JP2010026945A - Device and method for image filter generation, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像フィルタ生成装置、画像フィルタ生成方法およびプログラムに関する。特に本発明は、複数のフィルタ部品を含む画像フィルタを遺伝的に進化させることにより、後の世代の画像フィルタを生成する画像フィルタ生成装置、画像フィルタ生成方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an image filter generation device, an image filter generation method, and a program. In particular, the present invention relates to an image filter generation apparatus, an image filter generation method, and a program for generating an image filter of a later generation by genetically evolving an image filter including a plurality of filter components.
遺伝的アルゴリズムまたは遺伝的プログラミングといった進化的計算を用いた画像フィルタの生成方法が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。この方法においては、画像フィルタに対して、交叉、突然変異および選択等の操作を複数回繰り返すことにより、新たな画像フィルタを生成していく。このような進化的計算を用いた画像フィルタの生成方法によれば、それぞれの事例に対して最適であって、解析的に得ることが困難な複雑な構造の画像フィルタを、より少ない労力で設計することができる。 An image filter generation method using evolutionary computation such as a genetic algorithm or genetic programming is known (for example, see Non-Patent Document 1). In this method, a new image filter is generated by repeating operations such as crossover, mutation, and selection for an image filter a plurality of times. According to the image filter generation method using evolutionary computation, an image filter with a complex structure that is optimal for each case and difficult to obtain analytically is designed with less effort. can do.
しかしながら、従来技術では、画像処理ごとの結果を示す目標画像を予め作成して、コンピュータに与える必要がある。たとえば、目標画像が用意されていない場合、またはどのような目標画像を用意すればよいか不明な場合には、画像フィルタを生成することができない。また、従来技術では、画像に写し出されている一部の物体を観察対象とすることをユーザが望んでいる場合であっても、それと関係なく、画像フィルタを進化させてしまう。このため、従来技術では、仮に目標画像をコンピュータに与えずに画像フィルタを進化させたとしても、計算時間が激増するだけでなく、観察対象の観察に適切な画像フィルタを生成することができない恐れがある。 However, in the prior art, it is necessary to create a target image indicating the result of each image processing in advance and give it to the computer. For example, when a target image is not prepared or when it is unclear what target image should be prepared, an image filter cannot be generated. Further, in the related art, even when the user desires to observe a part of the object projected in the image, the image filter is evolved regardless of this. For this reason, in the prior art, even if the image filter is evolved without giving the target image to the computer, the calculation time is not only drastically increased, but an image filter suitable for observing the observation target may not be generated. There is.
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、入力画像を出力画像に変換する複数のフィルタ部品をそれぞれ含む複数の画像フィルタを遺伝的に進化させることにより、後の世代の複数の画像フィルタを生成する画像フィルタ生成装置であって、変換対象画像の一部の領域である部分領域をユーザに指定させる部分領域指定部と、変換対象画像の部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成するフィルタ処理部と、ユーザの選択指示に基づいて、複数の選択対象部分画像のうちの少なくとも1つを選択部分画像として選択する画像選択部と、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、後の世代の複数の画像フィルタを生成するフィルタ生成部と、変換対象画像をフィルタ処理部に後の世代の複数の画像フィルタで変換させることにより、複数の全体画像を生成させる画像生成部とを備える。 In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, a plurality of image filters each including a plurality of filter components that convert an input image into an output image are genetically evolved, thereby generating a later generation. An image filter generation device for generating a plurality of image filters, wherein a partial area designating unit that allows a user to designate a partial area that is a partial area of a conversion target image, and a plurality of partial areas of a conversion target image as one generation A filter processing unit that generates a plurality of selection target partial images by converting each of the image filters, and at least one of the plurality of selection target partial images as a selection partial image based on a user's selection instruction Priority is given to other filter components over the image selection unit to be selected and some filter components included in the one-generation image filter applied to the conversion of the selected partial image. And generating a plurality of whole images by causing the filter processing unit to convert the conversion target image with a plurality of image filters of the subsequent generation. An image generation unit.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、実施形態に係る画像フィルタ生成装置100の機能構成の一例を示す。画像フィルタ生成装置100は、入力画像を出力画像に変換する複数のフィルタ部品をそれぞれ含む複数の画像フィルタを遺伝的に進化させることにより、後の世代の複数の画像フィルタを生成する。具体的には、画像フィルタ生成装置100は、画像フィルタに含まれるフィルタ部品群に対して、遺伝子を変化させる突然変異、遺伝子を入れ替える交叉をおこなうことにより、新たな遺伝子をもつフィルタ部品群を生成する。これらの処理を繰り返すことにより、フィルタ部品群を進化させ、目的の画像処理に適した画像フィルタを生成できる。
