs along the line-shaped region in each section of the line-shaped region delimited by an end point of the line-shaped region or an intersection of the line-shaped regions. An in-region curvature feature quantity calculation unit having a feature quantity calculation unit;
If the variation is greater than a predetermined value, an abnormality determination unit that determines that there is an abnormal portion of fur in the region of interest;
An image processing apparatus comprising:
前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出部と、
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の各々から曲率中心に向かう方向、及び、前記1つ以上の円弧の各々の位置において、前記画像の奥行き方向に被写体が勾配する方向を算出する方向特徴量算出部を有する領域内曲率特徴量算出部と、
前記被写体が勾配する方向別に作成された前記曲率中心に向かう方向の頻度の分散が所定の閾値以下である場合、前記注目領域に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An attention area setting section for setting an attention area in the intraluminal image;
In the region of interest, a line-shaped convex region extracting unit that extracts a line-shaped region in which pixels having pixel values higher than the surroundings are continuous for a predetermined number of pixels;
A direction from each of one or more arcs along the line-shaped region toward the center of curvature in each section of the line-shaped region delimited by an end point of the line-shaped region or an intersection of the line-shaped regions And an in-region curvature feature quantity calculation unit having a direction feature quantity calculation unit for calculating a direction in which the subject is inclined in the depth direction of the image at each position of the one or more arcs;
An abnormality discriminating unit that discriminates that an abnormal part of fur is present in the region of interest when the variance of the frequency in the direction toward the center of curvature created for each direction in which the subject is inclined is equal to or less than a predetermined threshold;
An image processing apparatus comprising:
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間から、1つ以上の円弧の曲率を算出する曲率算出部と、
前記1つ以上の円弧の曲率から代表値を算出する曲率代表値算出部と、
前記管腔内画像の撮像位置から前記線形状の領域までの距離情報を算出する距離情報算出部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The size feature amount calculation unit includes:
From each section of the area of the line shape delimited by the intersection between the regions of the end point or the line shape of the region of the line shape, a curvature calculation unit for calculating a curvature of one or more arcs,
A curvature representative value calculating unit that calculates a representative value from the curvature of the one or more arcs;
A distance information calculation unit for calculating distance information from the imaging position of the intraluminal image to the linear region;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
注目領域設定部が、管腔内画像内に注目領域を設定する注目領域設定ステップと、
線形状凸領域抽出部が、前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、
領域内曲率特徴量算出部が、前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率、及び前記管腔内画像の撮像位置から前記線形状の領域までの距離情報を算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、
異常判別部が、前記曲率の分散が前記距離情報に応じて決定される分散閾値以下である場合において、前記曲率が前記距離情報に応じて決定される曲率閾値以上の範囲に分布する場合に、前記注目領域内に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理装置の作動方法。 An operation method of an image processing apparatus,
A region of interest setting step in which the region of interest setting unit sets a region of interest in the intraluminal image;
A line-shaped convex region extracting step, wherein the line-shaped convex region extracting unit extracts a line-shaped region in which the pixels having a pixel value higher than the surroundings in the region of interest continues for a predetermined number of pixels;
The in-region curvature feature quantity calculation unit includes one or more along the line-shaped region in each section of the line-shaped region divided by an end point of the line-shaped region or an intersection of the line-shaped regions. An in-region curvature feature amount calculating step for calculating the curvature of the arc and the distance information from the imaging position of the intraluminal image to the linear region;
When the abnormality determination unit distributes the curvature in a range equal to or greater than the curvature threshold determined according to the distance information when the curvature dispersion is equal to or less than a dispersion threshold determined according to the distance information , An abnormality determination step for determining that an abnormal portion of fur is present in the region of interest;
A method for operating an image processing apparatus, comprising :
注目領域設定部が、管腔内画像内に注目領域を設定する注目領域設定ステップと、
線形状凸領域抽出部が、前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、
領域内曲率特徴量算出部が、前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率のばらつきを算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、
異常判別部が、前記ばらつきが所定の値より大きい場合、前記注目領域に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理装置の作動方法。 An operation method of an image processing apparatus,
A region of interest setting step in which the region of interest setting unit sets a region of interest in the intraluminal image;
