JP5663279B2

JP5663279B2 - 画像処理装置

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Publication number: JP5663279B2
Application number: JP2010262832A
Authority: JP
Inventors: 後藤　良洋; 良洋後藤
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2030-11-25
Also published as: JP2012110530A

Description

本発明は、ＣＴ画像、ＭＲ画像、ＵＳ画像等の医用画像から抽出した領域の形状補正処理に関する。

従来より、ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像、ＭＲ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ）画像、ＵＳ（Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）画像等の医用画像を用いた診断が行われている。また、これらの医用画像から観察像となる部位を抽出したり、不必要な領域を除去したりして診断に好適な画像を作成するための各種画像処理手法が提案されている。また、医用画像から異常陰影を検出するＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｉａｇｎｏｓｉｓ）と呼ばれるコンピュータ支援診断装置も開発されている。ＣＡＤでは診断対象とする臓器領域が抽出され病変候補部位があるか否かが判定されるが、抽出領域の形状の編集が必要となる場合がある。例えば、特定の臓器領域を閾値処理によって抽出する場合、閾値の設定の仕方によっては余分な領域も抽出され、目的とする臓器と一体化して抽出されてしまう場合がある。これでは診断に不都合なため、余分な領域を取り除く修正が必要である。また、これとは逆に、臓器の一部が欠けて抽出されてしまう場合があるが、この場合は欠けた部分を追加する修正が必要である。

このように、領域の削除・追加等の修正を行う画像処理手法として、例えば、特許文献１の手法が提案されている。特許文献１では、操作者が画像上でマウス等のポインティングデバイスを操作して背景領域と注目領域の両領域に跨るように線を描画すると、描画された線の両端が注目領域内にあるのか注目領域外にあるのか、または注目領域と背景領域にそれぞれ存在するのかが判定され、判定結果に応じて領域を拡張したり削除したりする処理を行うものである。例えば、線の両端がいずれも背景領域にあれば線と注目領域とで囲まれる閉領域が注目領域から削除され、線の両端がいずれも注目領域にあれば線と注目領域とで囲まれる閉領域が注目領域に追加される。

また、抽出された病巣候補陰影に血管陰影が重なっている場合に血管部分を取り除いて表示する例が特許文献２に記載されている。特許文献２では、二値化処理により抽出された陰影の重心位置を求め、その重心位置を中心として動径を回転させながら陰影における動径の最小長を求める。更に、動径の最小長に所定の係数を乗じた値を切断長とし、切断長に対応した画素数の判定領域を横方向または縦方向に設定する。そして、抽出陰影の周囲に判定領域を設定し、それらの判定領域において陰影が判定領域より小さい場合（判定領域両端の画素がいずれも「０」の場合）は切断対象として、判定領域上の全画素を「０」に変換し、切断する（特許文献２の明細書段落［０２１４］〜［０２１５］）。

国際公開第２００５／１０４０４１号特開２００８−２８９９１６号公報

しかしながら、上述の特許文献１では、修正のために操作者が線を描画するが、その線は修正箇所毎に手動で入力する必要があるため手間がかかっていた。
また、上述の特許文献２では、切断対象となる判定領域が直線で設定されるため、直線的な削除しかできなかった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、多値画像の編集処理を自動化し、また、曲線的に領域を追加・削除することが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明は、多値画像上に、原点と、該原点の周囲を回転する２つの動径と、該動径の走査範囲の設定を受け付ける手段と、前記２つの動径の各々に設定される比較点の画素値を判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、前記比較点の画素値が一致する場合は、前記比較点間の画素を該画素値に変換する変換手段と、前記動径の走査範囲について前記判定手段による判定処理と前記変換手段による変換処理とを繰り返す繰返手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。

