JP7623683B2 - Image processing device, image processing program, and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理装置と画像処理プログラムと画像処理方法とに関する。 The present invention relates to an image processing device, an image processing program, and an image processing method.
脳内の血管障害の早期発見には、CT(Computed Tomography)やMRI(Magnetic Resonance Imaging)のような人体の内側を可視化する医療機器が使用されている。しかし、これらの医療機器は、高額である。そのため、設備投資の負担が大きく、これらの医療機器を有する病院は限られる。また、医療費も高額になるため、患者の医療費負担も大きい。 For early detection of vascular disorders in the brain, medical devices that visualize the inside of the human body, such as CT (Computed Tomography) and MRI (Magnetic Resonance Imaging), are used. However, these medical devices are expensive. This means that the burden of capital investment is large, and only a limited number of hospitals have these medical devices. In addition, medical costs are high, which means that patients bear a large medical expense burden.
脳は、発生学的に眼と同一の器官である。そのため、脳内の血管の状態は、眼底の網膜血管の状態から推測できる。そこで、脳内の血管障害のリスク診断には、前述の医療機器を必要としない眼底検査が用いられてきている。近年、第3期特定健康診断の改訂により、眼底検査が内科の検査項目に取り入れられている。しかし、眼底検査には判定医の経験と技量とが大きく寄与する。そのため、専門医ではない内科医にとって、精度の良い眼底検査は困難である。したがって、眼底検査の自動化が求められている。眼底検査の自動化には、眼底を撮像した撮像画像から血管を正確に抽出する画像処理技術が必要である。 The brain is the same organ as the eye in terms of development. Therefore, the state of blood vessels in the brain can be inferred from the state of retinal blood vessels at the fundus. Therefore, fundus examinations, which do not require the aforementioned medical equipment, have been used to diagnose the risk of vascular disorders in the brain. In recent years, with the revision of the third stage of specific health checkups, fundus examinations have been incorporated into internal medicine examination items. However, fundus examinations depend heavily on the experience and skill of the examining physician. For this reason, it is difficult for internists who are not specialists to perform accurate fundus examinations. Therefore, there is a demand for the automation of fundus examinations. To automate fundus examinations, image processing technology is required to accurately extract blood vessels from images of the fundus.
これまでにも、撮像画像から血管を抽出する画像処理技術が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 Image processing techniques have been proposed to extract blood vessels from captured images (see, for example, Non-Patent Document 1).
非特許文献1に開示されている技術は、エネルギー関数を用いた探索により、血管壁の解候補を選出し、血管壁との類似度が最大の解候補を血管輪郭線として抽出する。しかしながら、眼底画像の視認性は悪く、非特許文献1に開示されている技術による血管輪郭線の抽出精度は必ずしも良好とは言えない。そのため、撮像画像から抽出された血管の輪郭線を補正する技術が求められている。
The technology disclosed in Non-Patent
本発明は、撮像画像から抽出された血管の輪郭線を補正する技術を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a technique for correcting the contours of blood vessels extracted from captured images.
本発明に係る画像処理装置は、血管が撮像された撮像画像に基づいて生成された血管の輪郭線を補正する画像処理装置であって、輪郭線は、血管の幅方向における一方側の輪郭を示す第1輪郭線と、幅方向における他方の輪郭を示す第2輪郭線と、を含み、撮像画像と、撮像画像に撮像された血管の輪郭線に対応する輪郭画素の位置情報と、を関連付けて記憶する記憶部と、第1輪郭線と第2輪郭線とのいずれか一方を補正の対象輪郭線として選択する輪郭線選択部と、輪郭画素の位置情報に基づいて、対象輪郭線に対応する輪郭画素のうち、複数の輪郭画素を抽出画素として抽出する抽出部と、複数の抽出画素のうち、所定の位置関係を有する2つの抽出画素を選択画素として選択する画素選択部と、選択された2つの選択画素ごとに、2つの選択画素から所定位置に配置される複数の参照画素それぞれの画素情報に基づいて、撮像画像を構成する画素の中から補正後の対象輪郭線に対応する補正画素を決定する補正画素決定部と、補正画素の位置情報に基づいて、補正後の対象輪郭線を特定する補正輪郭線特定部と、を有してなる、ことを特徴とする。 The image processing device according to the present invention is an image processing device that corrects a blood vessel contour line generated based on a captured image in which the blood vessel is captured, the contour line including a first contour line indicating the contour line on one side in the width direction of the blood vessel and a second contour line indicating the contour line on the other side in the width direction, and is characterized by having: a storage unit that stores the captured image and position information of the contour pixels corresponding to the blood vessel contour line captured in the captured image in association with each other; a contour line selection unit that selects one of the first contour line and the second contour line as a target contour line for correction; an extraction unit that extracts multiple contour pixels as extracted pixels from the contour pixels corresponding to the target contour line based on the position information of the contour pixels; a pixel selection unit that selects two extracted pixels having a predetermined positional relationship from the multiple extracted pixels as selected pixels; a correction pixel determination unit that determines a correction pixel corresponding to the target contour line after correction from among the pixels constituting the captured image based on pixel information of each of multiple reference pixels arranged at a predetermined position from the two selected pixels for each of the two selected selected pixels; and a correction contour line identification unit that identifies the target contour line after correction based on the position information of the correction pixels.
本発明によれば、撮像画像から抽出された血管の輪郭線を補正することができる。 According to the present invention, it is possible to correct the contours of blood vessels extracted from captured images.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る画像処理装置(以下「本装置」という。)と画像処理プログラム(以下「本プログラム」という。)と画像処理方法(以下「本方法」という。)との実施の形態について説明する。 Below, with reference to the drawings, we will explain embodiments of an image processing device (hereinafter referred to as "the device"), an image processing program (hereinafter referred to as "the program"), and an image processing method (hereinafter referred to as "the method") according to the present invention.
本発明は、血管が撮像された撮像画像に基づいて生成された血管の輪郭線を補正するものである。具体的には、本発明は、撮像画像を構成する画素の画素情報に基づいて、撮像画像を構成する画素の中から補正後の輪郭線に対応する画素(以下「補正画素」という。)を決定し、補正画素の位置情報に基づいて補正後の輪郭線を特定する。また、本発明は、補正画素ごとの曲率に基づいて、補正画素の位置情報を補正する。 The present invention corrects the contour line of a blood vessel generated based on a captured image of the blood vessel. Specifically, the present invention determines pixels (hereinafter referred to as "correction pixels") that correspond to the corrected contour line from among the pixels that make up the captured image based on pixel information of the pixels that make up the captured image, and identifies the corrected contour line based on position information of the correction pixels. The present invention also corrects the position information of the correction pixels based on the curvature of each correction pixel.
「撮像画像」は、例えば、眼底カメラで撮像された眼底画像、X線撮像装置で撮像されたX線画像、CT装置で撮像されたCT画像、の他、通常の光学カメラで撮像された画像も含む。本発明において、撮像画像には、少なくとも血管が被写体として撮像される。前述のとおり、本実施の形態において、撮像画像は、眼底画像である。 "Captured image" includes, for example, fundus images captured by a fundus camera, X-ray images captured by an X-ray imaging device, CT images captured by a CT device, as well as images captured by a normal optical camera. In the present invention, the captured image includes at least blood vessels as the subject. As described above, in this embodiment, the captured image is a fundus image.
「血管」は、人の血管だけでなく、人を除く動物の血管も含む。本実施の形態において、血管は、人の眼底の血管である。 "Blood vessels" includes not only human blood vessels but also blood vessels of animals other than humans. In this embodiment, the blood vessels are blood vessels in the fundus of a human eye.
「輪郭線」は、撮像画像に撮像されている血管の輪郭をなぞる線である。本実施の形態において、輪郭線は、例えば、撮像画像に公知の画像処理が実行されることにより生成される。ここで、血管は、幅を有する管体であるため、撮像画像に撮像された1本の血管の輪郭線は、血管の幅方向の一方側の輪郭を示す輪郭線(以下「第1輪郭線」という。)と、同幅方向の他方側の輪郭を示す輪郭線(以下「第2輪郭線」という。)と、を含む。 A "contour line" is a line that traces the contour of a blood vessel captured in a captured image. In this embodiment, the contour line is generated, for example, by performing known image processing on the captured image. Here, since blood vessels are tubular bodies having a width, the contour line of a single blood vessel captured in a captured image includes a contour line that indicates the contour of one side in the width direction of the blood vessel (hereinafter referred to as a "first contour line"), and a contour line that indicates the contour of the other side in the same width direction (hereinafter referred to as a "second contour line").
