JP2009273597A - 位置合わせ処理装置、位置合わせ方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位置合わせ処理装置は、第一の画像における対象物体の表面からの距離に応じた値を算出する多項式を生成し、第二の画像における対象物体の表面上における複数の位置座標を取得する。そして、複数の位置座標を座標変換した位置座標に対して、第一の画像における対象物体の表面からの距離に応じた値を前記多項式を用いて夫々算出する。算出された値に基づいて決定した前記複数の位置座標の座標変換方法で、第二の画像の位置座標を座標変換する。
【選択図】図1
Description
この方法では、以下の1)〜4)を収束するまで計算することにより両者の相対位置を推定する。
1)二次元画像の輪郭線を抽出し、輪郭線からの距離に応じた値を示す距離場を生成する。
2)それに対して、三次元幾何モデルのシルエット画像の輪郭を求め、輪郭上の点に距離場に応じて計算される力を加える。
3)そして、全ての輪郭線上に加えられる力の和と、三次元幾何モデル重心周りのモーメントを求める。
4)得られた力とモーメントに応じて、三次元幾何モデルの位置姿勢を更新する。
2次元距離場を用いた2D-3Dレジストレーション岩下、倉爪、原、油谷、中本、小西、橋爪、長谷川、画像の認識・理解シンポジウム(MIRU3005), 3005 Michael M. Blane, Zhibin Lei, HakanCE ivi, and David B. Cooper, "The 3L Algorithm for Fitting Implicit Polynomial Curves and Surfacesto Data," IEEE Transactionson Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 22, No. 3, pp. 298-313, 3000 Tolga Tasdizen, Jean-PhilippeTarel, David B. Cooper, "Improving the Stability of Algebraic Curves for Applications," IEEE Transactions onImage Processing, Vol. 9, No. 3, pp. 405-416, 3000 Amir Helzer, Meir Barzohar, andDavid Malah, "StableFitting of 2D Curves and 3D Surfaces by Implicit Polynomials," IEEE Transactions onPattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 26, No. 10, pp. 1283-1294, 3004 BoZheng, Jun Takamatsu, andKatsushi Ikeuchi, "Adaptively Determining Degrees of Implicit Polynomial Curves andSurfaces," Proc. 8th Asian Conference on Computer Vision, 3007 G. Taubin and D. Cooper, "Symbolic andNumerical Computation for Artificial Intelligence, chapter 6," ComputationalMathematics and Applications, Academic Press, 1992
第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を算出する多項式を生成する生成手段と、
第二の画像における位置合わせの対象となる領域から複数の位置座標を取得する取得手段と、
前記複数の位置座標を座標変換した位置座標に対して、前記第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を前記多項式を用いて夫々算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された値に基づいて、前記複数の位置座標の座標変換方法を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定した座標変換方法で、前記第二の画像の位置座標を座標変換する座標変換手段と、
を有する。
以上のように、撮影装置毎に、物理的な意味が異なる情報が画素値として取得される。
決定部1060は、算出部1050で算出された値に基づいて、前記複数の位置座標の座標変換方法を決定する。座標変換方法に関しては後述する。
また、画像合成部1080は、第一の画像と座標変換した第二の画像を合成した合成画像を生成し、画像表示装置1130に出力する。画像表示装置1130は、入力された画像を表示する。
入力された三次元画像I3D(x,y,z)は、生成部1020に送信される。
また、陰関数を多項式の形式で表現し、その多項式の係数を求める処理を対象物体のモデル化と呼ぶ場合もある。
すなわち、高精度な位置合わせをする場合にはnの次元を上げる。
この場合、点群は三次元空間中の同一平面上に存在することになる。
このステップで第二の画像の表面形状上における複数の位置座標が得られる。
例えば、変換行列の初期値の設定に外部位置計測センサ6の計測値を用いずに、単位行列などの適当な値を与えて繰り返し計算の処理を開始しても良い。
それに対処するために、繰り返し処理を行った回数もカウントし、そのカウントが所定値以上に到達してもステップS310の終了条件を満たさない場合に、ステップS306で設定した初期値と個なる初期値を再度設定しなおして処理をやり直すようにしても良い。
例えば、式13のg(x3Di)は、
また、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或いは装置に供給し、コンピュータがそのプログラムコードを読み出し実行することで、前述の実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明を構成することになる。
Claims (12)
- 第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を算出する多項式を生成する生成手段と、
第二の画像における位置合わせの対象となる領域から複数の位置座標を取得する取得手段と、
前記複数の位置座標を座標変換して得た位置座標に対して、前記第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を前記多項式を用いて夫々算出する算出手段と、
前記算出手段で算出された値に基づいて、前記複数の位置座標の座標変換方法を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定した座標変換方法で、前記第二の画像の位置座標を座標変換する座標変換手段と、
を有することを特徴とする位置合わせ装置。 - 前記算出手段は、計算回数に応じて前記多項式の次数を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ処理装置。 - 前記算出手段は、前記複数の位置座標を座標変換して得た位置座標に対して、前記第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を前記多項式を用いて夫々算出した値に基づいて、前記多項式の次数を定めることを特徴とする請求項1に記載の位置合わせ処理装置。
- 前記生成手段は、前記第一の画像の撮影条件で前記多項式の次数を定めることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の位置合わせ処理装置。
- 前記生成手段で生成される多項式は、第一の画像における位置合わせの対象となる領域の外面上の位置座標に対して0の値を示す陰関数であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の位置合わせ処理装置。
- 前記第一の画像における対象物体、前記第二の画像における対象物体は、それぞれ、単純X線撮影装置、X線コンピュータ断層撮影装置、核磁気共鳴映像装置、核医学診断装置、超音波画像診断装置のいずれかで撮像されたデータから構成された物体であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の位置合わせ処理装置。
- 前記第一の画像における対象物体と前記座標変換手段で座標変換した第二の画像における対象物体を重ねて表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の位置合わせ処理装置。
- 前記第二の画像は、超音波画像診断装置で撮影されたものであり、
前記超音波画像診断装置は撮影に用いる撮影プローブの位置・姿勢を計測する外部位置計測センサを備え、
前記座標変換手段は、前記座標変換方法の初期値を該外部位置計測センサの出力信号に基づいて定めることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の位置合わせ処理装置。 - 前記取得手段は、第二の画像における位置合わせの対象となる領域の外面から複数の位置座標を取得することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の位置合わせ処理装置。
- 第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を算出する多項式を生成する生成工程と、
第二の画像における位置合わせの対象となる領域から複数の位置座標を取得する取得工程と、
前記複数の位置座標を座標変換した位置座標に対して、前記第一の画像における位置合わせの対象となる領域からの距離に応じた値を前記多項式を用いて夫々算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された値に基づいて、前記複数の位置座標の座標変換方法を決定する決定工程と、
前記決定工程で決定した座標変換方法で、前記第二の画像の位置座標を座標変換する座標変換工程と、
を有することを特徴とする位置合わせ方法。 - 請求項10に記載の位置合わせ方法をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項11に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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