本発明により、多値画像の編集処理を自動化し、また、曲線的に領域を追加・削除することが可能な画像処理装置を提供できる。

本発明に係る画像処理装置１００の全体構成を示す図（ａ）医用画像２０の例、（ｂ）医用画像２０の関心領域２１を二値化した二値画像２２の例本発明に係る画像処理装置１００が実行する修正処理の手順を説明するフローチャート（第１の実施の形態）原点の周囲を一定角度隔てて回転する２つの動径３１，３２の設定例（ａ）２つの動径３１，３２上の比較点Ｐ１，Ｐ２間を動径３１，３２の軌跡に沿った上書き線５１で画素値Ａに変換する例、（ｂ）２つの動径３１，３２上の比較点Ｐ１，Ｐ２間を直線の上書き線５２で画素値Ａに変換する例、（ｃ）修正された領域２４の例（ａ）医用画像４０の例、（ｂ）医用画像４０の関心領域４１を二値化した二値画像４２の例、（ｃ）２つの動径３１，３２上の比較点Ｐ１，Ｐ２間を動径３１，３２の軌跡に沿った上書き線５３で画素値Ｂに変換する例本発明に係る画像処理装置１００が実行する修正処理の手順を説明するフローチャート（第２の実施の形態）（ａ）医用画像４０の例、（ｂ）医用画像４０の関心領域４１を二値化した二値画像４４に対して原点の周囲を同角度で回転し、互いに長さが異なる２つの動径３３，３４を設定する例、（ｃ）２つの動径３３，３４の先端（比較点）Ｐ１，Ｐ２間を画素値Ｂに変換する例

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の画像処理装置１００を適用する画像処理システム１の構成について説明する。

図１に示すように、画像処理システム１は、表示装置１０７、入力装置１０９を有する画像処理装置１００と、画像処理装置１００にネットワーク１１０を介して接続される画像データベース１１１と、医用画像撮影装置１１２とを備える。

画像処理装置１００は、画像生成、画像解析等の処理を行うコンピュータである。
画像処理装置１００は、図１に示すように、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０１、主メモリ１０２、記憶装置１０３、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１０４、表示メモリ１０５、マウス１０８等の外部機器とのインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６を備え、各部はバス１１３を介して接続されている。

ＣＰＵ１０１は、主メモリ１０２または記憶装置１０３等に格納されるプログラムを主メモリ１０２のＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１１３を介して接続された各部を駆動制御し、画像処理装置１００が行う各種処理を実現する。

また、ＣＰＵ１０１は、医用画像を多値化処理し、多値化処理された画像に対して後述する修正処理（図３参照）を実行する。修正処理では、ＣＰＵ１０１は半径及び回転角度を変えながら回転する２つの動径上の各比較点（例えば各動径の先端）の画素値を判定し、その画素値に応じて２つの比較点の間の画素値を変換する処理を、所定の走査範囲だけ繰り返す。これにより、所定の面積を持つ曲線的な領域を元の多値画像に追加或いは削除する。上述の２つの動径は、（１）多値画像上に任意に設定された原点の周囲を一定角度隔てて回転する２つの動径、または（２）多値画像上に任意に設定された原点の周囲を同角度で回転し、互いに半径が異なる２つの動径とする。以下、（１）の動径を用いた修正処理について第１の実施の形態にて詳述し、（２）の動径を用いた修正処理について第２の実施の形態にて詳述する。

主メモリ１０２は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等により構成される。ＲＯＭは、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。また、ＲＡＭは、ＲＯＭ、記憶装置１０３等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、ＣＰＵ１０１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。

記憶装置１０３は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）や他の記録媒体へのデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳに相当する制御プログラムや、アプリケーションプログラムが格納されている。これらの各プログラムコードは、ＣＰＵ１０１により必要に応じて読み出されて主メモリ１０２のＲＡＭに移され、各種の手段として実行される。

通信Ｉ／Ｆ１０４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、画像処理装置１００とネットワーク１１０との通信を媒介する。また通信Ｉ／Ｆ１０４は、ネットワーク１１０を介して、画像データベース１１１や、他のコンピュータ、或いは、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等の医用画像撮影装置１１２との通信制御を行う。
Ｉ／Ｆ１０６は、周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器とのデータの送受信を行う。例えば、マウス１０８やスタイラスペン等のポインティングデバイスをＩ／Ｆ１０６を介して接続させるようにしてもよい。