A line-shaped convex region extracting step, wherein the line-shaped convex region extracting unit extracts a line-shaped region in which the pixels having a pixel value higher than the surroundings in the region of interest continues for a predetermined number of pixels;
The in-region curvature feature quantity calculation unit includes one or more along the line-shaped region in each section of the line-shaped region divided by an end point of the line-shaped region or an intersection of the line-shaped regions. An in-region curvature feature amount calculating step for calculating variation in curvature of the arc;
An abnormality determining step, when the variation is larger than a predetermined value, an abnormality determining step for determining that a fur abnormal portion exists in the region of interest;
A method for operating an image processing apparatus, comprising:
注目領域設定部が、管腔内画像内に注目領域を設定する注目領域設定ステップと、
線形状凸領域抽出部が、前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、
領域内曲率特徴量算出部が、前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の各々から曲率中心に向かう方向、及び、前記1つ以上の円弧の各々の位置において、前記画像の奥行き方向に被写体が勾配する方向を算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、
異常判別部が、前記被写体が勾配する方向別に作成された前記曲率中心に向かう方向の頻度の分散が所定の閾値以下である場合、前記注目領域に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理装置の作動方法。 An operation method of an image processing apparatus,
A region of interest setting step in which the region of interest setting unit sets a region of interest in the intraluminal image;
Line shape protruding region extraction unit, in the region of interest, a line-shaped convex region extraction step of extracting the line-shaped region in which pixels higher pixel value than surrounding or more consecutive predetermined number of pixels,
The in-region curvature feature quantity calculation unit includes one or more along the line-shaped region in each section of the line-shaped region divided by an end point of the line-shaped region or an intersection of the line-shaped regions. An in-region curvature feature amount calculating step of calculating a direction from each arc toward the center of curvature and a direction in which the subject is inclined in the depth direction of the image at each of the one or more arcs;
An abnormality determination unit that determines that there is an abnormal portion of fur in the region of interest when a variance in the frequency of the direction toward the center of curvature created for each direction in which the subject is inclined is equal to or less than a predetermined threshold value Steps,
A method for operating an image processing apparatus, comprising:
前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率、及び前記管腔内画像の撮像位置から前記線形状の領域までの距離情報を算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、
前記曲率の分散が前記距離情報に応じて決定される分散閾値以下である場合において、前記曲率が前記距離情報に応じて決定される曲率閾値以上の範囲に分布する場合に、前記注目領域内に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 A region of interest setting step for setting a region of interest in the intraluminal image;
In the region of interest, a line-shaped convex region extraction step for extracting a line-shaped region in which pixels having a pixel value higher than that of the surrounding region continue for a predetermined number of pixels;
Curvature of one or more arcs along the linear region in each section of the linear region delimited by an end point of the linear region or an intersection of the linear regions, and in the lumen An in-region curvature feature amount calculating step for calculating distance information from an image capturing position to the linear region;
In the case where the dispersion of the curvature is equal to or less than a dispersion threshold determined according to the distance information, and the curvature is distributed in a range equal to or greater than the curvature threshold determined according to the distance information, the region of interest An abnormality determination step for determining that an abnormal part of fur is present;
An image processing program for causing a computer to execute.
前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の曲率のばらつきを算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、
前記ばらつきが所定の値より大きい場合、前記注目領域に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 A region of interest setting step for setting a region of interest in the intraluminal image;
In the region of interest, a line-shaped convex region extraction step for extracting a line-shaped region in which pixels having a pixel value higher than that of the surrounding region continue for a predetermined number of pixels;
An area for calculating a variation in curvature of one or more arcs along the line-shaped area in each section of the line-shaped area divided by an end point of the line-shaped area or an intersection of the line-shaped areas An internal curvature feature amount calculating step;
When the variation is larger than a predetermined value, an abnormality determination step for determining that an abnormal portion of fur is present in the region of interest;
An image processing program for causing a computer to execute.