「画素情報」は、画素ごとの情報である。本実施の形態において、画素情報は、画素の輝度値と、隣接する画素との間の輝度値の変化量(輝度勾配)と、を含む。 "Pixel information" is information for each pixel. In this embodiment, pixel information includes the luminance value of the pixel and the amount of change in luminance value between adjacent pixels (luminance gradient).
「位置情報」は、画素の位置に関する情報、すなわち、画素の座標を示す情報である。 "Position information" is information about the position of a pixel, i.e., information indicating the coordinates of the pixel.
●画像処理装置(1)●
先ず、本装置の実施の形態(第1実施形態)について説明する。
●Image processing device (1)●
First, a first embodiment of the present device will be described.
図1は、本装置の実施の形態を示すネットワーク接続図である。
同図は、本装置1が、有線通信方式または無線通信方式を利用するネットワーク(通信回線)Nを介して、情報記憶装置2に接続されていることを示す。
FIG. 1 is a network connection diagram showing an embodiment of the present device.
The figure shows that the
本装置1は、撮像画像i1(図3参照。以下同じ。)を構成する画素の画素情報に基づいて、撮像画像i1に撮像されている血管の輪郭線を補正する。本装置1の具体的な構成と動作とは、後述する。
This
情報記憶装置2は、撮像画像i1と、撮像画像i1に撮像されている血管の輪郭線に対応する画素(以下「輪郭画素」という。)の位置情報と、を関連付けて記憶する。情報記憶装置2は、例えば、情報記憶サーバ、NAS、パーソナルコンピュータである。
The
ネットワークNは、例えば、インターネット、移動体通信網、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)のような通信網である。 The network N is, for example, a communication network such as the Internet, a mobile communication network, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), Wi-Fi (registered trademark), or Bluetooth (registered trademark).
●画像処理装置(1)の構成
図2は、本装置1の実施の形態を示す機能ブロック図である。
Configuration of the Image Processing Device (1) FIG. 2 is a functional block diagram showing an embodiment of the
本装置1は、例えば、パーソナルコンピュータで実現される。本装置1では、本プログラムが動作して、本プログラムが本装置1のハードウェア資源と協働して、本方法を実現する。
The
ここで、コンピュータ(不図示)に本プログラムを実行させることで、本プログラムは、同コンピュータを本装置1と同様に機能させて、同コンピュータに本方法を実行させることができる。
Here, by having a computer (not shown) execute this program, the program can cause the computer to function in the same manner as the
本装置1は、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、を備える。
The
通信部11は、ネットワークNを介して、情報記憶装置2から撮像画像i1を取得する。通信部11は、例えば、通信モジュールとアンテナとにより構成される。撮像画像i1は、記憶部12に記憶される。
The
記憶部12は、本装置1が後述する本方法を実行するために必要な情報を記憶する。記憶部12は、例えば、本装置1が備えるHDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)のような記録装置、RAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリ、および/または、フラッシュメモリのような可搬性記憶媒体、により構成される。本実施の形態において、記憶部12は、予め情報記憶装置2から受信した撮像画像i1と、撮像画像i1に撮像された血管の輪郭画素の位置情報と、を関連付けて記憶している。
The
制御部13は、本装置1全体の動作を制御すると共に、後述する本方法を実行する。制御部13は、例えば、本装置1が備えるCPU(Central Processing Unit)と、CPUの作業領域として機能するRAMのような揮発性メモリと、本プログラムなどの各種情報を記憶するROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリと、により構成される。制御部13は、輪郭線選択部131と、抽出部132と、画素選択部133と、補正画素決定部134と、2次補正部135と、補正輪郭線特定部136と、を備える。
The
輪郭線選択部131は、輪郭線のうち、第1輪郭線と第2輪郭線とのいずれか一方を補正の対象の輪郭線(以下「対象輪郭線」という。)として選択する。輪郭線選択部131の具体的な動作は、後述する。
The contour
抽出部132は、輪郭画素の位置情報に基づいて、対象輪郭線を構成する(対象輪郭線に対応する)輪郭画素のうち、複数の輪郭画素を抽出画素として抽出する。抽出部132の具体的な動作は、後述する。
Based on the position information of the contour pixels, the
画素選択部133は、複数の抽出画素のうち、所定の位置関係を有する2つの抽出画素を選択画素として選択する。画素選択部133の具体的な動作と所定の位置関係とは、後述する。
The
補正画素決定部134は、選択された2つの選択画素ごとに、2つの選択画素から同じ距離の位置に配置される複数の画素(以下「参照画素」という。)それぞれの画素情報に基づいて、撮像画像i1を構成する画素の中から補正後の対象輪郭線に対応する補正画素を決定する。補正画素決定部134の具体的な動作は、後述する。
For each of the two selected pixels, the correction
「同じ距離の位置」は、本発明における所定位置の例であり、撮像画像i1において、2つの選択画素からの直線距離が同じとなる位置であることを意味する。ここで、撮像画像i1は複数の画素から構成されるため、2つの選択画素からの直線距離が完全に同じとなる位置に単一の画素が存在しないことがあり得る。そのため、同じ距離の位置に配置される画素は、2つの選択画素からの直線距離が同じとなる位置に配置される画素だけでなく、同位置に隣接する画素(2つの選択画素からの直線距離が「略同じ」となる画素)を含み得る。すなわち、例えば、2つの選択画素の間に偶数(例えば、10)の画素が有る場合、1の選択画素から6画素分の位置にある画素(他の1の選択画素から4画素分の位置にある画素)は、2つの選択画素からの直線距離が同じとなる画素となり得る。 "Positions at the same distance" is an example of a predetermined position in the present invention, and means a position in the captured image i1 where the linear distance from the two selected pixels is the same. Here, since the captured image i1 is composed of multiple pixels, there may not be a single pixel at a position where the linear distance from the two selected pixels is exactly the same. Therefore, pixels arranged at the same distance may include not only pixels arranged at positions where the linear distance from the two selected pixels is the same, but also pixels adjacent to the same position (pixels where the linear distance from the two selected pixels is "almost the same"). That is, for example, if there is an even number of pixels (e.g., 10) between the two selected pixels, a pixel located 6 pixels away from one selected pixel (a pixel located 4 pixels away from the other selected pixel) may be a pixel where the linear distance from the two selected pixels is the same.
2次補正部135は、補正画素の位置情報を補正する。2次補正部135の具体的な動作は、後述する。
The
補正輪郭線特定部136は、補正画素の位置情報に基づいて、補正後の対象輪郭線を特定する。補正輪郭線特定部136の具体的な動作は、後述する。 The correction contour line specification unit 136 specifies the target contour line after correction based on the position information of the correction pixel. The specific operation of the correction contour line specification unit 136 will be described later.
●画像処理装置(1)の動作
次に、本装置1の動作、すなわち、本装置1が実行する本方法の実施の形態について、図2も参照しつつ説明する。
Operation of the Image Processing Device (1) Next, the operation of the
以下の説明において、本装置1はネットワークNを介して情報記憶装置2から撮像画像i1と、撮像画像i1に撮像された血管の輪郭線に対応する輪郭画素の位置情報と、を取得し、両者を関連付けて記憶部12に記憶しているものとする。また、以下の説明で用いられる撮像画像i1には、輪郭線が重畳されているものとする。さらに、以下の説明において、輪郭線には符号「L」が付され、第1輪郭線には符号「L1」が付され、第2輪郭線には符号「L2」が付され、対象輪郭線には符号「Lt」が付されるものとする。さらに、以下の説明において、各画素を区別するため、各画素には、「P」を頭文字とする符号が付されるものとする。
In the following description, it is assumed that the
図3は、撮像画像i1の例を示す模式図である。
同図は、説明の便宜上、1つの血管の一部を拡大して示す。同図は、撮像画像i1において、撮像されている血管の一部に輪郭線L(第1輪郭線L1、第2輪郭線L2)が重畳されていることを示す。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a captured image i1.
For ease of explanation, the figure shows an enlarged view of a portion of one blood vessel, and illustrates that in the captured image i1, a portion of the captured blood vessel is superimposed with a contour line L (a first contour line L1 and a second contour line L2).
図4は、本方法の実施の形態を示すフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart illustrating an embodiment of the method.
本方法は、1次補正処理(S1)と2次補正処理(S2)とを実行する。 This method performs a first correction process (S1) and a second correction process (S2).