表示メモリ１０５は、ＣＰＵ１０１から入力される表示データを一時的に蓄積するバッファである。蓄積された表示データは所定のタイミングで表示装置１０７に出力される。

表示装置１０７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、表示メモリ１０５を介してＣＰＵ１０１に接続される。表示装置１０７はＣＰＵ１０１の制御により表示メモリ１０５に蓄積された表示データを表示する。

入力装置１０９は、例えば、キーボード等の入力装置であり、操作者によって入力される各種の指示や情報をＣＰＵ１０１に出力する。操作者は、表示装置１０７、入力装置１０９、及びマウス１０８等の外部機器を使用して対話的に画像処理装置１００を操作する。
なお、表示装置１０７及び入力装置１０９は、例えば、タッチパネルディスプレイのように一体となっていてもよい。この場合、入力装置１０９のキーボード配列がタッチパネルディスプレイに表示される。

ネットワーク１１０は、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、イントラネット、インターネット等の各種通信網を含み、画像データベース１１１やサーバ、他の情報機器等と画像処理装置１００との通信接続を媒介する。

画像データベース１１１は、医用画像撮影装置１１２によって撮影された画像データを蓄積して記憶するものである。図１に示す画像処理システム１では、画像データベース１１１はネットワーク１１０を介して画像処理装置１００に接続される構成であるが、画像処理装置１００内の例えば記憶装置１０３に画像データベース１１１を設けるようにしてもよい。

次に、図２〜図６を参照して、本発明に係る画像処理装置１００の動作について説明する。
以下の実施の形態において、画像処理装置１００のＣＰＵ１０１は、主メモリ１０２から図３に示す修正処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて処理を実行する。

なお、以下の処理の実行開始に際して、演算対象とする医用画像のデータは画像データベース１１１等からネットワーク１１０及び通信Ｉ／Ｆ１０４を介して取り込まれ、画像処理装置１００の記憶装置１０３に記憶されているものとする。
医用画像は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波装置等により撮影された画像（２次元）またはこれらの画像を積み上げた３次元ボリューム画像である。以下の例では、医用画像として２次元のアキシャルＣＴ画像を用いるものとするが、コロナル画像、サジタル画像を利用することも可能である。

図２に示すように、まず画像処理装置１００のＣＰＵ１０１は、処理対象とする医用画像２０を取り込み、多値化処理する。以下の説明では簡単のために医用画像２０を二値化処理する例を示す。
例えば、図２（ａ）の医用画像２０の関心領域２１について所定の閾値で二値化し、図２（ｂ）に示すように高濃度領域２３とその他の領域とに分離された二値画像２２を得る。二値画像２２において、背骨に相当する高濃度領域２３には画素値Ｂ（例えば、「１」）が与えられ、高濃度領域２３以外の領域には画素値Ａ（例えば、「０」）が与えられる。

図２（ａ）の医用画像２０の関心領域２１内では、背骨の左上部に高濃度領域が接近して存在しているため、二値化処理の閾値を小さく設定した場合は、これらの高濃度領域が背骨領域と一体的に抽出されてしまう。この場合、余分に抽出された領域を削除する必要が生じる。

本発明の第１の実施の形態の画像処理装置１００は、操作者による「削除」の指示、或いは、画像処理装置１００により予め実行される領域の形状判定処理の結果に従って、図３に示す修正処理（削除処理）を開始する。形状判定処理については、例えば、領域の重心から縁辺部までの距離の分散や、縁辺部の連続性、或いは傾き等に基づいて判定する等、公知の手法を用いればよい。