FIG. 1 shows an example of a functional configuration of an image
画像フィルタ生成装置100は、変換対象画像格納部102、部分領域指定部103、フィルタ処理部104、画像分類部106、表示部108、選択受付部110、画像選択部112、フィルタ生成部114、画像生成部116、フィルタ生成制御部118、およびフィルタ格納部120を備える。フィルタ格納部120は、画像フィルタを格納する。たとえば、フィルタ格納部120は、一の世代の複数の画像フィルタを格納する。
The image
変換対象画像格納部102は、画像フィルタの変換対象となる変換対象画像を格納する。変換対象画像は、一例として、当該画像フィルタ生成装置100により生成された画像フィルタが適用されるアプリケーションにおいて、当該画像フィルタに与えられる画像のサンプル等であってよい。変換対象画像は、一例として、使用者により予め生成または撮影された画像であってよい。
The conversion target
部分領域指定部103は、変換対象画像の一部の領域である部分領域をユーザに指定させる。たとえば、部分領域指定部103は、変換対象画像格納部102から、変換対象画像を取得する。そして、部分領域指定部103は、取得した変換対象画像を画像フィルタ生成装置100が備えるディスプレイなどの表示デバイスに表示することにより、取得した変換対象画像の部分領域をユーザに指定させる。
The partial
フィルタ処理部104は、部分領域指定部103が指定された変換対象画像の部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成する。フィルタ処理部104は、フィルタ格納部120から、一の世代の複数の画像フィルタを取得してもよい。
The
画像分類部106は、画像の類似度に基づいて、複数の選択対象部分画像を複数のグループに分類する。たとえば、画像分類部106は、一の選択対象部分画像の各領域の値と、他の選択対象部分画像の対応する各領域の値とを比較した比較値を算出する。つぎに、画像分類部106は、領域毎の比較値を全領域について平均または合計した値を、一の選択対象部分画像と他の選択対象部分画像との類似度として算出する。そして、画像分類部106は、算出された類似度と、予め設定されている閾値とを比較することにより、一の選択対象部分画像と、他の選択対象部分画像とを同一のグループとするか否かを判断する。たとえば、画像分類部106は、算出された類似度が、予め設定されている閾値よりも低い場合、一の選択対象部分画像と、他の選択対象部分画像とを同一のグループとすると判断してもよい。
The
画像分類部106は、一の選択対象部分画像のピクセル毎の輝度値と、他の選択対象部分画像の対応するピクセルの輝度値との差分または比率を算出してよい。そして、画像分類部106は、ピクセル毎の差分または比率を合計または平均して、類似度を算出してよい。画像分類部106は、同様の方法を用いて、複数の選択対象全体画像を複数のグループに分類してもよい。
The
表示部108は、複数の選択対象部分画像を表示する。たとえば、表示部108は、複数の選択対象部分画像を、画像フィルタ生成装置100が備えるディスプレイなどの表示デバイスに表示する。画像分類部106が複数の選択対象部分画像を複数のグループに分類した場合、表示部108は、複数のグループにそれぞれ属する複数の選択対象部分画像をそれぞれ表示してもよい。
The
表示部108は、複数の選択対象全体画像を表示してもよい。画像分類部106が複数の選択対象全体画像を複数のグループに分類した場合、表示部108は、複数のグループにそれぞれ属する複数の選択対象全体画像をそれぞれ表示してもよい。
The
選択受付部110は、表示部108が表示している複数の選択対象部分画像のうちでユーザが選択する選択対象部分画像を、ユーザから受け付ける。たとえば、選択受付部110は、画像フィルタ生成装置100が備えるマウス、キーボード、入力ボタンなどの入力デバイスによって、選択対象部分画像をユーザから受け付ける。選択受付部110は、表示部108が表示している複数の選択対象全体画像のうちでユーザが選択する選択対象全体画像を、ユーザから受け付けてもよい。
The
画像選択部112は、ユーザの選択指示に基づいて、複数の選択対象部分画像のうちの少なくとも1つを選択部分画像として選択する。たとえば、画像選択部112は、画像フィルタ生成装置100が備えるマウス、キーボード、入力ボタンなどの入力デバイスによって入力されたユーザの選択指示に基づいて、複数の選択対象部分画像のうちの少なくとも1つを選択部分画像として選択する。
The
画像選択部112は、選択受付部110が受け付けた選択対象部分画像を選択部分画像として選択してもよい。画像選択部112は、選択受付部110が受け付けた選択対象部分画像が属するグループに分類された選択対象部分画像を選択部分画像として選択してもよい。
The
画像選択部112は、選択受付部110が受け付けた選択対象全体画像を選択全体画像として選択してもよい。画像選択部112は、選択受付部110が受け付けた選択対象全体画像が属するグループに分類された選択対象全体画像を選択全体画像として選択してもよい。
The
フィルタ生成部114は、一の世代の複数の画像フィルタに対して交叉および突然変異等の遺伝子的な操作を行い、一の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部品を他のフィルタ部品に置換することにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成する。フィルタ生成部114は、画像選択部112によって選択された選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、後の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。
The
フィルタ生成部114は、一の世代の一の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品に置換することにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成するとともに、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタを、次の世代の画像フィルタの少なくとも一つとして残してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタのクローンを複数作成して、作成した複数のクローンをそれぞれ遺伝的に進化させることにより、次の世代の画像フィルタを複数生成してもよい。
The
フィルタ生成部114は、一の世代の一の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品に置換することにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成する場合に、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より多く、次の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部材として組み入れることにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタの子の数が、選択部分画像の変換に適用されなかった一の世代の画像フィルタの子の数よりも多くなるように、次の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。
When the
フィルタ生成部114は、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、次の世代の全ての画像フィルタの一部のフィルタ部材として組み入れることにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタが次の世代の画像フィルタの全ての親となるように、次の世代の全ての画像フィルタを生成してもよい。
The
画像生成部116は、変換対象画像をフィルタ処理部104に後の世代の複数の画像フィルタで変換させることにより、複数の全体画像を生成させる。
The
フィルタ生成部114は、生成した画像フィルタを、フィルタ格納部120に格納してもよい。フィルタ生成部114は、フィルタ格納部120に格納されている一の世代の複数の画像フィルタを、生成した次の世代の複数の画像フィルタに更新してもよい。フィルタ生成部114は、フィルタ格納部120に格納されている一の世代の複数の画像フィルタとは別に、生成した次の世代の複数の画像フィルタをフィルタ格納部120に格納してもよい。
The
フィルタ生成制御部118は、変換対象画像の部分領域を用いて、後の世代の複数の画像フィルタを生成させた後、変換対象画像を用いて、後の世代のさらに後の世代の複数の画像フィルタを生成させる。この場合、フィルタ処理部104は、フィルタ生成制御部118による制御に基づいて、さらに、前記変換対象画像を前記後の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象全体画像を生成してもよい。また、画像選択部112は、フィルタ生成制御部118による制御に基づいて、さらに、ユーザの選択指示に基づいて、複数の選択対象全体画像のうちの少なくとも1つを選択全体画像として選択してもよい。また、フィルタ生成部114は、フィルタ生成制御部118による制御に基づいて、さらに、選択全体画像の変換に適用された後の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、後の世代のさらに後の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。
The filter generation control unit 118 generates a plurality of image filters of a later generation using the partial region of the conversion target image, and then uses the conversion target image to generate a plurality of images of a later generation of the later generation. Generate a filter. In this case, based on the control by the filter generation control unit 118, the
また、フィルタ生成部114は、一の世代の一の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品に置換することにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成するとともに、選択全体画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタを、次の世代の画像フィルタの少なくとも一つとして残してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、選択全体画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタのクローンを複数作成して、作成した複数のクローンをそれぞれ遺伝的に進化させることにより、次の世代の画像フィルタを複数生成してもよい。
In addition, the
また、フィルタ生成部114は、一の世代の一の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品に置換することにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成する場合に、選択全体画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より多く、次の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部材として組み入れることにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、選択全体画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタの子の数が、選択全体画像の変換に適用されなかった一の世代の画像フィルタの子の数よりも多くなるように、次の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。
In addition, the
また、フィルタ生成部114は、選択全体画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタの一部のフィルタ部品を、次の世代の全ての画像フィルタの一部のフィルタ部材として組み入れることにより、次の世代の複数の画像フィルタを生成してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、選択全体画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタが次の世代の画像フィルタの全ての親となるように、次の世代の全ての画像フィルタを生成してもよい。
Further, the
画像フィルタ生成装置100は、フィルタ生成部114による処理を複数回繰り返してもよい。すなわち、画像フィルタ生成装置100は、複数世代にわたり、フィルタ生成部114による処理を繰り返してもよい。これにより、画像フィルタ生成装置100は、変換対象画像を目的に適した画像へ変換することが可能な画像フィルタを、進化的計算を用いて生成することができる。
The image
図2は、フィルタ部品を直列に組み合わせた構成の画像フィルタの一例を示す。図3は、フィルタ部品を木構造に組み合わせた構成の画像フィルタの一例を示す。 FIG. 2 shows an example of an image filter having a configuration in which filter components are combined in series. FIG. 3 shows an example of an image filter having a configuration in which filter components are combined in a tree structure.
画像フィルタ200は、入力画像データを受け取り、受け取った入力画像データに対してフィルタ演算処理を施して、出力画像データを出力する。画像フィルタ200は、一例として、画像データに対して演算を施すプログラムであってよい。また、画像フィルタ200は、一例として、画像データに対して施すべき演算内容を表わす演算式であってもよい。
The
画像フィルタ200は、複数のフィルタ部品202を組み合わせた構成を有する。画像フィルタ200は、一例として、図2に示されるように、フィルタ部品202を直列に組み合わせた構成を有してよい。また、画像フィルタ200は、一例として、図3に示されるように、フィルタ部品202を木構造に組み合わせた構成を有してよい。
The
なお、フィルタ部品202が木構造に組み合わされた構成の画像フィルタ200は、木構造の末端のフィルタ部品202に入力画像データが与えられ、木構造の最上位のフィルタ部品202から出力画像データを出力する。また、このような画像フィルタ200は、複数の末端のフィルタ部品202のそれぞれに、同一の入力画像データが与えられる。これに代えて、このような画像フィルタ200は、複数の末端のフィルタ部品202のそれぞれに互いに異なる入力画像データが与えられてもよい。
The
複数のフィルタ部品202のそれぞれは、プログラムモジュールおよび演算式等であってよい。フィルタ部品202は、前段に配置されたフィルタ部品202から出力された画像データを受け取り、受け取った画像データに演算を施して後段に配置されたフィルタ部品202に与える。
Each of the plurality of
複数のフィルタ部品202のそれぞれは、一例として、2値化演算、ヒストグラム演算、平滑化演算、エッジ検出演算、モルフォロジ演算及び/又は周波数空間での演算(例えば、ローパスフィルタリング演算およびハイパスフィルタリング演算)等の単項演算をしてよい。さらに、複数のフィルタ部品202のそれぞれは、一例として、平均演算、差分演算及び/又はファジー演算(例えば論理和演算、論理積演算、代数和、代数積、限界和、限界積、激烈和および激烈積等)等の二項演算をしてもよい。
Each of the plurality of
図4は、フィルタ部品を直列に組み合わせた構成の画像フィルタに対して行われる遺伝子的な操作の一例を示す。図5は、フィルタ部品を木構造に組み合わせた構成の画像フィルタに対して行われる交叉操作の一例を示す。図6は、フィルタ部品を木構造に組み合わせた構成の画像フィルタに対して行われる突然変異操作の一例を示す。 FIG. 4 shows an example of genetic operations performed on an image filter having a configuration in which filter parts are combined in series. FIG. 5 shows an example of a crossover operation performed on an image filter having a configuration in which filter components are combined in a tree structure. FIG. 6 shows an example of a mutation operation performed on an image filter having a configuration in which filter parts are combined in a tree structure.
フィルタ生成部114は、一例として、2個又はそれ以上の画像フィルタに対して、遺伝子的な操作の一例である交叉操作を行って新たな2個又はそれ以上の画像フィルタを生成してよい。フィルタ生成部114は、一例として、図4および図5に示されるように、既に生成された少なくとも1つの一の画像フィルタ410の一部のフィルタ部品群412を、既に生成された他の画像フィルタ420の少なくとも一部のフィルタ部品群422と置換して、新たな画像フィルタ450および460を生成してよい。なお、フィルタ部品群は、1又は複数のフィルタ部品の組み合わせた部材である。
For example, the
また、フィルタ生成部114は、一例として、一の画像フィルタに対して、遺伝的な操作の一例である突然変異操作を行って新たな一の画像フィルタを生成してよい。フィルタ生成部114は、一例として、図4および図6に示されるように、既に生成された一の画像フィルタ430の一部のフィルタ部品群432を、ランダムに選択された他のフィルタ部品群472に置換して、新たな画像フィルタ470を生成してよい。
For example, the
また、フィルタ生成部114は、一例として、現世代の画像フィルタをそのまま次世代の画像フィルタとして残してもよい。フィルタ生成部114は、一例として、図4に示されるように、画像フィルタ440のフィルタ部品の構成をそのまま含む次世代の画像フィルタ480を生成してよい。
For example, the
図7は、画像フィルタ生成装置100による処理のフローの一例を示す。まず、フィルタ処理部104が、変換対象画像および一の世代の複数の画像フィルタを取得する(S702)。つぎに、部分領域指定部103が、S702で取得された変換対象画像の一部の領域である部分領域をユーザに指定させる(S704)。つぎに、S704で指定された変換対象画像の部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成する(S706)。
FIG. 7 shows an example of the flow of processing by the image
つぎに、表示部108が、S706で生成された複数の選択対象部分画像をそれぞれ表示する(S708)。つぎに、選択受付部110が、S708で表示している複数の選択対象部分画像のうちでユーザが選択する選択対象部分画像を、ユーザから受け付ける(S710)。つぎに、画像選択部112が、S710で受け付けた選択対象部分画像を選択部分画像として選択する(S712)。
Next, the
つぎに、フィルタ生成部114が、S712で選択された選択部分画像の変換に適用された一の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、後の世代の複数の画像フィルタを生成する(S714)。つぎに、フィルタ処理部104が、フィルタ生成制御部118による制御に基づいて、S702で取得された変換対象画像を、S714で生成された後の世代の複数の画像フィルタで変換することにより、複数の選択対象全体画像を生成する(S716)。
Next, the
つぎに、表示部108が、S716で生成された複数の選択対象全体画像をそれぞれ表示する(S718)。つぎに、選択受付部110が、S718で表示している複数の選択対象全体画像のうちでユーザが選択する選択対象全体画像を、ユーザから受け付ける(S720)。つぎに、画像選択部112が、S720で受け付けた選択対象全体画像を選択全体画像として選択する(S722)。
Next, the
つぎに、フィルタ生成部114が、フィルタ生成制御部118による制御に基づいて、さらに、S722で選択された選択全体画像の変換に適用された後の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、上記後の世代のさらに後の世代の複数の画像フィルタを生成する(S724)。
Next, based on the control by the filter generation control unit 118, the
つぎに、フィルタ生成部114が、一連の処理を終了するか否かを判断する(S726)。たとえば、フィルタ生成部114は、S724で予め定められた世代の複数の画像フィルタを生成した場合、一連の処理を終了すると判断する。
Next, the
S726において、一連の処理を終了すると判断した場合(S726:Yes)は、フィルタ生成部114が、S724で生成された複数の画像フィルタをフィルタ格納部120に格納して(S730)、一連の処理を終了する。一方、S726において、一連の処理を終了しないと判断した場合(S726:No)は、フィルタ生成部114が、選択部分画像の選択をユーザに求めるか否かを判断する(S728)。
If it is determined in S726 that the series of processing is to be terminated (S726: Yes), the
たとえば、フィルタ生成部114は、S724で予め定められた世代の複数の画像フィルタを生成した場合、選択画像の選択をユーザに求めると判断してもよい。また、フィルタ生成部114は、S724で生成された複数の画像フィルタの類似度に基づいて、選択画像の選択をユーザに求めるか否かを判断してもよい。たとえば、フィルタ生成部114は、S724で生成された複数の画像フィルタの類似度が高い場合、すなわち、画像フィルタ同士が類似している場合、選択画像の選択をユーザに求めると判断してもよい。
For example, when the
S728において、選択画像の選択をユーザに求めないと判断した場合(S728:No)は、S724に戻り、フィルタ生成部114が、さらに後の世代の複数の画像フィルタを生成する。一方、S728において、選択画像の選択をユーザに求めると判断した場合(S728:Yes)は、S702に戻り、S702以降の処理をおこなう。この場合、S702において、フィルタ処理部104は、S724で生成された複数の画像フィルタを一の世代の複数の画像ファイルとして取得してもよい。
In S728, when it is determined that the user is not requested to select the selected image (S728: No), the process returns to S724, and the
図8は、変換対象画像の一例を示す。画像800は、細胞を撮像した画像の一例を示す。細胞を観察する場合、その観察対象は、細胞の数、状態、種類、形状、面積など様々である。しかしながら、画像800からでは、観察対象を適切に観察できない場合がある。そこで、画像800に対して、観察対象に応じた適切なフィルタ処理を施す必要がある。たとえば、画像800からでは、細胞の数を適切に計測できない場合、画像800に対して、適切なフィルタ処理を施すことにより、細胞の数を適切に計測することが可能な画像を生成する必要がある。
FIG. 8 shows an example of the conversion target image. An
図9は、部分領域の一例を示す。画面900は、画像フィルタ生成装置100が有するディスプレイに表示された、部分領域の指定を受け付ける画面の一例を示す。
FIG. 9 shows an example of a partial area. A
画面900には、図8に示した変換対象画像である画像800が表示されている。ユーザは、マウス、キーボードなどの入力デバイスの操作により、画面900に表示されている画像800において、四角形、円形などの形状を有する部分領域を指定することができる。たとえば、ユーザは、生存している細胞の数を適切に計測できる画像を得たい場合、画像800において、生存している細胞が写し出されている部分領域を指定する。
On the
ここで、画像フィルタ生成装置100は、画像800を拡大または縮小したうえで、部分領域が指定できるようにしてもよい。また、指定された部分領域を、画面900上に拡大して表示するようにしてもよい。フィルタ処理部104は、ユーザによって指定された部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成する。
Here, the image
また、画像フィルタ生成装置100は、画像800において、複数の部分領域をユーザが指定できるようにしてもよい。この場合、フィルタ処理部104は、指定された部分領域ごとに、複数の選択対象部分画像を生成してもよい。
Further, the image
図10は、選択対象部分画像の一例を示す。画面1000は、画像フィルタ生成装置100が有するディスプレイに表示された、選択対象部分画像の選択を受け付ける画面の一例を示す。
FIG. 10 shows an example of the selection target partial image. A
画面1000には、選択対象部分画像1010、選択対象部分画像1020、および選択対象部分画像1030が表示されている。選択対象部分画像1010、選択対象部分画像1020、および選択対象部分画像1030は、それぞれ、フィルタ処理部104によって生成された選択対象部分画像であって、図9に示した画面900において指定された画像800の部分領域を複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより生成された選択対象部分画像を示す。
On the
ユーザは、マウス、キーボードなどの入力デバイスの操作により、画面1000に表示されている選択対象部分画像の中から、観察対象を最も適切に観察することができる思われる任意の選択対象部分画像を選択部分画像として選択することができる。画像選択部112は、画面1000に表示されている選択対象部分画像の中から、ユーザによって選択された選択対象部分画像を、選択部分画像として選択する。フィルタ生成部114は、選択された選択部分画像の生成に用いられた画像フィルタを遺伝的に進化させる。
The user selects an arbitrary selection target partial image that can most appropriately observe the observation target from the selection target partial images displayed on the
フィルタ生成部114は、選択された選択部分画像の生成に用いられた画像フィルタに対して、種類が異なる複数の子孫をそれぞれ選択することにより、種類が異なる複数の画像フィルタをそれぞれ生成してもよい。他の例として、フィルタ生成部114は、選択されなかった複数の選択対象部分画像のそれぞれに対して、当該選択対象部分画像の生成に用いられた画像フィルタの少なくとも一部を、選択された選択部分画像の生成に用いられた画像フィルタの少なくとも一部に変換することにより、種類が異なる複数の画像フィルタを生成してもよい。これらにより、画像フィルタ生成装置100は、指定された部分領域に写し出されている観察対象の観察に適した部分画像を出力する画像フィルタを生成できる。フィルタ生成部114は、進化した画像フィルタを、フィルタ格納部120に格納してもよい。
The
たとえば、ユーザは、生存している細胞の数を適切に計測できる画像を得たい場合、画面1000に表示されている選択対象部分画像の中から、生存している細胞の数を最も適切に計測することができると思われる任意の選択対象部分画像を選択部分画像として選択する。この場合、フィルタ生成部114は、選択された選択部分画像の生成に用いられた画像フィルタを遺伝的に進化させることにより、生存している細胞の数を適切に計測することができる画像を出力する複数の画像フィルタを生成する。
For example, when the user wants to obtain an image that can appropriately measure the number of living cells, the number of living cells is most appropriately measured from the selection target partial images displayed on the
なお、画像選択部112は、画面1000に表示されている選択対象部分画像の中から、ユーザによって選択された複数の選択対象部分画像のそれぞれを、選択部分画像として選択してもよい。この場合、フィルタ生成部114は、選択された選択部分画像ごとに、複数の画像フィルタを生成してもよい。
Note that the
図11は、選択対象全体画像の一例を示す。画面1100は、画像フィルタ生成装置100が有するディスプレイに表示された、選択対象全体画像の選択を受け付ける画面の一例を示す。
FIG. 11 shows an example of the entire selection target image. A
画面1100には、選択対象全体画像1110、選択対象全体画像1120、および選択対象全体画像1130が表示されている。選択対象全体画像1110、選択対象全体画像1120、および選択対象全体画像1130は、それぞれ、フィルタ処理部104によって生成された選択対象全体画像であって、図8に示した画像800を、図10で説明したように生成された複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより生成された選択対象全体画像を示す。
On the
ユーザは、マウス、キーボードなどの入力デバイスの操作により、画面1100に表示されている選択対象全体画像の中から、観察対象を最も適切に観察することができる思われる任意の選択対象全体画像を選択部分画像として選択することができる。画像選択部112は、画面1100に表示されている選択対象全体画像の中から、ユーザによって選択された選択対象全体画像を、選択全体画像として選択する。フィルタ生成部114は、選択された選択全体画像の生成に用いられた画像フィルタを遺伝的に進化させる。
The user selects an arbitrary entire selection target image that can be most appropriately observed from the entire selection target image displayed on the
フィルタ生成部114は、選択された選択全体画像の生成に用いられた画像フィルタに対して、種類が異なる複数の子孫をそれぞれ選択することにより、種類が異なる複数の画像フィルタをそれぞれ生成してもよい。他の例として、フィルタ生成部114は、選択されなかった複数の選択対象全体画像のそれぞれに対して、当該選択対象全体画像の生成に用いられた画像フィルタの少なくとも一部を、選択された選択全体画像の生成に用いられた画像フィルタの少なくとも一部に変換することにより、種類が異なる複数の画像フィルタを生成してもよい。これらにより、画像フィルタ生成装置100は、指定された部分領域に写し出されている観察対象の観察に適した全体画像を出力する画像フィルタを生成できる。フィルタ生成部114は、進化した画像フィルタを、フィルタ格納部120に格納してもよい。
The
たとえば、ユーザは、生存している細胞の数を適切に計測できる画像を得たい場合、画面1100に表示されている選択対象画像の中から、生存している細胞の数を最も適切に計測することができると思われる任意の選択対象全体画像を選択全体画像として選択する。この場合、フィルタ生成部114は、選択された選択全体画像の生成に用いられた画像フィルタを遺伝的に進化させることにより、生存している細胞の数を適切に計測することができる画像を出力する複数の画像フィルタを生成する。
For example, when the user wants to obtain an image capable of appropriately measuring the number of living cells, the user most appropriately measures the number of living cells from the selection target images displayed on the
なお、画像選択部112は、画面1100に表示されている選択対象全体画像の中から、ユーザによって選択された複数の選択対象全体画像のそれぞれを、選択全体画像として選択してもよい。この場合、フィルタ生成部114は、選択された選択全体画像ごとに、複数の画像フィルタを生成してもよい。
Note that the
画像フィルタ生成装置100は、画像フィルタを遺伝的に進化させる過程において、上記した画像フィルタ生成処理を繰り返しおこなってもよい。たとえば、画像フィルタ生成装置100は、画像フィルタ生成処理を、世代毎におこなってもよい。また、画像フィルタ生成装置100は、画像フィルタ生成処理を、定期的におこなってもよい。たとえば、画像フィルタ生成装置100は、画像フィルタ生成処理を、所定回数ごと、所定期間ごとにおこなってもよい。
The image
このように、本実施形態に係る画像フィルタ生成装置100によれば、画像フィルタを遺伝的に進化させる過程において、観察対象を含む部分領域をユーザに指定させたうえで、進化の目標とすべき画像を適時ユーザに選択させることにより、観察対象の観察に適した画像を得るための画像フィルタを、少ない処理ステップで生成することができる。このため、本実施形態に係る画像フィルタ生成装置100によれば、変換対象画像の一部に写し出されている観察対象の観察に適切な画像フィルタを高速に生成することができる。また、観察対象に適した目標画像が用意されていない場合、どのような目標画像を用意すればよいか不明な場合であっても、目標画像をコンピュータに与えることなく、観察対象の観察に適切な画像フィルタを高速に生成することができる。
As described above, according to the image
図12は、画像フィルタ生成装置100のハードウェア構成の一例を示す。画像フィルタ生成装置100は、ホスト・コントローラ1582により相互に接続されるCPU1505、RAM1520、グラフィック・コントローラ1575、および表示デバイス1580を有するCPU周辺部を備える。また、画像フィルタ生成装置100は、I/O(入出力)コントローラ1584によりホスト・コントローラ1582に接続される通信I/F1530、ハードディスクドライブ1540、およびCD−ROMドライブ1560を有する入出力部を備える。さらに、画像フィルタ生成装置100は、I/Oコントローラ1584に接続されるROM1510、FD(フレキシブルディスク)ドライブ1550、およびI/O(入出力)チップ1570を有するレガシー入出力部を備える。
FIG. 12 shows an exemplary hardware configuration of the image
ホスト・コントローラ1582は、RAM1520と、高転送レートでRAM1520をアクセスするCPU1505およびグラフィック・コントローラ1575とを接続する。CPU1505は、ROM1510およびRAM1520に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部を制御する。グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等がRAM1520内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示デバイス1580上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
I/Oコントローラ1584は、ホスト・コントローラ1582と、比較的高速な入出力装置である通信I/F1530、ハードディスクドライブ1540、CD−ROMドライブ1560を接続する。通信I/F1530は、ネットワークを介して外部と通信する。ハードディスクドライブ1540は、CPU1505が使用するプログラムおよびデータを格納する。CD−ROMドライブ1560は、CD−ROM1595からプログラムまたはデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540に提供する。
The I /
また、I/Oコントローラ1584には、ROM1510と、FDドライブ1550、およびI/Oチップ1570の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM1510は、画像フィルタ生成装置100の起動時にCPU1505が実行するブート・プログラム、画像フィルタ生成装置100のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。FDドライブ1550は、フレキシブルディスク1590からプログラムまたはデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540に提供する。I/Oチップ1570は、FDドライブ1550、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
The I /
RAM1520を介してハードディスクドライブ1540に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595、またはICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM1520を介して画像フィルタ生成装置100内のハードディスクドライブ1540にインストールされ、CPU1505において実行される。画像フィルタ生成装置100にインストールされて実行されるプログラムは、CPU1505等に働きかけて、コンピュータを、図1から図11にかけて説明した、画像フィルタ生成装置100が有する各機能部として機能させる。
A program provided to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
100 画像フィルタ生成装置
102 変換対象画像格納部
103 部分領域指定部
104 フィルタ処理部
106 画像分類部
108 表示部
110 選択受付部
112 画像選択部
114 フィルタ生成部
116 画像生成部
118 フィルタ生成制御部
120 フィルタ格納部
200 画像フィルタ
202 フィルタ部品
410 画像フィルタ
412 フィルタ部品群
420 画像フィルタ
422 フィルタ部品群
430 画像フィルタ
432 フィルタ部品群
440 画像フィルタ
450 画像フィルタ
460 画像フィルタ
470 画像フィルタ
472 フィルタ部品群
480 画像フィルタ
800 画像
900 画面
1000 画面
1010 選択対象部分画像
1020 選択対象部分画像
1030 選択対象部分画像
1100 画面
1110 選択対象全体画像
1120 選択対象全体画像
1130 選択対象全体画像
1505 CPU
1510 ROM
1520 RAM
1530 通信I/F
1540 ハードディスクドライブ
1550 FDドライブ
1560 CD−ROMドライブ
1570 I/Oチップ
1575 グラフィック・コントローラ
1580 表示デバイス
1582 ホスト・コントローラ
1584 I/Oコントローラ
1590 フレキシブルディスク
1595 CD−ROM
DESCRIPTION OF
1510 ROM
1520 RAM
1530 Communication I / F
1540
Claims (9)
変換対象画像の一部の領域である部分領域をユーザに指定させる部分領域指定部と、
前記変換対象画像の前記部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成するフィルタ処理部と、
ユーザの選択指示に基づいて、前記複数の選択対象部分画像のうちの少なくとも1つを選択部分画像として選択する画像選択部と、
前記選択部分画像の変換に適用された前記一の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、前記後の世代の複数の画像フィルタを生成するフィルタ生成部と、
前記変換対象画像を前記フィルタ処理部に前記後の世代の複数の画像フィルタで変換させることにより、複数の全体画像を生成させる画像生成部と
を備える画像フィルタ生成装置。 An image filter generation device that generates a plurality of image filters of a later generation by genetically evolving a plurality of image filters each including a plurality of filter components that convert an input image into an output image,
A partial area designating unit that allows the user to designate a partial area that is a partial area of the conversion target image;
A filter processing unit that generates a plurality of selection target partial images by converting the partial region of the conversion target image with each of a plurality of image filters of one generation;
An image selection unit that selects at least one of the plurality of selection target partial images as a selected partial image based on a user's selection instruction;
A plurality of image filters of the subsequent generation are generated by preferentially incorporating some filter components included in the one generation image filter applied to the conversion of the selected partial image over other filter components. A filter generator to
An image filter generation device comprising: an image generation unit configured to generate a plurality of whole images by causing the filter processing unit to convert the conversion target image using a plurality of image filters of the subsequent generation.
をさらに備え、
前記フィルタ処理部は、前記フィルタ生成制御部による制御に基づいて、さらに、前記変換対象画像を前記後の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象全体画像を生成し、
前記画像選択部は、前記フィルタ生成制御部による制御に基づいて、さらに、前記ユーザの選択指示に基づいて、前記複数の選択対象全体画像のうちの少なくとも1つを選択全体画像として選択し、
前記フィルタ生成部は、前記フィルタ生成制御部による制御に基づいて、さらに、前記選択全体画像の変換に適用された前記後の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、前記後の世代のさらに後の世代の複数の画像フィルタを生成する請求項1に記載の画像フィルタ生成装置。 After generating a plurality of image filters of the subsequent generation using the partial area of the conversion target image, and generating a plurality of image filters of a later generation of the subsequent generation using the conversion target image A filter generation control unit
The filter processing unit further generates a plurality of selection target whole images by converting the conversion target image with each of the plurality of image filters of the subsequent generation based on the control by the filter generation control unit. ,
The image selection unit is configured to select at least one of the plurality of selection target whole images as a selection whole image based on the control by the filter generation control unit and further based on the selection instruction of the user,
The filter generation unit further includes a part of filter components included in the image filter of the subsequent generation applied to the conversion of the selected entire image based on the control by the filter generation control unit. The image filter generation device according to claim 1, wherein a plurality of image filters of a later generation of the subsequent generation are generated by incorporating them more preferentially.