●1次補正処理
先ず、本装置1は、1次補正処理(S1)を実行する。
First, the
図5は、1次補正処理(S1)のフローチャートである。
図6は、1次補正処理(S1)の各段階の撮像画像i1を示す模式図である。
FIG. 5 is a flowchart of the primary correction process (S1).
FIG. 6 is a schematic diagram showing a captured image i1 at each stage of the primary correction process (S1).
「1次補正処理(S1)」は、撮像画像i1を構成する画素の画素情報に基づいて、撮像画像i1に関連付けられている輪郭線Lに対応する輪郭画素の位置情報を補正する処理である。 The "primary correction process (S1)" is a process for correcting the position information of the contour pixels corresponding to the contour line L associated with the captured image i1 based on the pixel information of the pixels constituting the captured image i1.
先ず、輪郭線選択部131は、第1輪郭線L1と第2輪郭線L2とのいずれか一方を対象輪郭線Ltとして選択する(S101)。すなわち、例えば、輪郭線選択部131は、撮像画像i1における、第1輪郭線L1および第2輪郭線L2の位置関係(例えば、撮像画像i1を構成する画素の座標の原点(0,0)との距離)に基づいて、対象輪郭線Ltを選択する。
First, the contour
なお、本発明における輪郭線選択部は、本装置の使用者が選択手段(不図示)を用いて選択した輪郭線を対象輪郭線として選択してもよく、あるいは、血管に対する相対的な位置関係(血管に対する上下左右方向など)に基づいて対象輪郭線を選択してもよい。 The contour line selection unit of the present invention may select as the target contour line a contour line selected by the user of the device using a selection means (not shown), or may select the target contour line based on its relative positional relationship with the blood vessel (such as up, down, left, right, etc. with respect to the blood vessel).
次いで、補正画素決定部134は、対象輪郭線Ltとして選択されていない輪郭線L(本実施の形態では、第2輪郭線L2)を含む所定領域に含まれる画素にマスク処理を実行して(S102)、同所定領域を後述する補正画素の対象から除外する。ここで、補正画素決定部134は、例えば、第2輪郭線L2に公知の膨張処理を実行して、膨張化された第2輪郭線L2に覆われる領域(所定領域)を画定する。
Next, the correction
なお、マスク処理において補正画素の対象から除外される所定領域は、対象輪郭線として選択されていない輪郭線を基準とした一定の領域でもよい。また、マスク処理は、後述する参照画素の輝度値の変化量の算出までに実行されればよい。 In addition, the specified area that is excluded from the target of correction pixels in the masking process may be a fixed area based on a contour that is not selected as the target contour. Furthermore, the masking process only needs to be performed before the amount of change in the luminance value of the reference pixel is calculated, which will be described later.
次いで、抽出部132は、撮像画像i1を構成する画素のうち、対象輪郭線Ltに対応する輪郭画素の位置情報に基づいて、対象輪郭線Ltに対応する輪郭画素のうち、複数の輪郭画素を抽出画素P1(n)として抽出する(S103)。すなわち、例えば、抽出部132は、複数の輪郭画素から、略等間隔に一定数の輪郭画素を抽出画素P1(n)として抽出する。以下の説明において、抽出部132は、6つの抽出画素P1(1)~P1(6)を抽出したものとする。
Then, based on the position information of the contour pixels corresponding to the target contour line Lt among the pixels constituting the captured image i1, the
なお、本発明における抽出部は、対象輪郭線に対応する輪郭画素の全てを抽出画素として抽出してもよい。 In addition, the extraction unit in the present invention may extract all of the contour pixels corresponding to the target contour as extracted pixels.
次いで、画素選択部133は、複数の抽出画素P1(1)~P1(6)のうち、隣り合う2つの抽出画素P1(n),P1(n+1)を選択画素P2(1),P2(2)として選択する(S104)。すなわち、例えば、6つの抽出画素P1(1)~P1(6)が番号順に配列されているとき、画素選択部133は、抽出画素P1(1),P1(2)を選択画素P2(1),P2(2)として選択する。
Next, the
ここで、本実施の形態において、「隣り合う」位置関係は、本発明における所定の位置関係の例である。 Here, in this embodiment, the "adjacent" positional relationship is an example of a predetermined positional relationship in the present invention.
図7は、1次補正処理(S1)の途中段階の撮像画像i1を示す模式図である。
同図は、説明の便宜上、2つの選択画素P2(1),P2(2)の近傍を拡大して示す。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a captured image i1 in the middle of the primary correction process (S1).
For ease of explanation, the figure shows an enlarged view of the vicinity of two selected pixels P2(1) and P2(2).
図5~図7に戻る。
次いで、補正画素決定部134は、2つの選択画素P2(1),P2(2)同士を結ぶ仮想線分Lmを生成し、仮想線分Lmの中点において、仮想線分Lmに直交する仮想垂線Lnを生成する(S105)。ここで、仮想垂線Lnの長さは、例えば、所定の長さ(例えば、中点を中心画素とする9画素)に予め設定されている。
Returning to Figures 5 to 7.
Next, the correction
なお、仮想垂線の長さは、例えば、第1輪郭線と第2輪郭線との間の距離(すなわち、血管の幅、口径)に基づいて、設定されてもよい。すなわち、例えば、仮想垂線の長さは、同距離の2倍未満に設定されてもよい。 The length of the virtual perpendicular line may be set, for example, based on the distance between the first contour line and the second contour line (i.e., the width or caliber of the blood vessel). That is, for example, the length of the virtual perpendicular line may be set to less than twice that distance.
次いで、補正画素決定部134は、撮像画像i1を構成する画素のうち、仮想垂線Lnに対応する複数の画素を参照画素P3(n)として特定する(S106)。すなわち、例えば、仮想垂線Lnの長さが9画素の場合、9つの画素を参照画素P3(1)~P3(9)として特定する。ここで、仮想垂線Lnに対応する画素は、2つの選択画素P2(1),P2(2)から略同じ距離の位置に配置される画素である。すなわち、仮想垂線Lnに対応する画素は、本発明における所定位置に配置される画素である。
Then, the correction
次いで、補正画素決定部134は、記憶部12から参照画素P3(1)~P3(9)それぞれの輝度値を取得して、複数の参照画素P3(1)~P3(9)それぞれの輝度値に基づいて、隣接する2つの参照画素P3(n),P3(n+1)ごとの輝度値の変化量を取得する(S107)。すなわち、例えば、補正画素決定部134は、参照画素P3(1)~P3(9)それぞれの1次輝度勾配と2次輝度勾配とを算出する。
Then, the correction
なお、本発明における補正画素決定部は、1次輝度勾配のみを算出してもよく、あるいは、他の計算により輝度値の変化量を算出してもよい。 The correction pixel determination unit in the present invention may calculate only the primary luminance gradient, or may calculate the amount of change in luminance value using other calculations.
図8は、各参照画素P3(n)の画素値と、その変化量(1次勾配)の例を示す模式図である。同図は、参照画素P3(6)が輝度値の変化量が最大であることを示す。 Figure 8 is a schematic diagram showing an example of the pixel value of each reference pixel P3(n) and the amount of change (first-order gradient) of the pixel value. The figure shows that the reference pixel P3(6) has the largest amount of change in luminance value.
図5~図8に戻る。
次いで、補正画素決定部134は、複数の参照画素P3(1)~P3(9)のうち、輝度値の変化量が最大の参照画素P3(n)を補正画素P4(n)として決定する(S108)。通常、撮像画像i1において、被写体である血管は、背景よりも暗く撮像される。そのため、輝度値の変化量の大きい画素は、血管のエッジに相当する画素とみなすことができる。
Returning to Figures 5 to 8.
Next, the correction
ここで、仮想垂線Lnは、対象輪郭線Ltとして選択されていない輪郭線L(第2輪郭線L2)上を通過し得る。そのため、画素値の変化量が最大の参照画素P3(n)は、第2輪郭線L2近辺にも存在し得る。その結果、補正画素決定部134は、第2輪郭線L2近辺の参照画素P3(n)を補正画素P4(n)として決定し得る。しかしながら、本実施の形態では、処理(S102)のマスク処理において、第2輪郭線L2近辺の参照画素P3(n)は、補正画素P4(n)の対象から除外されている。そのため、処理(S108)において、輝度値の変化量が最大の画素は、単一の参照画素P3(n)となる。
Here, the virtual perpendicular line Ln may pass through the contour L (second contour L2) that is not selected as the target contour Lt. Therefore, the reference pixel P3(n) with the largest change in pixel value may also be located near the second contour L2. As a result, the correction
なお、本発明における補正画素決定部は、前述のマスク処理を実行しなくてもよい。この場合、本発明における補正画素決定部は、例えば、画素値の変化量が大きい2つの参照画素のうち、対象輪郭線に近い画素を補正画素として決定する。 The correction pixel determination unit in the present invention does not need to perform the masking process described above. In this case, the correction pixel determination unit in the present invention, for example, determines the pixel closest to the target contour as the correction pixel out of two reference pixels with a large amount of change in pixel value.