図３の修正処理の開始前の段階で、ＣＰＵ１０１は、図４に示すように二値画像２２上への２つの動径３１，３２の設定を受け付ける。
すなわち、二値画像２２の任意の点を原点Ｏとし、原点Ｏの周囲を角度ψだけ隔てて回転する２つの動径（第１の動径３１，第２の動径３２）と、各動径３１，３２の半径範囲（初期半径Ｒ、最終半径Ｒ２）と、第１の動径３１の回転範囲（初期角度θｍｉｎ，最終角度θｍａｘ）の設定を受け付ける。ＣＰＵ１０１は、これらの初期設定を行うための操作画面を提供するようにしてもよい。例えば、処理対象とする二値画像２２上に原点Ｏ、第１及び第２の動径３１，３２、及び走査範囲（半径範囲及び回転範囲）を設定するためのポインタやハンドル等を表示装置１０７に表示し、マウス１０８等によってポインタやハンドル等が所望の位置に移動されるようにすればよい。また、形状判定処理の結果を利用して領域２３の形状の修正を行う場合は、求められた形状の情報を用いて、原点Ｏ、第１及び第２の動径３１，３２、及び走査範囲（半径範囲及び回転範囲）を設定するようにしてもよい。

図２〜図４の例は、二値画像２２の高濃度領域２３の一部（高濃度領域２３の左上の凸部）を「削除」する修正例であるため、２つの動径３１，３２の間の角度ψは、少なくとも削除対象とする部分の長さに相当する角度より大きくする必要がある。すなわち、２つの動径３１，３２が削除対象とする部分を挟むように設定される。また、走査範囲（半径範囲及び回転範囲）は、削除対象とする部分を覆う範囲とする。

原点Ｏ、第１及び第２の動径３１，３２、及び走査範囲（半径範囲及び回転範囲）の設定が行われると、まず、ＣＰＵ１０１は、第１及び第２の動径３１，３２の半径Ｒを初期半径として初期設定する（ステップＳ１）。次に、ＣＰＵ１０１は、第１の動径３１の角度θ１を初期角度θｍｉｎとして初期設定する（ステップＳ２）。

次に、ＣＰＵ１０１は、第２の動径３２の角度θ２を（θ１＋ψ）と設定する（ステップＳ３）。ψの大きさは削除部分の大きさに応じて変更可能である。

上述のように、所定の角度ψを隔てて２つの動径３１，３２が設定されると、ＣＰＵ１０１は、第１の動径３１の先端の点Ｐ１（Ｒ，θ１）の画素値を判定する。点Ｐ１の画素値がＡ（＝「０」）である場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、更に、ＣＰＵ１０１は、第２の動径３２の先端の点Ｐ２（Ｒ，θ２）の画素値を判定する。点Ｐ２の画素値もＡ（＝「０」）である場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、すなわち、２つの動径３１，３２上の各比較点Ｐ１及び点Ｐ２の間の画素値が一致する場合は、比較点Ｐ１及び点Ｐ２の間の画素を画素値Ａで埋める（変換する；ステップＳ６）。

画素値の変換は、図５（ａ）に示す上書き線５１のように、動径３１，３２の軌跡に沿って上書きするようにしてもよいし、図５（ｂ）に示す上書き線５２のように、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線に沿って上書きするようにしてもよい。

ステップＳ６の変換処理が終了するとステップＳ７へ移行する。或いは、ステップＳ４、ステップＳ５において第１の動径３１上の比較点Ｐ１または第２の動径３２上の比較点Ｐ２のうち、少なくともいずれか一方の画素値がＡでない場合は（ステップＳ４；Ｎｏ、ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ６の変換処理を行わず、ステップＳ７へ移行する。

ＣＰＵ１０１は第１の動径３１の角度θ１を所定の微小角度ｄθだけ回転させる（θ１←θ１＋ｄθ；ステップＳ７）。微小角度ｄθは任意であるが、例えば１度（π／１８０［ｒａｄ］）とする。

θ１が最終角度θｍａｘより小さければ（ステップＳ８；ＮＯ）、ステップＳ３へ戻り、第２の動径３２の角度θ２をθ１＋ψに再設定し、第１の動径３１上の比較点Ｐ１と第２の動径３２上の比較点Ｐ２との画素値を比較する（ステップＳ４，ステップＳ５）。比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がいずれもＡである場合は（ステップＳ４；ＹＥＳ、ステップＳ５；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を上述の上書き線５１または上書き線５２に沿って画素値Ａに変換する。