前記表示部が表示している前記複数の選択対象部分画像または前記複数の選択対象全体画像のうちで前記ユーザが選択する前記選択対象部分画像または前記選択対象全体画像を、前記ユーザから受け付ける選択受付部と
をさらに備え、
前記画像選択部は、前記選択受付部が受け付けた前記選択対象部分画像または前記選択対象全体画像を前記選択部分画像または前記選択全体画像として選択する請求項2に記載の画像フィルタ生成装置。 A display unit for displaying the plurality of selection target partial images or the plurality of selection target whole images;
Selection reception for receiving the selection target partial image or the selection target whole image selected by the user from the plurality of selection target partial images or the plurality of selection target whole images displayed by the display unit from the user And further comprising
The image filter generation device according to claim 2, wherein the image selection unit selects the selection target partial image or the selection target whole image received by the selection reception unit as the selection partial image or the selection whole image.
をさらに備え、
前記表示部は、前記複数のグループにそれぞれ属する前記複数の選択対象部分画像または前記複数の選択対象全体画像をそれぞれ表示し、
前記画像選択部は、前記選択受付部が受け付けた前記選択対象部分画像または前記選択対象全体が属する前記グループに分類された前記選択対象部分画像または前記選択対象全体画像を前記選択部分画像または前記選択全体画像として選択する請求項6に記載の画像フィルタ生成装置。 An image classification unit that classifies the plurality of selection target partial images or the plurality of selection target whole images into a plurality of groups based on similarity of images;
The display unit displays the plurality of selection target partial images or the plurality of selection target whole images respectively belonging to the plurality of groups,
The image selection unit selects the selection target partial image or the selection target whole image classified into the group to which the selection target partial image received by the selection reception unit or the entire selection target belongs, or the selection target partial image or the selection The image filter generation device according to claim 6, wherein the image filter generation device is selected as an entire image.
変換対象画像の一部の領域である部分領域をユーザに指定させる部分領域指定工程と、
前記変換対象画像の前記部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成するフィルタ処理工程と、
ユーザの選択指示に基づいて、前記複数の選択対象部分画像のうちの少なくとも1つを選択部分画像として選択する画像選択工程と、
前記選択部分画像の変換に適用された前記一の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、前記後の世代の複数の画像フィルタを生成するフィルタ生成工程と、
前記変換対象画像を前記フィルタ処理工程に前記後の世代の複数の画像フィルタで変換させることにより、複数の全体画像を生成させる画像生成工程と
を備える画像フィルタ生成方法。 An image filter generation method for generating a plurality of image filters of a later generation by genetically evolving a plurality of image filters each including a plurality of filter components that convert an input image into an output image,
A partial area specifying step for allowing the user to specify a partial area that is a partial area of the conversion target image;
A filter processing step of generating a plurality of selection target partial images by converting the partial region of the conversion target image with each of a plurality of image filters of one generation;
An image selection step of selecting at least one of the plurality of selection target partial images as a selected partial image based on a user's selection instruction;
A plurality of image filters of the subsequent generation are generated by preferentially incorporating some filter components included in the one generation image filter applied to the conversion of the selected partial image over other filter components. A filter generation process to perform,
An image filter generation method comprising: an image generation step of generating a plurality of whole images by causing the filter processing step to convert the conversion target image with a plurality of image filters of the subsequent generation.
変換対象画像の一部の領域である部分領域をユーザに指定させる部分領域指定部、
前記変換対象画像の前記部分領域を一の世代の複数の画像フィルタのそれぞれで変換することにより、複数の選択対象部分画像を生成するフィルタ処理部、
ユーザの選択指示に基づいて、前記複数の選択対象部分画像のうちの少なくとも1つを選択部分画像として選択する画像選択部、
前記選択部分画像の変換に適用された前記一の世代の画像フィルタに含まれる一部のフィルタ部品を、他のフィルタ部品より優先的に組み入れることにより、前記後の世代の複数の画像フィルタを生成するフィルタ生成部、
前記変換対象画像を前記フィルタ処理部に前記後の世代の複数の画像フィルタで変換させることにより、複数の全体画像を生成させる画像生成部
として機能させるプログラム。 A program for an image filter generation device that generates a plurality of image filters of a later generation by genetically evolving a plurality of image filters each including a plurality of filter components that convert an input image into an output image, Computer
A partial area designating section that allows the user to designate a partial area that is a partial area of the conversion target image;
A filter processing unit that generates a plurality of selection target partial images by converting the partial region of the conversion target image with each of a plurality of image filters of one generation;
An image selection unit that selects at least one of the plurality of selection target partial images as a selected partial image based on a user's selection instruction;
A plurality of image filters of the subsequent generation are generated by preferentially incorporating some filter components included in the one generation image filter applied to the conversion of the selected partial image over other filter components. A filter generation unit,
A program causing the filter processing unit to function as an image generation unit that generates a plurality of whole images by causing the filter processing unit to convert the image using a plurality of image filters of the subsequent generation.
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