次いで、制御部13(たとえば、補正画素決定部134)は、選択画素P2(1),P2(2)として未選択の抽出画素P1(n)の有無を判定する(S109)。選択画素P2(1),P2(2)として未選択の抽出画素P1(n)が有るとき(S109の「Y」)、1次補正処理(S1)は、処理(S103)に戻る。すなわち、例えば、画素選択部133は、未選択の抽出画素P1(3)~P1(6)のうち、既に選択済みの抽出画素P1(2)に隣り合う抽出画素P1(3)と、既に選択済みの抽出画素P1(1),P1(2)のうち、未選択の抽出画素P1(3)に隣り合う抽出画素P1(2)と、を次の選択画素P2(1),P2(2)として選択する。
Then, the control unit 13 (for example, the correction pixel determination unit 134) determines whether there is an extracted pixel P1(n) that has not been selected as the selected pixel P2(1) or P2(2) (S109). When there is an extracted pixel P1(n) that has not been selected as the selected pixel P2(1) or P2(2) ("Y" in S109), the primary correction process (S1) returns to the process (S103). That is, for example, the
一方、選択画素P2(1),P2(2)として未選択の抽出画素P1(n)が無いとき(S109の「N」)、補正画素決定部134は、全ての補正画素P4(1)~P4(5)の位置情報を、補正画素群の位置情報として撮像画像i1に関連付けて記憶部12に記憶する(S110)。
On the other hand, when there is no extracted pixel P1(n) that has not been selected as the selected pixel P2(1) or P2(2) ("N" in S109), the correction
次いで、制御部13(例えば、補正画素決定部134)は、対象輪郭線Ltとして未選択の輪郭線Lの有無を判定する(S111)。対象輪郭線Ltとして未選択の輪郭線Lが有るとき(S111の「Y」)、1次補正処理(S1)は、処理(S101)に戻る。一方、対象輪郭線Ltとして未選択の輪郭線Lが無いとき(S111の「N」)、1次補正処理(S1)は、終了する。 The control unit 13 (e.g., the correction pixel determination unit 134) then determines whether or not there is a contour line L that has not been selected as the target contour line Lt (S111). If there is a contour line L that has not been selected as the target contour line Lt ("Y" in S111), the primary correction process (S1) returns to the process (S101). On the other hand, if there is no contour line L that has not been selected as the target contour line Lt ("N" in S111), the primary correction process (S1) ends.
●2次補正処理
次いで、本装置1は、2次補正処理(S2)を実行する。
Secondary Correction Process Next, the
図9は、2次補正処理(S2)のフローチャートである。
図10は、2次補正処理(S2)の各段階の撮像画像i1を示す模式図である。
図10は、静脈が動脈と交叉して、静脈の一部が動脈の一部に覆い隠されている状態を示す。
FIG. 9 is a flowchart of the secondary correction process (S2).
FIG. 10 is a schematic diagram showing the captured image i1 at each stage of the secondary correction process (S2).
FIG. 10 shows a vein crossing an artery such that part of the vein is obscured by part of the artery.
「2次補正処理(S2)」は、1次補正処理(S1)で決定された補正画素P4(n)の位置情報を補正する処理である。前述のとおり、撮像画像i1において血管は背景よりも暗く撮像されるため、輝度値の変化量で補正する1次補正処理(S1)により決定される補正画素P4(n)は、略正確に血管の輪郭に対応する。しかしながら、例えば、動脈と静脈とが交叉する血管の交叉部では、動脈の輝度値と静脈との輝度値との間の差異が少ない。そのため、例えば、交叉部における静脈の補正画素P4(n)は、動脈側に突出しまたは静脈内に凹み得る。2次補正処理(S2)は、このように、輝度値の差異が少ない部位において決定された補正画素P4(n)の位置情報を、輝度値とは異なる要素(曲率)に基づいて補正する処理である。 The "secondary correction process (S2)" is a process for correcting the position information of the correction pixel P4(n) determined in the primary correction process (S1). As described above, blood vessels are imaged darker than the background in the captured image i1, so the correction pixel P4(n) determined by the primary correction process (S1), which corrects with the amount of change in luminance value, corresponds approximately exactly to the contour of the blood vessel. However, for example, at the crossing of blood vessels where an artery and a vein cross, the difference between the luminance value of the artery and the luminance value of the vein is small. Therefore, for example, the correction pixel P4(n) of the vein at the crossing may protrude toward the artery or recess into the vein. The secondary correction process (S2) is a process for correcting the position information of the correction pixel P4(n) determined in such a region where the difference in luminance value is small, based on a factor (curvature) different from the luminance value.
先ず、2次補正部135は、2次補正の対象となる補正画素群を記憶部12から読み出す(S201)。以下の説明において、補正画素群は、5つの補正画素P4(11)~P4(15)で構成されているものとする。
First, the
次いで、2次補正部135は、補正画素群を構成する補正画素P4(11)~P4(15)のうち、始点となる補正画素P4(11)と終点となる補正画素P4(15)とを除く3つの補正画素P4(12)~P4(14)それぞれに対応する曲率を算出する。ここで、始点と終点それぞれは、例えば、補正画素P4(n)の決定順などにより、予め決定されている。
Next, the
具体的には、2次補正部135は、補正画素P4(12)~P4(14)のうち、始点に最も近く、かつ、曲率が未算出の補正画素P4(12)を算出画素P5(1)として選択する(S202)。次いで、2次補正部135は、算出画素P5(1)の両隣に配置される2つの補正画素P4(11),P4(13)を算出補助画素P5(2),P5(3)として選択する(S203)。
Specifically, the
次いで、2次補正部135は、算出画素P5(1)と2つの算出補助画素P5(2),P5(3)とを結ぶ仮想円Cを生成する(S204)。
Next, the
図11は、仮想円Cを示す模式図である。
同図は、説明の便宜上、仮想円Cの半径「R」の算出に用いるパラメータも示す。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the imaginary circle C. As shown in FIG.
For ease of explanation, FIG. 1 also shows parameters used to calculate the radius "R" of the imaginary circle C.
図9~図11に戻る。
次いで、2次補正部135は、次式(1)を用いて、仮想円Cの半径「R」を算出する(S205)。
Returning to Figures 9 to 11.
Next, the
「||・||」はベクトルのノルムを意味する(以下同じ)。
「pi-1」は、算出補助画素P5(2)の座標である。
「pi+1」は、算出補助画素P5(3)の座標である。
「q」は、算出補助画素P5(2)と仮想円Cの中心点「O」とを結ぶ仮想線Loと、仮想円Cとの交点「Q」の座標である。
「θ」は、算出補助画素P5(3)と交点「Q」とを結ぶ仮想線Lpと、仮想線Loと、の間の角度である。
``||·||'' means the norm of a vector (same below).
"p i-1 " is the coordinate of the calculated auxiliary pixel P5(2).
"p i+1 " is the coordinate of the calculated auxiliary pixel P5(3).
"q" is the coordinate of the intersection "Q" between the imaginary line Lo connecting the calculated auxiliary pixel P5(2) and the center point "O" of the imaginary circle C and the imaginary circle C.
"θ" is the angle between the virtual line Lp that connects the calculation auxiliary pixel P5(3) and the intersection point "Q" and the virtual line Lo.