ＣＰＵ１０１は、第１の動径３１が最終角度θｍａｘに到達するまで上述の処理を繰り返す。第１の動径３１が最終角度θｍａｘに到達すると（ステップＳ８；ＹＥＳ）、次に、ＣＰＵ１０１は、２つの動径３１，３２の半径を微小距離ｄＲだけ延伸する（Ｒ←Ｒ＋ｄＲ；ステップＳ９）。微小距離ｄＲの長さは任意であるが、例えば０．５画素〜１．０画素程度が好ましい。

延伸後の各動径３１，３２の半径Ｒが最終半径Ｒ２に達していなければ（ステップＳ１０；ＮＯ）、ステップＳ２へ戻り、第１の動径３１の角度をθ１＝初期角度θｍｉｎに初期設定し、第２の動径３２の角度をθ２＝θ１＋ψに再設定し、更新された比較点Ｐ１（Ｒ，θ１），Ｐ２（Ｒ，θ２）の画素値を比較する。比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がいずれもＡである場合は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を動径の軌跡に沿って、または直線に沿って、画素値Ａに変換する（ステップＳ２〜ステップＳ６）。同様の処理を、各動径３１，３２の角度を順次微小角度ｄθずつずらしながら最終半径θｍａｘまで繰り返し、更に、各動径３１，３２の半径Ｒを順次微小距離ｄＲずつ延伸しながら最終半径Ｒ２まで繰り返す。

２つの動径３１，３２の半径Ｒが最終半径Ｒ２に到達すると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、画素値Ａによる変換処理が終了する。
その結果、図５（ａ）、（ｂ）に示す領域２３の左上の凸部が削除され、図５（ｃ）に示すような形状の領域２４となる。

なお、必要に応じて原点を別の位置に再設定したり、走査範囲（半径範囲、回転範囲）や２つの動径３１，３２のなす角度ψ等を変更して、上述のステップＳ１〜ステップＳ１０の処理を行うようにしてもよい。これにより曲率の異なる曲線で画素値の変換処理が行えるようになり、複雑な形状での修正が可能となる。

なお、図３のフローチャートにおいてステップＳ４，ステップＳ５，ステップＳ６の画素値Ａを、画素値Ｂと置き換えれば、領域を「追加」する修正も可能である。

画像処理装置１００のＣＰＵ１０１が処理対象とする医用画像として図６（ａ）に示すような医用画像４０を取り込み、多値化処理して図６（ｂ）の多値画像（二値画像４２）を得るものとする。図６（ｂ）の二値画像４２において、斜線で示す高濃度領域には画素値Ｂ（例えば、「１」）が与えられ、高濃度領域以外の領域には画素値Ａ（例えば、「０」）が与えられる。

図６（ｂ）において、左上部にある２つの高濃度領域（画素値Ｂの領域）を結合するよう修正する場合、２つの高濃度領域の間にある低濃度領域（画素値Ａ＝「０」の領域）を画素値Ｂに変換すればよい。
このように領域を追加する処理を行う場合、本発明の第１の実施の形態の画像処理装置１００は、操作者による「追加」の指示、或いは、画像処理装置１００により予め実行される領域の形状判定処理の結果に従って、修正処理（追加処理）を開始する。なお、追加処理の手順は図３のフローチャートのステップＳ４、ステップＳ５、及びステップＳ６の値Ａを値Ｂに置き換えて実行される。

追加処理において、まず、ＣＰＵ１０１は、二値画像２２上への２つの動径３１，３２の設定を受け付ける。すなわち、任意の点を原点Ｏとし、原点Ｏの周囲を角度ψだけ隔てて回転する２つの動径（第１の動径３１，第２の動径３２）と、各動径３１，３２の半径範囲（初期半径Ｒ、最終半径Ｒ２）と、第１の動径３１の回転範囲（初期角度θｍｉｎ，最終角度θｍａｘ）の設定を受け付ける。設定操作については、上述の削除処理と同様である。

