JP2010154920A - 3次元形状データ処理装置、3次元形状データ処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数枚の断層画像からなる第1の断層画像群のデータと、当該第1の断層画像群の少なくとも一部と撮像領域が重なる複数枚の断層画像からなる第2の断層画像群のデータとを入力するデータ入力部121と、第1の断層画像群から第1の3次元形状データを復元するとともに、第2の断層画像群から第2の3次元形状データを復元する3次元形状復元部と、第1の3次元形状データ及び第2の3次元形状データの各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさを推定する確からしさ推定部123と、当該推定された各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさの推定値に基づいて、第1の3次元形状データ及び第2の3次元形状データを1つの3次元形状データに合成する合成処理を行う3次元形状合成部124を備える。
【選択図】図1
Description
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
第1の実施形態に係る3次元形状データ処理装置(3次元形状データ復元装置)は、3次元形状データとして、3次元のボクセルメッシュを構成する各ボクセルに輝度値が格納されたボリュームデータ(以下、「輝度値配列データ」とする)を復元するものである。本実施形態では、2つの輝度値配列データを入力として、輝度値配列データ中の特徴点同士の対応付けに基づいてこれらの輝度値配列データを合成し、1つの輝度値配列データを生成する。以下、本実施形態に係る3次元形状データ処理装置及び3次元形状データ処理方法について説明する。
この図4に示すフローチャートは、CPU201が3次元形状復元部122の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、図4に示す処理を行う前段階で、図4のフローチャートに従ったプログラムコードは、例えば、ROM203或いは外部記憶装置207からRAM202に既にロードされているものとする。
この図5に示すフローチャートは、CPU201が確からしさ推定部123の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、図5に示す処理を行う前段階で、図5のフローチャートに従ったプログラムコードは、例えば、ROM203或いは外部記憶装置207からRAM202に既にロードされているものとする。
設定する。例えば、下記の(1)式及び(2)式によって3次元形状データの確からしさの推定値pを算出して設定する。
p=1−Δt/T (Δt<Tの場合) ・・・(1)
p=0 (Δt≧Tの場合) ・・・(2)
100[ms]の場合にはp=0.9となり、Δtが1000[ms]以上の場合にはp
=0となる。この確からしさの推定値pを、ボクセル座標系の3軸のプラス方向及びマイナス方向についてそれぞれ算出し、各軸の方向でその平均値を算出する。
この図6に示すフローチャートは、CPU201が本実施形態における3次元形状合成部124の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、図6に示す処理を行う前段階で、図6のフローチャートに従ったプログラムコードは、例えば、ROM203或いは外部記憶装置207からRAM202に既にロードされているものとする。
具体的には、まず、注目ボクセルを中心とした半径3ボクセルの球面上に存在するボクセルの輝度値を求める。そして、注目ボクセルとの輝度値の差が閾値以上となるボクセルが、球面全体の4分の3以上の面積にわたって連結している場合に、注目ボクセルを特徴点として選択して抽出する。または、解剖学的に被検体の特徴となる点を特徴点として、血管の分岐点などを自動または手動で選択して抽出する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る3次元形状データ処理装置(3次元形状データ復元装置ともいう)は、3次元形状データとして、輝度値配列データに基づくサーフェスモデル(表面形状モデル)のデータを復元するものである。第1の実施形態では、2つの輝度値配列データ中の特徴点同士の対応付けに基づいて、1つの輝度値配列データを合成するものであった。これに対して本実施形態では、2つの輝度値配列データに基づく2つのサーフェスモデルのデータから、特徴点同士の対応付けを行わずに1つのサーフェスモデルのデータを合成する。
この図7に示すフローチャートは、CPU201が本実施形態における3次元形状合成部124の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、図7に示す処理を行う前段階で、図7のフローチャートに従ったプログラムコードは、例えば、ROM203或いは外部記憶装置207からRAM202に既にロードされているものとする。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態に係る3次元形状データ処理装置(3次元形状データ復元装置ともいう)は、3次元形状データとして、第1の実施形態と同様に、輝度値配列データを復元するものである。第1の実施形態では、2つの輝度値配列データ中の特徴点同士の対応付けに基づいて、1つの輝度値配列データを合成するものであった。これに対して本実施形態では、2つの輝度値配列データから、第2の実施形態と同様に特徴点同士の対応付けを行わずに1つの輝度配列データを合成する。
この図8に示すフローチャートは、CPU201が本実施形態における3次元形状合成部124の機能を実現するプログラムを実行することにより実現される。なお、図8に示す処理を行う前段階で、図8のフローチャートに従ったプログラムコードは、例えば、ROM203或いは外部記憶装置207からRAM202に既にロードされているものとする。
[変形例1]
上述した各実施形態では、医用画像収集装置110として光干渉断層計(OCT)を具備した装置を適用する例について説明を行ったが、断層画像群を撮影する医用画像収集装置110はこれに限られるものではない。例えば、医用画像収集装置110として、超音波画像診断装置、磁気共鳴映像装置(MRI)、X線コンピュータ断層撮影装置(X線CT)などの装置を適用することが可能である。
上述した各実施形態では、2つの断層画像群を入力する場合について説明したが、処理を行う断層画像群は2つに限られるものではない。例えば、3つ以上の断層画像群に対しても上述した各実施形態の手法は適用可能である。
上述した各実施形態では、輝度値を格納するボクセルと、確からしさの推定値を格納するボクセルを別々に生成する場合について説明している。しかしながら、これに限らず、例えば、輝度値と確からしさの推定値の両方を格納するボクセルを生成するようにしてもよい。
前述した各実施形態に係る3次元形状データ処理装置120を構成する図1の各手段並びに3次元形状データ処理方法を示す図3〜図8の各ステップは、コンピュータのCPU201がROM203などに記憶されたプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
110 医用画像収集装置
120 3次元形状データ処理装置
121 データ入力部
122 3次元形状復元部
123 確からしさ推定部
124 3次元形状合成部
Claims (12)
- 複数枚の断層画像からなる第1の断層画像群のデータと、前記第1の断層画像群の少なくとも一部と撮像領域が重なる複数枚の断層画像からなる第2の断層画像群のデータとを入力するデータ入力手段と、
前記第1の断層画像群から第1の3次元形状データを復元するとともに、前記第2の断層画像群から第2の3次元形状データを復元する復元手段と、
前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データの各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさを推定する推定手段と、
前記推定手段で推定された前記各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさの推定値に基づいて、前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データを1つの3次元形状データに合成する合成処理を行う合成手段と
を有することを特徴とする3次元形状データ処理装置。 - 前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データは、ボリュームデータであることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状データ処理装置。
- 前記合成手段は、前記各3次元形状データから特徴点を抽出し、当該抽出した特徴点同士の対応付けに基づいて、前記合成処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の3次元形状データ処理装置。
- 前記復元手段は、前記第1の3次元形状データとして第1の輝度値配列データを復元するとともに、前記第2の3次元形状データとして第2の輝度値配列データを復元し、
前記推定手段は、前記第1の輝度値配列データおよび前記第2の輝度値配列データの各輝度値配列データにおける複数の位置の確からしさを推定し、
前記合成手段は、前記第1の輝度値配列データから第1の表面形状モデルのデータを生成するとともに、前記第2の輝度値配列データから第2の表面形状モデルのデータを生成し、前記推定手段で推定された前記各輝度値配列データにおける複数の位置の確からしさの推定値に基づいて、前記第1の表面形状モデルのデータおよび前記第2の表面形状モデルのデータを合成して、前記1つの3次元形状データに相当する1つの表面形状モデルのデータとすることを特徴とする請求項1に記載の3次元形状データ処理装置。 - 前記合成手段は、前記第1の表面形状モデルのデータおよび前記第2の表面形状モデルのデータを合成する際に、前記確からしさの推定値に基づいて、それぞれの表面形状が略同一となるように変形させて、前記1つの表面形状モデルのデータに合成することを特徴とする請求項4に記載の3次元形状データ処理装置。
- 前記推定手段は、各断層画像の隣接画素間の撮影時間差および/または前記各断層画像における位置・姿勢の計測誤差に基づいて、前記確からしさを推定す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3次元形状データ処理装置。
- 前記第1の断層画像群のデータおよび前記第2の断層画像群のデータは、光干渉断層計によって取得されたものであ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3次元形状データ処理装置。
- 前記第1の断層画像群のデータおよび前記第2の断層画像群のデータは、超音波画像診断装置によって取得されたものであ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3次元形状データ処理装置。
- 前記第1の断層画像群のデータおよび前記第2の断層画像群のデータは、それぞれの少なくとも一部の断層画像における法線の向きが略90度異な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3次元形状データ処理装置。
- 複数枚の断層画像からなる第1の断層画像群のデータと、前記第1の断層画像群の少なくとも一部と撮像領域が重なる複数枚の断層画像からなる第2の断層画像群のデータとを入力するデータ入力ステップと、
前記第1の断層画像群から第1の3次元形状データを復元するとともに、前記第2の断層画像群から第2の3次元形状データを復元する復元ステップと、
前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データの各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさを推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された前記各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさの推定値に基づいて、前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データを1つの3次元形状データに合成する合成処理を行う合成ステップと
を有することを特徴とする3次元形状データ処理方法。 - 複数枚の断層画像からなる第1の断層画像群のデータと、前記第1の断層画像群の少なくとも一部と撮像領域が重なる複数枚の断層画像からなる第2の断層画像群のデータとを入力するデータ入力ステップと、
前記第1の断層画像群から第1の3次元形状データを復元するとともに、前記第2の断層画像群から第2の3次元形状データを復元する復元ステップと、
前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データの各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさを推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された前記各3次元形状データにおける複数の位置の確からしさの推定値に基づいて、前記第1の3次元形状データおよび前記第2の3次元形状データを1つの3次元形状データに合成する合成処理を行う合成ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 請求項11に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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