次いで、2次補正部135は、次式(2)を用いて、仮想円Cの曲率「ki」を算出する(S206)。
Next, the
算出された曲率「ki」は、対応する算出画素P5(1)(補正画素P4(12))に関連付けられて記憶部12に記憶される。
The calculated curvature "k i " is stored in the
次いで、2次補正部135は、曲率「ki」が未算出の補正画素P4(n)の有無を判定する(S207)。曲率「ki」が未算出の補正画素P4(n)が有るとき(S207の「Y」)、2次補正処理(S2)は、処理(S202)に戻る。
Next, the
一方、曲率「ki」が未算出の補正画素P4(n)が無いとき(S207の「N」)、2次補正部135は、全ての曲率「ki」の平均値「Vave.」と標準偏差「σ」とを算出する(S208)。
On the other hand, when there is no corrected pixel P4(n) for which the curvature "k i " has not been calculated ("N" in S207), the
次いで、2次補正部135は、算出された平均値「Vave.」と標準偏差「σ」とに基づいて、曲率「ki」が相対的に大きい補正画素P4(n)の有無を判定する(S209)。すなわち、例えば、2次補正部135は、平均値「Vave.」を中心とする正規分布の「±2σ」から外れる曲率「ki」を有する補正画素P4(n)の有無を判定する。すなわち、本実施の形態において、「曲率「ki」が相対的に大きい」は、曲率「ki」が平均値「Vave.」を中心とする正規分布の「±2σ」から外れることを意味する。
Next, the
曲率「ki」が相対的に大きい補正画素P4(n)が有るとき(S209の「Y」)、2次補正部135は、同補正画素P4(n)のうち、始点に最も近く、かつ、位置補正画素P6(n)として選択されていない補正画素P4(n)を位置補正画素P6(1)として選択する(S210)。以下の説明において、補正画素P4(13)が位置補正画素P6(1)として選択されたものとする。
When there is a correction pixel P4(n) with a relatively large curvature "k i "("Y" in S209), the
次いで、2次補正部135は、位置補正画素P6(1)の両隣に配置される2つの補正画素P4(12),P4(14)を基準画素P7(1),P7(2)として選択する(S211)。
Next, the
次いで、2次補正部135は、基準画素P7(1),P7(2)の中点に対応する画素(以下「中点画素」という。)Poの位置情報を算出する(S212)。
Next, the
次いで、2次補正部135は、位置補正画素P6(1)の位置情報を中点画素Poの位置情報に補正する(S213)。すなわち、2次補正部135は、位置補正画素P6(1)に対応する補正画素P4(13)の位置を中点画素Poの位置に移動させる。つまり、2次補正部135は、基準画素P7(1),P7(2)の位置情報に基づいて、位置補正画素P6(1)の位置情報を補正する。
Then, the
次いで、2次補正部135は、位置補正画素P6(n)として未選択の補正画素P4(n)の有無を判定する(S214)。位置補正画素P6(n)として未選択の補正画素P4(n)が有るとき(S214の「Y」)、2次補正処理(S2)は、処理(S210)に戻る。
Next, the
一方、曲率「ki」が相対的に大きい補正画素P4(n)が無いとき(S209の「N」)、または、位置補正画素P6(n)として未選択の補正画素P4(n)が無いとき(S214の「N」)、2次補正部135は、位置情報が補正されていない補正画素P4(n)の位置情報と、位置情報が補正された補正画素P4(n)の位置情報と、を補正後の輪郭線Lxに対応する画素の位置情報として記憶部12に記憶する(S215)。
On the other hand, when there is no correction pixel P4(n) with a relatively large curvature "k i "("N" in S209), or when there is no correction pixel P4(n) that has not been selected as the position correction pixel P6(n) ("N" in S214), the
次いで、補正輪郭線特定部136は、補正後の輪郭線Lxに対応する画素の位置情報に基づいて、補正後の輪郭線Lxを特定する(S216)。 Next, the correction contour line identification unit 136 identifies the corrected contour line Lx based on the position information of the pixels corresponding to the corrected contour line Lx (S216).
このように、本装置1は、1次補正処理(S1)において、輪郭線Lから抽出した抽出画素P1(n)の画素情報に基づいて、補正画素P4(n)を決定して輪郭線Lの位置情報を補正すると共に、2次補正処理(S2)において、さらに補正画素P4(n)の曲率「ki」に基づいて、補正画素P4(n)の位置情報を補正する。すなわち、本装置1は、画素情報と曲率「ki」という異なる2つの情報に基づいて、輪郭線Lの位置情報を2段階に補正する。その結果、本装置1は、撮像画像i1から抽出された血管の輪郭線Lを高精度に補正することができる。
In this way, in the first correction process (S1), the
●まとめ(1)
以上説明した実施の形態によれば、本装置1は、第1輪郭線L1と第2輪郭線L2とのいずれか一方を補正の対象輪郭線Ltとして選択する輪郭線選択部131と、輪郭画素の位置情報に基づいて対象輪郭線Ltに対応する輪郭画素のうち、複数の輪郭画素を抽出画素P1(n)として抽出する抽出部132と、複数の抽出画素P1(n)のうち、所定の位置関係を有する2つの抽出画素P1(n)を選択画素P2(1),P2(2)として選択する画素選択部133と、選択された2つの選択画素P2(1),P2(2)ごとに、2つの選択画素P2(1),P2(2)から所定位置に配置される複数の参照画素P3(n)それぞれの画素情報に基づいて、撮像画像i1を構成する画素の中から補正後の対象輪郭線Ltに対応する補正画素P4(n)を決定する補正画素決定部134と、補正画素P4(n)の位置情報に基づいて、補正後の対象輪郭線Ltを特定する補正輪郭線特定部136と、を有してなる。この構成によれば、本装置1は、2つの抽出画素P1(n)ごとに参照画素P3(n)の画素情報(輝度値の変化量)に基づいて1つの補正画素P4(n)を決定することができる。そして、本装置1は、決定された補正画素P4(n)の位置情報に基づいて、補正後の対象輪郭線Lt(輪郭線L)を特定することができる。すなわち、本装置1は、撮像画像i1から抽出された血管の輪郭線Lを補正することができる。
● Summary (1)
According to the embodiment described above, the
また、以上説明した実施の形態によれば、画素情報は、参照画素P3(n)の輝度値を含む。また、補正画素決定部134は、複数の参照画素P3(n)それぞれの輝度値に基づいて、隣接する2つの参照画素P3(n)ごとの輝度値の変化量を取得し、複数の参照画素P3(n)のうち、変化量が最大の参照画素P3(n)を補正画素P4(n)として決定する。通常、撮像画像i1において、被写体である血管は、背景よりも暗く撮像される。そのため、画素値の変化量の大きい画素は、血管のエッジに相当する画素とみなすことができる。この構成によれば、本装置1は、容易に血管のエッジに相当する画素(関連すれば、補正後の輪郭線Lxの画素)を特定することができる。
According to the embodiment described above, the pixel information includes the luminance value of the reference pixel P3(n). The correction
さらに、以上説明した実施の形態によれば、補正画素決定部134は、第1輪郭線L1が選択されているとき、第2輪郭線L2を含む所定領域に含まれる画素を補正画素P4(n)の対象から除外し、第2輪郭線L2が選択されているとき、第1輪郭線L1を含む所定領域に含まれる画素を補正画素P4(n)の対象から除外する。この構成によれば、仮想垂線Lnにおいて輝度値の変化量を算出するとき、対象輪郭線Ltに選択されていない輪郭線L付近の輝度値の変化の影響は、受けない。その結果、輝度値の変化量が最大の画素は、単一の参照画素P3(n)となり、容易に特定することができる。
Furthermore, according to the embodiment described above, when the first contour line L1 is selected, the correction
さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、補正画素決定部134は、第1輪郭線L1または第2輪郭線L2に膨張処理を実行することにより所定領域を画定する。この構成によれば、本装置1は、マスクする所定領域を容易に確定することができる。
Furthermore, according to the embodiment described above, the correction
さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、本装置1は、補正画素P4(n)の位置情報を補正する2次補正部135を有する。2次補正部135は、複数の補正画素P4(n)それぞれに対応する曲率を算出し、補正画素P4(n)それぞれの曲率に基づいて、補正画素P4(n)の位置情報を補正する。この構成によれば、本装置1は、輝度値の変化量に大きな差異がなく、補正画素P4(n)の位置情報に誤りが生じ易い部分の補正画素P4(n)の位置情報を、さらに補正することができる。すなわち、本装置1は、高精度に輪郭線Lを補正することができる。また、本装置1は、曲率、すなわち、他の補正画素P4(n)に対する相対的な位置情報の差異に基づいて、位置情報を補正する補正画素P4(n)を特定することができる。
Furthermore, according to the embodiment described above, the
さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、2次補正部135は、算出された曲率に基づいて、補正の対象となる補正画素P4(n)を位置補正画素P6(n)として選択する。この構成によれば、本装置1は、曲率に基づいて、他の補正画素P4(n)に対する相対的な位置情報が大きくずれている補正画素P4(n)を特定し、同補正画素P4(n)の位置情報のみを補正することができる。また、2次補正部135は、位置補正画素P6(n)の両隣に配置される2つの補正画素P4(n)を基準画素P7(1),P7(2)として選択し、2つの基準画素P7(1),P7(2)の位置情報に基づいて、位置補正画素P6(n)の位置情報を補正する。この構成によれば、本装置1は、位置補正画素P6(n)よりは位置情報が血管の輪郭からずれておらず、かつ、位置補正画素P6(n)の正しい位置に近い画素(基準画素P7(1),P7(2))の位置情報に基づいて、位置補正画素P6(n)の位置情報を補正することができる。すなわち、本装置1は、撮像画像i1から抽出された血管の輪郭線Lを高精度に補正することができる。
Furthermore, according to the embodiment described above, the
さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、2次補正部135は、曲率が相対的に大きい補正画素P4(n)を位置補正画素P6(n)として選択する。この構成によれば、本装置1は、曲率に基づいて、他の補正画素P4(n)に対する相対的な位置情報が大きくずれている補正画素P4(n)のみを特定し、同補正画素P4(n)の位置情報のみを補正することができる。
Furthermore, according to the embodiment described above, the
さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、2次補正部135は、複数の補正画素P4(n)のうち、曲率を算出する補正画素P4(n)を算出画素P5(1)として選択し、算出画素P5(1)の両隣に配置される2つの補正画素P4(n)を算出補助画素P5(2),P5(3)として選択し、算出画素P5(1)と2つの算出補助画素P5(2),P5(3)とを仮想的に結ぶ仮想円Cの半径に基づいて、算出画素P5(1)の曲率を算出する。この構成によれば、本装置1は、補正画素P4(n)の位置情報のみに基づいて、容易に曲率を算出することができる。
Furthermore, according to the embodiment described above, the
●画像処理装置(2)●
次に、本装置の別の実施の形態(第2実施形態)について、先に説明した第1実施形態とは異なる部分を中心に説明する。第2実施形態の本装置は、制御部の画素選択部と補正画素決定部とが第1実施形態と異なる。
●Image processing device (2)●
Next, another embodiment (second embodiment) of the present device will be described, focusing on the differences from the first embodiment described above. The present device of the second embodiment differs from the first embodiment in the pixel selection unit and the correction pixel determination unit of the control unit.