前記注目領域において、周囲よりも画素値が高い画素が所定の画素数以上連続する線形状の領域を抽出する線形状凸領域抽出ステップと、
前記線形状の領域の端点又は前記線形状の領域同士の交点によって区切られる前記線形状の領域の各区間における、前記線形状の領域に沿った1つ以上の円弧の各々から曲率中心に向かう方向、及び、前記1つ以上の円弧の各々の位置において、前記画像の奥行き方向に被写体が勾配する方向を算出する領域内曲率特徴量算出ステップと、
前記被写体が勾配する方向別に作成された前記曲率中心に向かう方向の頻度の分散が所定の閾値以下である場合、前記注目領域に柔毛の異常部が存在すると判別する異常判別ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 A region of interest setting step for setting a region of interest in the intraluminal image;
In the region of interest, a line-shaped convex region extraction step for extracting a line-shaped region in which pixels having a pixel value higher than that of the surrounding region continue for a predetermined number of pixels;
A direction from each of one or more arcs along the line-shaped region toward the center of curvature in each section of the line-shaped region delimited by an end point of the line-shaped region or an intersection of the line-shaped regions And an in-region curvature feature amount calculating step for calculating a direction in which the subject is inclined in the depth direction of the image at each position of the one or more arcs;
An abnormality determination step of determining that there is an abnormal portion of fur in the region of interest when the variance of the frequency in the direction toward the center of curvature created for each direction in which the subject is inclined is equal to or less than a predetermined threshold;
An image processing program for causing a computer to execute.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012163902A JP6132485B2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Image processing apparatus, operation method of image processing apparatus, and image processing program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012163902A JP6132485B2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Image processing apparatus, operation method of image processing apparatus, and image processing program |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014023566A JP2014023566A (en) | 2014-02-06 |
| JP2014023566A5 JP2014023566A5 (en) | 2015-08-13 |
| JP6132485B2 true JP6132485B2 (en) | 2017-05-24 |
Family
ID=50197829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012163902A Expired - Fee Related JP6132485B2 (en) | 2012-07-24 | 2012-07-24 | Image processing apparatus, operation method of image processing apparatus, and image processing program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6132485B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015092904A1 (en) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | オリンパス株式会社 | Image-processing apparatus, image-processing method, and image-processing program |
| WO2017109904A1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | オリンパス株式会社 | Image processing device, image processing method, and program |
| KR102273373B1 (en) * | 2018-05-08 | 2021-07-06 | 주식회사 딥바이오 | Data Processing system and method for searching end-point of preset data cluster |
| CN113776676B (en) * | 2021-09-23 | 2024-12-03 | 中国航天科工集团八五一一研究所 | A method for infrared small target detection based on image curvature and gradient |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0636190B2 (en) * | 1986-01-07 | 1994-05-11 | 松下電器産業株式会社 | Screw hole position recognition method |
| JP4855673B2 (en) * | 2004-12-13 | 2012-01-18 | オリンパス株式会社 | Medical image processing device |
| JP2007236956A (en) * | 2007-03-16 | 2007-09-20 | Olympus Corp | Endoscopic diagnosis support apparatus and endoscopic image processing method |
| JP2008278963A (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Olympus Corp | Image processing device and image processing program |
| JP5683888B2 (en) * | 2010-09-29 | 2015-03-11 | オリンパス株式会社 | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program |
-
2012
- 2012-07-24 JP JP2012163902A patent/JP6132485B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014023566A (en) | 2014-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105828691B (en) | Image processing device, image processing method | |
| Choi et al. | Genetic programming-based feature transform and classification for the automatic detection of pulmonary nodules on computed tomography images | |
| CN104933709B (en) | Random walk CT lung tissue image automatic segmentation methods based on prior information | |
| CN110717896B (en) | Surface defect detection method of strip steel based on saliency label information propagation model | |
| Ahn et al. | Automated saliency-based lesion segmentation in dermoscopic images | |
| JP6660313B2 (en) | Detection of nuclear edges using image analysis | |
| CN110021024B (en) | An image segmentation method based on LBP and chain code technology | |
| CN108027970A (en) | Methods, devices and systems for the medical image for analyzing blood vessel | |
| JP2006006359A (en) | Image generator, image generator method, and its program | |
| CN106127735B (en) | A kind of facilities vegetable edge clear class blade face scab dividing method and device | |
| CN110766659A (en) | Medical image recognition method, apparatus, device and medium | |
| CN108986109B (en) | An automatic segmentation method for serialized visual human slice images | |
| JP6132485B2 (en) | Image processing apparatus, operation method of image processing apparatus, and image processing program | |
| CN113780421B (en) | Brain PET image identification method based on artificial intelligence | |
| Shally et al. | Tumor volume calculation of brain from MRI slices | |
| CN108830864A (en) | Image partition method | |
| JP2006325937A (en) | Image determination device, image determination method, and program therefor | |
| JP6546385B2 (en) | IMAGE PROCESSING APPARATUS, CONTROL METHOD THEREOF, AND PROGRAM | |
| JP2014106713A (en) | Program, method, and information processor | |
| CN115700784A (en) | Image processing method, device and storage medium | |
| Khan et al. | Segmentation of single and overlapping leaves by extracting appropriate contours | |
| Maitra et al. | Accurate breast contour detection algorithms in digital mammogram | |
| Obuchowicz et al. | Computational intelligence techniques in image segmentation for cytopathology | |
| CN119251192A (en) | Method, device, equipment and medium for extracting image features of ultrasonic images | |
| US10872400B1 (en) | Spectral selection and transformation of image frames |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150623 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150623 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160530 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160607 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20160721 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161006 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161108 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20161221 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170307 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170321 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170418 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6132485 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |