JP5197140B2 - X線透視装置、動画処理方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
前記動画像を構成する各フレームに対して異なる解析処理を並列に行い、前記X線照射により前記被写体を透視する部位として定められた関心領域を、当該各フレームから抽出する解析処理手段と、
前記異なる解析処理に基づき抽出された複数の関心領域に対して評価演算を施し、当該評価演算の結果に基づき、前記解析処理手段により抽出された前記複数の関心領域から一の関心領域を選択し、出力する選択手段と、
を備えることを特徴とする。
前記X線透視装置の解析処理手段が、動画像を構成する各フレームに対して異なる解析処理を並列に行い、X線照射により被写体を透視する部位として定められた関心領域を、当該各フレームから抽出する解析処理工程と、
前記X線透視装置の選択手段が、前記異なる解析処理に基づき抽出された複数の関心領域に対して評価演算を施し、当該評価演算の結果に基づき、前記解析処理工程により抽出された前記複数の関心領域から一の関心領域を選択し、出力する選択工程と、
を有することを特徴とする。
本発明の第1実施形態にかかるX線透視装置を図1Aの参照により説明する。X線透視装置100は、毎秒3〜30パルスのX線パルスを発生することが可能なX線発生部101と、被写体103を透過したX線102を受けてX線パルスに同期した動画像を撮像する2次元X線センサ104を有する。2次元X線センサ104は、X線照射された被写体の動画像を撮像する撮像手段として機能する。
第2の解析処理部106bは、(1)式の関係を満たす画素(x,y)を求め、複数ある場合はその最大値を持つ画素を解析対象フレーム620におけるエッジ点とし、その座標で制御点Ciを更新する。図6Bは、図6A(d)の7画素について、輝度勾配絶対値G(x,y)と、Tedgeと、の比較結果を示す図である。"+2"番目の画素の輝度勾配絶対値Gが閾値Tedgeを超えている。
関心領域のエッジは一般に強い強度を持つと考えられるため、平均エッジ強度を評価値として用いて大きい方を選択することにより、解析対象フレームにおいてより関心領域らしい関心領域抽出結果を選択することが出来る。選択部106cが保持する関心領域抽出結果は、第2の解析処理部106bの動作時と特徴量算出部107の動作時に読み出され、それぞれの処理に用いられる。
CPU1010は、RAM1020やROM1030に格納されているプログラムやデータを用いて情報処理装置1000全体的な制御を行うとともに、プログラムの実行により予め定められた画像処理に関する演算処理を実行することが可能である。
次に、撮像装置2000について説明する。撮像装置2000は、例えば、X線透視装置のような、動画像を撮像することが可能であり、撮像された画像データは情報処理装置1000に送信される。なお、画像データは複数をまとめて情報処理装置1000に送信するようにしても良いし、撮像の都度、順次、画像データの送信を行うようにしてもよい。また、情報処理装置1000からは、図1Aに示したX線制御部111よる次フレームのX線照射条件の設定や撮影コマンドが送られる。撮像装置2000は、受信した次フレームのX線照射条件の設定や撮影コマンドに基づき、設定されている撮像条件の更新を行い、画像データの撮像を行うことが可能である。
次に、本発明の第2実施形態を図10の参照により説明する。図10において、前処理部105、外部パラメータ入力部110に関しては、第1実施形態で説明した内容と同様であるため、重複した説明を避けるため、ここでは説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態を図11の参照により説明する。図11において、前処理部105、外部パラメータ入力部110に関しては、第1実施形態で説明した内容と同様であるため、重複した説明を避けるため、ここでは説明を省略する。
この時、第1の解析処理部106aに生じる出力結果の遅延が影響しないと考えられるため、選択部106cは第1の解析処理部106aの結果を用いれば良い。
(6)式の関係が成り立つとき、第2の解析処理部106bで抽出可能なフレーム間の微小な被写体動が生じているものとする。この時は第1の解析処理部106aの結果よりも第2の解析処理部106bの結果がより適切である。
(7)式の関係が成り立つとき、第2の解析処理部106bでも関心領域抽出が不可能な大きな被写体動がnフレーム目に発生したものとする。また、第1の解析処理部106aがn-1フレーム以前の画像に対して解析処理を実行中である時、大きな被写体動が起きたnフレーム目以降、その結果は意味をなさず、場合によっては大きな誤りを生じている。従って選択部106cに保持している関心領域抽出結果は、外部パラメータ入力部110にて入力される所定領域304で更新することが望ましい。
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムを記録したコンピュータ可読の記憶媒体を、システムあるいは装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。また、システムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
102 X線
103 被写体
104 2次元X線センサ
105 前処理部
106 関心領域出力部
107 特徴量抽出部
108 画像処理部
109 画像表示部
110 外部パラメータ入力部
111 X線制御部
106a 第1の解析処理部
106b 第2の解析処理部
106c 選択部
Claims (20)
- X線照射された被写体の動画像を撮像する撮像手段と、
前記動画像を構成する各フレームに対して異なる解析処理を並列に行い、前記X線照射により前記被写体を透視する部位として定められた関心領域を、当該各フレームから抽出する解析処理手段と、
前記異なる解析処理に基づき抽出された複数の関心領域に対して評価演算を施し、当該評価演算の結果に基づき、前記解析処理手段により抽出された前記複数の関心領域から一の関心領域を選択し、出力する選択手段と、
を備えることを特徴とするX線透視装置。 - 前記解析処理手段は、前記異なる解析処理を並列に行うために、
処理の対象となるフレームにおける関心領域を抽出する第1の解析処理手段と、
前記処理の対象となるフレームの前フレームまでの解析情報を用いて解析範囲を限定することで、抽出に要する時間を、前記第1の解析処理手段の処理に要する時間に比べて短縮して、関心領域を抽出する第2の解析処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のX線透視装置。 - 前記解析処理手段は、前記被写体の動きの検出を行う第3の解析処理手段を更に備え、
前記第3の解析処理手段の検出結果に基づき、前記選択手段は、前記第1の解析処理手段による抽出結果、または前記第2の解析処理手段による抽出結果を選択することを特徴とする請求項2に記載のX線透視装置。 - 前記選択手段により選択された前記関心領域の特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記特徴量を用いて、対応するフレームの画像処理を行う画像処理手段と、
前記画像処理の結果を表示する表示手段と、を
更に備えることを特徴とする請求項1に記載のX線透視装置。 - 前記特徴量算出手段により算出された前記特徴量に基づいて、X線発生手段の制御を行うX線制御手段を更に備えることを特徴とする請求項4に記載のX線透視装置。
- 前記解析処理手段は、処理対象のフレームに対して、ヒストグラム解析、空間フィルタリングによるエッジ検出、ハフ変換、モルフォロジ演算、パターンマッチングのうち少なくとも1つを用いて前記関心領域の抽出を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線透視装置。
- 前記選択手段は、前記評価演算として、関心領域抽出結果のエッジ強度、エッジの長さ、エッジの輝度、エッジの位置、関心領域の輝度、関心領域の形状、関心領域の重心位置、関心領域の平均輝度値、関心領域の分散値のうち少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項1に記載のX線透視装置。
- 前記特徴量算出手段は、抽出された関心領域に基づいて、当該関心領域の位置、大きさ、形状、平均輝度値、最大輝度値、最小輝度値、重心位置、分散、標準偏差の少なくとも1つを表す特徴量を算出することを特徴とする請求項4に記載のX線透視装置。
- 前記画像処理手段は、前記特徴量に基づいて、階調変換処理、鮮鋭化処理、ノイズ抑制処理、関心領域切り出し処理の少なくとも1つを前記画像処理として行うことを特徴とする請求項4に記載のX線透視装置。
- X線照射された被写体の動画像を処理するX線透視装置における動画処理方法であって、
前記X線透視装置の解析処理手段が、動画像を構成する各フレームに対して異なる解析処理を並列に行い、X線照射により被写体を透視する部位として定められた関心領域を、当該各フレームから抽出する解析処理工程と、
前記X線透視装置の選択手段が、前記異なる解析処理に基づき抽出された複数の関心領域に対して評価演算を施し、当該評価演算の結果に基づき、前記解析処理工程により抽出された前記複数の関心領域から一の関心領域を選択し、出力する選択工程と、
を有することを特徴とする動画処理方法。 - 前記解析処理工程は、前記異なる解析処理を並列に行うために、
処理の対象となるフレームにおける関心領域を抽出する第1の解析処理工程と、
前記処理の対象となるフレームの前フレームまでの解析情報を用いて解析範囲を限定することで、抽出に要する時間を、前記第1の解析処理工程の処理に要する時間に比べて短縮して、関心領域を抽出する第2の解析処理工程と、
を有することを特徴とする請求項10に記載の動画処理方法。 - 前記解析処理工程は、前記被写体の動きの検出を行う第3の解析処理工程を更に有し、
前記第3の解析処理工程の検出結果に基づき、前記選択工程は、前記第1の解析処理工程による抽出結果、または前記第2の解析処理工程による抽出結果を選択することを特徴とする請求項11に記載の動画処理方法。 - 前記X線透視装置の特徴量算出手段が、前記選択工程により選択された前記関心領域の特徴量を算出する特徴量算出工程と、
前記X線透視装置の画像処理手段が、前記特徴量を用いて、対応するフレームの画像処理を行う画像処理工程と、
前記X線透視装置の表示手段が、前記画像処理の結果を表示する表示工程と、を
更に有することを特徴とする請求項10に記載の動画処理方法。 - 前記X線透視装置のX線制御手段が、前記特徴量算出工程により算出された前記特徴量に基づいて、X線発生手段の制御を行うX線制御工程を更に有することを特徴とする請求項13に記載の動画処理方法。
- 前記解析処理工程は、処理対象のフレームに対して、ヒストグラム解析、空間フィルタリングによるエッジ検出、ハフ変換、モルフォロジ演算、パターンマッチングのうち少なくとも1つを用いて前記関心領域の抽出を行うことを特徴とする請求項10に記載の動画処理方法。
- 前記選択工程は、前記評価演算として、関心領域抽出結果のエッジ強度、エッジの長さ、エッジの輝度、エッジの位置、関心領域の輝度、関心領域の形状、関心領域の重心位置、関心領域の平均輝度値、関心領域の分散値のうち少なくとも1つを用いることを特徴とする請求項10に記載の動画処理方法。
- 前記特徴量算出工程は、抽出された関心領域に基づいて、当該関心領域の位置、大きさ、形状、平均輝度値、最大輝度値、最小輝度値、重心位置、分散、標準偏差の少なくとも1つを表す特徴量を算出することを特徴とする請求項13に記載の動画処理方法。
- 前記画像処理工程は、前記特徴量に基づいて、階調変換処理、鮮鋭化処理、ノイズ抑制処理、関心領域切り出し処理の少なくとも1つを前記画像処理として行うことを特徴とする請求項13に記載の動画処理方法。
- コンピュータを、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のX線透視装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- 請求項19に記載のプログラムを記憶したコンピュータにより読み取りが可能な記憶媒体。
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