●画像処理装置(2)の構成
図12は、本装置の別の実施の形態を示す機能ブロック図である。
Configuration of the Image Processing Device (2) FIG. 12 is a functional block diagram showing another embodiment of the device.
本装置1Aは、通信部11と、記憶部12と、制御部13Aと、を備える。
The device 1A includes a
制御部13Aは、本装置1A全体の動作を制御すると共に、後述する本方法を実行する。制御部13Aの物理的な構成は、第1実施形態の制御部13の物理的な構成と同じである。制御部13Aは、輪郭線選択部131と、抽出部132と、画素選択部133Aと、補正画素決定部134Aと、2次補正部135と、補正輪郭線特定部136と、を備える。
The control unit 13A controls the operation of the entire device 1A and executes the method described below. The physical configuration of the control unit 13A is the same as that of the
画素選択部133Aは、複数の抽出画素のうち、所定の位置関係を有する2つの抽出画素を選択画素として選択する。画素選択部133Aの具体的な動作と所定の位置関係とは、後述する。 The pixel selection unit 133A selects two extracted pixels having a predetermined positional relationship as selected pixels from among the multiple extracted pixels. The specific operation of the pixel selection unit 133A and the predetermined positional relationship will be described later.
補正画素決定部134Aは、選択された2つの選択画素ごとに、2つの選択画素から略同じ距離の位置に配置される複数の画素(参照画素)それぞれの画素情報に基づいて、撮像画像i1を構成する画素の中から補正後の対象輪郭線に対応する補正画素を決定する。補正画素決定部134Aの具体的な動作は、後述する。
For each of the two selected pixels, the correction
●画像処理装置(2)の動作
次に、本装置1Aの動作、すなわち、本装置1Aが実行する本方法の別の実施の形態について、図12も参照しつつ説明する。
Operation of the Image Processing Apparatus (2) Next, the operation of the present apparatus 1A, that is, another embodiment of the present method executed by the present apparatus 1A will be described with reference to FIG.
図13は、本方法の別の実施の形態を示すフローチャートである。 Figure 13 is a flow chart illustrating another embodiment of the method.
本方法は、1次補正処理(S1A)と2次補正処理(S2)とを実行する。本実施の形態において、2次補正処理(S2)は、第1実施形態の2次補正処理(S2)と共通する。 This method performs a first correction process (S1A) and a second correction process (S2). In this embodiment, the second correction process (S2) is the same as the second correction process (S2) in the first embodiment.
●1次補正処理
先ず、本装置1Aは、1次補正処理(S1A)を実行する。
First, the device 1A executes a first correction process (S1A).
図14は、1次補正処理(S1A)のフローチャートである。
図15は、1次補正処理(S1A)の各段階の撮像画像i1を示す模式図である。
FIG. 14 is a flowchart of the primary correction process (S1A).
FIG. 15 is a schematic diagram showing a captured image i1 at each stage of the first correction process (S1A).
「1次補正処理(S1A)」は、撮像画像i1を構成する画素の画素情報に基づいて、撮像画像i1に関連付けられている輪郭線Lに対応する輪郭画素の位置情報を補正する処理である。 The "primary correction process (S1A)" is a process that corrects the position information of the contour pixels corresponding to the contour line L associated with the captured image i1 based on the pixel information of the pixels that make up the captured image i1.
先ず、輪郭線選択部131は、第1輪郭線L1と第2輪郭線L2とのいずれか一方を対象輪郭線Ltとして選択する(S101)。
First, the
次いで、抽出部132は、撮像画像i1を構成する画素のうち、対象輪郭線Ltに対応する輪郭画素の位置情報に基づいて、対象輪郭線Ltに対応する輪郭画素のうち、複数の輪郭画素を抽出画素P1(n)として抽出する(S102A)。すなわち、例えば、抽出部132は、複数の輪郭画素から、略等間隔に一定数の輪郭画素を抽出画素P1(n)として抽出する。ここで、処理(S102A)は、第1実施形態の処理(S103)と共通する。以下の説明において、抽出部132は、6つの抽出画素P1(1)~P1(6)を抽出したものとする。
Then, based on the position information of the contour pixels corresponding to the target contour line Lt among the pixels constituting the captured image i1, the
次いで、画素選択部133Aは、複数の抽出画素P1(1)~P1(6)のうち、補正の候補となる抽出画素P1(n)を候補画素P8(n)として選択する(S103A)。本方法では、候補画素P8(n)は、始点となる抽出画素P1(1)と終点となる抽出画素P1(6)とを除く4つの抽出画素P1(2)~P1(5)の中から選択される。具体的には、画素選択部133Aは、抽出画素P1(2)~P1(5)のうち、始点に最も近く、かつ、候補画素P8(n)として選択されていない抽出画素P1(2)を候補画素P8(1)として選択する。 Then, the pixel selection unit 133A selects, from among the multiple extracted pixels P1(1) to P1(6), the extracted pixel P1(n) that is a candidate for correction as the candidate pixel P8(n) (S103A). In this method, the candidate pixel P8(n) is selected from among the four extracted pixels P1(2) to P1(5), excluding the extracted pixel P1(1) that is the starting point and the extracted pixel P1(6) that is the end point. Specifically, the pixel selection unit 133A selects, from among the extracted pixels P1(2) to P1(5), the extracted pixel P1(2) that is closest to the starting point and has not been selected as the candidate pixel P8(n), as the candidate pixel P8(1).
次いで、画素選択部133Aは、候補画素P8(1)の両隣に配置される2つの抽出画素P1(1),P1(3)を選択画素P2A(1),P2A(2)として選択する(S104A)。すなわち、画素選択部133Aは、複数の抽出画素P1(1)~P1(6)のうち、候補画素P8(n)の両隣(1つ飛ばし)の位置関係となる2つの抽出画素P1(n),P1(n+2)を選択画素P2A(1),P2A(2)として選択する(S104A)。 Then, the pixel selection unit 133A selects the two extracted pixels P1(1) and P1(3) located on either side of the candidate pixel P8(1) as selected pixels P2A(1) and P2A(2) (S104A). That is, the pixel selection unit 133A selects the two extracted pixels P1(n) and P1(n+2) located on either side of the candidate pixel P8(n) (one pixel apart) from among the multiple extracted pixels P1(1) to P1(6) as selected pixels P2A(1) and P2A(2) (S104A).
ここで、本実施の形態において、「候補画素P8(n)の両隣(1つ飛ばし)」の位置関係は、本発明における所定の位置関係の例である。 Here, in this embodiment, the positional relationship of "both sides of candidate pixel P8(n) (every other pixel)" is an example of a predetermined positional relationship in the present invention.
図16は、1次補正処理(S1A)の途中段階の撮像画像i1を示す模式図である。
同図は、説明の便宜上、2つの選択画素P2A(1),PA2(2)の近傍を拡大して示す。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a captured image i1 in the middle of the first correction process (S1A).
For ease of explanation, FIG. 1 shows an enlarged view of the vicinity of two selected pixels P2A(1) and PA2(2).
図14~図16に戻る。
次いで、補正画素決定部134Aは、2つの選択画素P2A(1),P2A(2)同士を結ぶ仮想線分Lmを生成し、仮想線分Lmの中点において、仮想線分Lmに直交する仮想垂線Lnを生成する(S105)。ここで、仮想垂線Lnの長さは、例えば、所定の長さ(例えば、中点を中心画素とする9画素)に予め設定されている。
Returning to Figures 14 to 16.
Next, the correction
次いで、補正画素決定部134Aは、撮像画像i1を構成する画素のうち、仮想垂線Lnに対応する複数の画素を参照画素P3(n)として特定する(S106)。すなわち、例えば、仮想垂線Lnの長さが9画素の場合、9つの画素を参照画素P3(1)~P3(9)として決定する。ここで、仮想垂線Lnに対応する画素は、2つの選択画素P2A(1),P2A(2)から略同じ距離の位置に配置される画素である。すなわち、仮想垂線Lnに対応する画素は、本発明における所定位置に配置される画素である。
Then, the correction
次いで、補正画素決定部134Aは、記憶部12から参照画素P3(1)~P3(9)それぞれの輝度値を取得して、複数の参照画素P3(1)~P3(9)それぞれの輝度値に基づいて、隣接する2つの参照画素P3(n),P3(n+1)ごとの輝度値の変化量を取得する(S107)。すなわち、例えば、補正画素決定部134は、参照画素P3(1)~P3(9)それぞれの1次輝度勾配と2次輝度勾配とを算出する。
Then, the correction
次いで、補正画素決定部134Aは、複数の参照画素P3(1)~P3(9)のうち、対象輪郭線に近く、かつ、変化量が最大の参照画素P3(n)を補正画素P4(n)として決定する(S108)。
Next, the correction
なお、本発明における補正画素決定部は、第1実施形態の本方法と同様のマスク処理を実行してもよい。 The correction pixel determination unit in the present invention may perform a mask process similar to the method in the first embodiment.
次いで、制御部13A(たとえば、補正画素決定部134A)は、候補画素P8(n)として未選択の抽出画素P1(n)の有無を判定する(S109A)。未選択の抽出画素P1(n)が有るとき(S109Aの「Y」)、1次補正処理(S1A)は、処理(S103A)に戻る。すなわち、例えば、画素選択部133Aは、未選択の抽出画素P1(3)~P1(5)のうち、既に選択済みの抽出画素P1(2)に隣り合う抽出画素P1(3)を次の候補画素P8(2)として選択する。
Then, the control unit 13A (for example, the correction
一方、未選択の抽出画素P1(n)が無いとき(S109Aの「N」)、補正画素決定部134Aは、全ての候補画素P8(1)~P8(4)(すなわち、抽出画素P1(2)~P1(5))の位置情報を対応する補正画素P4(1)~P4(4)の位置情報に補正する(S110A)。すなわち、補正画素決定部134Aは、候補画素P8(n)に対応する抽出画素P1(n)の位置を補正画素P4(n)の位置に移動させる。
On the other hand, when there is no unselected extracted pixel P1(n) ("N" in S109A), the correction
次いで、補正画素決定部134Aは、全ての補正画素P4(2)~P4(5)の位置情報を、補正画素群の位置情報として撮像画像i1に関連付けて記憶部12に記憶する(S111A)。
Next, the correction
次いで、制御部13A(例えば、補正画素決定部134A)は、対象輪郭線Ltとして未選択の輪郭線Lの有無を判定する(S112A)。未選択の輪郭線Lが有るとき(S112Aの「Y」)、1次補正処理(S1A)は、処理(S101)に戻る。一方、未選択の輪郭線Lが無いとき(S112Aの「N」)、1次補正処理(S1A)は、終了する。ここで、処理(S112A)は、第1実施形態の処理(S111)と共通する。
Next, the control unit 13A (e.g., the correction
●まとめ(2)
以上説明した実施の形態によれば、画素選択部133は、複数の抽出画素P1(n)のうち、補正の候補となる抽出画素P1(n)を候補画素P8(n)として選択し、候補画素P8(n)の両隣に配置される2つの抽出画素P1(n)を選択画素P2A(1),P2A(2)として選択する。補正画素決定部134は、候補画素P8(n)の位置情報を補正画素P4(n)の位置情報に補正する。この構成によれば、本装置1は、抽出画素P1(n)の位置情報そのものを補正することができる。
● Summary (2)
According to the embodiment described above, the
●まとめ(その他)
なお、以上説明した各実施の形態では、本装置1,1Aは、2次補正処理(S2)を実行していた。これに代えて、本装置は、1次補正処理において輪郭線を所望の精度で補正可能であれば、2次補正処理を実行しなくてもよい。
● Summary (Other)
In the above-described embodiments, the
また、本装置は、1次補正処理において、第1実施形態の選択画素の選択と、第2実施形態の選択画素の選択と、を組み合わせてもよい。すなわち、例えば、抽出画素P1(1)~P1(6)に対して、本装置は、始点に対応する抽出画素P1(1)と、同抽出画素P1(1)に隣り合う抽出画素P1(2)と、を選択画素として選択し、次いで、抽出画素P1(2)と1つ飛ばしの抽出画素P1(4)とを選択画素として選択してもよい。 In addition, in the primary correction process, the present device may combine the selection of selected pixels in the first embodiment with the selection of selected pixels in the second embodiment. That is, for example, for extracted pixels P1(1) to P1(6), the present device may select extracted pixel P1(1) corresponding to the start point and extracted pixel P1(2) adjacent to extracted pixel P1(1) as selected pixels, and then select extracted pixel P1(2) and every other extracted pixel P1(4) as selected pixels.
1 画像処理装置
12 記憶部
131 輪郭線選択部
132 抽出部
133 画素選択部
134 補正画素決定部
135 2次補正部
136 補正輪郭線特定部
1A 画像処理装置
133A 画素選択部
134A 補正画素決定部
REFERENCE SIGNS
Claims (14)
前記輪郭線は、
前記血管の幅方向における一方側の輪郭を示す第1輪郭線と、
前記幅方向における他方の輪郭を示す第2輪郭線と、
を含み、
前記撮像画像と、前記撮像画像に撮像された前記血管の前記輪郭線に対応する輪郭画素の位置情報と、を関連付けて記憶する記憶部と、
前記第1輪郭線と前記第2輪郭線とのいずれか一方を補正の対象輪郭線として選択する輪郭線選択部と、
前記輪郭画素の位置情報に基づいて、前記対象輪郭線に対応する前記輪郭画素のうち、複数の前記輪郭画素を抽出画素として抽出する抽出部と、
複数の前記抽出画素のうち、所定の位置関係を有する2つの前記抽出画素を選択画素として選択する画素選択部と、
選択された2つの前記選択画素ごとに、2つの前記選択画素から所定位置に配置される複数の参照画素それぞれの画素情報に基づいて、前記撮像画像を構成する画素の中から補正後の前記対象輪郭線に対応する補正画素を決定する補正画素決定部と、
前記補正画素の位置情報に基づいて、補正後の前記対象輪郭線を特定する補正輪郭線特定部と、
を有してなり、
前記補正画素決定部は、
前記第1輪郭線が選択されているとき、前記第2輪郭線を含む所定領域に含まれる画素を前記補正画素の対象から除外し、
前記第2輪郭線が選択されているとき、前記第1輪郭線を含む所定領域に含まれる画素を前記補正画素の対象から除外する、
ことを特徴とする画像処理装置。 1. An image processing device that corrects a contour line of a blood vessel generated based on a captured image of the blood vessel, comprising:
The contour line is
A first contour line indicating a contour of one side of the blood vessel in a width direction;
A second contour line indicating the other contour in the width direction;
Including,
a storage unit that stores the captured image and position information of contour pixels corresponding to the contour of the blood vessel captured in the captured image in association with each other;
a contour line selection unit that selects one of the first contour line and the second contour line as a contour line to be corrected;
an extracting unit that extracts, as extracted pixels, a plurality of the contour pixels from among the contour pixels corresponding to the target contour line based on position information of the contour pixels;
a pixel selection unit that selects, from among the plurality of extracted pixels, two extracted pixels having a predetermined positional relationship as selected pixels;
a correction pixel determination unit that determines, for each of the two selected selection pixels, a correction pixel corresponding to the target contour after correction from among pixels constituting the captured image, based on pixel information of each of a plurality of reference pixels that are arranged at predetermined positions from the two selected pixels;
a correction contour specifying unit that specifies the target contour after correction based on position information of the correction pixels;
and
The correction pixel determination unit
When the first contour line is selected, pixels included in a predetermined area including the second contour line are excluded from the pixels to be corrected;
When the second contour line is selected, pixels included in a predetermined area including the first contour line are excluded from the pixels to be corrected.
13. An image processing device comprising:
前記参照画素の輝度値、
を含み、
前記補正画素決定部は、
複数の前記参照画素それぞれの前記輝度値に基づいて、隣接する2つの前記参照画素ごとの前記輝度値の変化量を取得し、
複数の前記参照画素のうち、前記変化量が最大の前記参照画素を前記補正画素として決定する、
請求項1記載の画像処理装置。 The pixel information is
the luminance value of the reference pixel;
Including,
The correction pixel determination unit
obtaining an amount of change in the luminance value between two adjacent reference pixels based on the luminance values of the plurality of reference pixels;
determining, as the correction pixel, the reference pixel having the largest amount of change among the plurality of reference pixels;
2. The image processing device according to claim 1.
複数の前記抽出画素のうち、隣り合う2つの前記抽出画素を前記選択画素として選択する、
請求項2記載の画像処理装置。 The pixel selection unit is
selecting two adjacent extracted pixels from the plurality of extracted pixels as the selected pixels;
3. The image processing device according to claim 2.
複数の前記抽出画素のうち、補正の候補となる前記抽出画素を候補画素として選択し、前記候補画素の両隣に配置される2つの前記抽出画素を前記選択画素として選択する、
請求項2記載の画像処理装置。 The pixel selection unit is
selecting, from among the plurality of extracted pixels, the extracted pixel that is a candidate for correction as a candidate pixel, and selecting two extracted pixels disposed on both sides of the candidate pixel as the selected pixels;
3. The image processing device according to claim 2.
請求項4記載の画像処理装置。 the correction pixel determination unit corrects position information of the candidate pixel to position information of the correction pixel.
5. The image processing device according to claim 4.
を有してなり、
前記2次補正部は、
複数の前記補正画素それぞれに対応する曲率を算出し、
前記補正画素それぞれの前記曲率に基づいて、前記補正画素の位置情報を補正する、
請求項1乃至5のいずれか記載の画像処理装置。 a secondary correction unit that corrects position information of the correction pixel;
and
The secondary correction unit is
Calculating a curvature corresponding to each of the plurality of correction pixels;
correcting position information of the correction pixels based on the curvature of each of the correction pixels;
6. The image processing device according to claim 1.
請求項6記載の画像処理装置。 the secondary correction unit calculates the curvature corresponding to each of the correction pixels, excluding the correction pixels corresponding to a start point and an end point of the target contour after correction, among the plurality of correction pixels;
7. The image processing device according to claim 6 .
算出された前記曲率に基づいて、補正の対象となる前記補正画素を位置補正画素として選択し、
前記位置補正画素の両隣に配置される2つの前記補正画素を基準画素として選択し、
2つの前記基準画素の位置情報に基づいて、前記位置補正画素の位置情報を補正する、
請求項7記載の画像処理装置。 The secondary correction unit is
selecting the correction pixel to be corrected as a position correction pixel based on the calculated curvature;
Selecting two of the correction pixels disposed on both sides of the position correction pixel as reference pixels;
correcting the position information of the position correction pixel based on the position information of the two reference pixels;
8. The image processing device according to claim 7 .
請求項8記載の画像処理装置。 the secondary correction unit selects the correction pixel having a relatively large curvature as the position correction pixel;
9. The image processing device according to claim 8 .
請求項8記載の画像処理装置。 the secondary correction unit corrects position information of the position correction pixel to position information of a pixel corresponding to a midpoint of the two reference pixels;
9. The image processing device according to claim 8 .
複数の前記補正画素のうち、前記曲率を算出する前記補正画素を算出画素として選択し、
前記算出画素の両隣に配置される2つの前記補正画素を算出補助画素として選択し、
前記算出画素と2つの前記算出補助画素とを仮想的に結ぶ仮想円の半径に基づいて、前記算出画素の前記曲率を算出する、
請求項6記載の画像処理装置。 The secondary correction unit is
selecting the correction pixel for calculating the curvature as a calculation pixel from among the plurality of correction pixels;
selecting two of the correction pixels disposed on both sides of the calculation pixel as calculation auxiliary pixels;
calculating the curvature of the calculation pixel based on a radius of a virtual circle virtually connecting the calculation pixel and the two calculation auxiliary pixels;
7. The image processing device according to claim 6 .
ことを特徴とする画像処理プログラム。 A computer is caused to function as the image processing device according to claim 1.
2. An image processing program comprising:
前記輪郭線は、
前記血管の幅方向における一方側の輪郭を示す第1輪郭線と、
前記幅方向における他方の輪郭を示す第2輪郭線と、
を含み、
前記画像処理装置は、
前記撮像画像と、前記撮像画像に撮像された前記血管の前記輪郭線に対応する輪郭画素の位置情報と、を関連付けて記憶する記憶部、
を備え、
前記画像処理装置が、
前記第1輪郭線と前記第2輪郭線とのいずれか一方を補正の対象輪郭線として選択するステップと、
前記対象輪郭線として選択されていない前記輪郭線を含む所定領域に含まれる画素を補正後の前記対象輪郭線に対応する補正画素の対象から除外するステップと、
前記輪郭画素の位置情報に基づいて、前記対象輪郭線に対応する前記輪郭画素のうち、複数の前記輪郭画素を抽出画素として抽出するステップと、
複数の前記抽出画素のうち、所定の位置関係を有する2つの前記抽出画素を選択画素として選択するステップと、
選択された2つの前記選択画素ごとに、2つの前記選択画素から所定位置に配置される複数の参照画素それぞれの画素情報に基づいて、前記撮像画像を構成する画素の中から前記補正画素を決定するステップと、
前記補正画素の位置情報に基づいて、補正後の前記対象輪郭線を特定するステップと、
を含む、
ことを特徴とする画像処理方法。 1. An image processing method executed by an image processing device for correcting a contour line of a blood vessel generated based on an image of the blood vessel, the method comprising:
The contour line is
A first contour line indicating a contour of one side of the blood vessel in a width direction;
A second contour line indicating the other contour in the width direction;
Including,
The image processing device includes:
a storage unit that stores the captured image and position information of contour pixels corresponding to the contour of the blood vessel captured in the captured image in association with each other;
Equipped with
The image processing device,
selecting one of the first contour line and the second contour line as a contour line to be corrected;
excluding pixels included in a predetermined area including the contour that is not selected as the target contour from the targets of correction pixels corresponding to the target contour after correction;
extracting, as extracted pixels, a plurality of the contour pixels from among the contour pixels corresponding to the target contour line based on position information of the contour pixels;
selecting, as selected pixels, two of the extracted pixels having a predetermined positional relationship from among the plurality of extracted pixels;
determining, for each of the two selected selection pixels, the correction pixel from among pixels constituting the captured image, based on pixel information of each of a plurality of reference pixels arranged at predetermined positions from the two selected pixels;
identifying the corrected target contour based on position information of the correction pixels;
Including,
13. An image processing method comprising:
を含む、
請求項13記載の画像処理方法。 correcting position information of the correction pixel;
Including,
The image processing method according to claim 13 .
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|---|---|---|---|---|
| JP2010088795A (en) | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Toshiba Corp | Medical image processor and medical image diagnosis device |
| JP2017018177A (en) | 2015-07-07 | 2017-01-26 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
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