図６の例は、二値画像４２の２つの高濃度領域の間に高濃度領域を「追加」する修正例であるため、２つの動径３１，３２の間の角度ψは、少なくとも追加対象とする部分の長さに相当する角度より大きくする必要がある。すなわち、２つの動径３１，３２が追加対象とする部分を挟むように設定される。また、走査範囲（半径範囲及び回転範囲）は、追加する領域を覆う範囲とする。

次に、ＣＰＵ１０１は、第２の動径３２の角度θ２を（θ１＋ψ）と設定する（ステップＳ３）。ψの大きさは追加部分の大きさに応じて変更可能である。

上述のように、所定の角度ψを隔てて２つの動径３１，３２が設定されると、ＣＰＵ１０１は、第１の動径３１の先端の点Ｐ１（Ｒ，θ１）の画素値を判定する。点Ｐ１の画素値がＢ（＝「１」）である場合（図３の値Ａを値Ｂに置き換えたステップＳ４；ＹＥＳ）、更に、第２の動径３２の先端の点Ｐ２（Ｒ，θ２）の画素値を判定し、点Ｐ２の画素値もＢ（＝「１」）である場合（図３の値Ａを値Ｂに置き換えたステップＳ５；ＹＥＳ）、すなわち、２つの動径３１，３２上の各比較点Ｐ１及び点Ｐ２の間の画素値が一致する場合は、比較点Ｐ１及び点Ｐ２の間の画素を画素値Ｂで埋める（変換する；図３の値Ａを値Ｂに置き換えたステップＳ６）。

画素値の変換は、図６（ｃ）に示す上書き線５３のように、動径の軌跡に沿って上書きするようにしてもよいし、図５（ｂ）に示す上書き線５２のように、点Ｐ１と点Ｐ２とを結ぶ直線に沿って上書きするようにしてもよい。

ステップＳ６の変換処理が終了するとステップＳ７へ移行する。或いは、ステップＳ４、ステップＳ５において第１の動径３１上の比較点Ｐ１または第２の動径３２上の比較点Ｐ２のうち、少なくともいずれか一方の画素値がＢでない場合は（図３の値Ａを値Ｂに置き換えたステップＳ４；Ｎｏ、ステップＳ５；Ｎｏ）、ステップＳ６の変換処理を行わず、ステップＳ７へ移行する。

θ１が最終角度θｍａｘより小さければ（ステップＳ８；ＮＯ）、ステップＳ３へ戻り、第２の動径３２の角度θ２をθ１＋ψに再設定し、第１の動径３１上の比較点Ｐ１と第２の動径３２上の比較点Ｐ２との画素値を比較する（ステップＳ４，ステップＳ５）。比較点Ｐ１とＰ２の画素値がいずれもＢである場合は（図３の値Ａを値Ｂに置き換えたステップＳ４；ＹＥＳ、ステップＳ５；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を上述の上書き線５３または上書き線５２に沿って画素値Ｂに変換する。

ＣＰＵ１０１は、第１の動径３１が最終角度θｍａｘに到達するまで上述の処理を繰り返す。第１の動径３１が最終角度θｍａｘに到達すると（ステップＳ８；ＹＥＳ）、次に、ＣＰＵ１０１は、２つの動径３１，３２の半径を微小距離ｄＲだけ延伸する（Ｒ←Ｒ＋ｄＲ；ステップＳ９）。微小距離ｄθの長さは任意であるが、例えば０．５画素〜１．０画素程度が好ましい。

延伸後の各動径３１，３２の半径Ｒが最終半径Ｒ２に達していなければ（ステップＳ１０；ＮＯ）、ステップＳ２へ戻り、第１の動径３１の角度をθ１＝初期角度θｍｉｎに初期設定し、第２の動径３２の角度をθ２＝θ１＋ψに再設定し、新たな比較点Ｐ１（Ｒ，θ１），Ｐ２（Ｒ，θ２）の画素値を比較する。比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がいずれもＢである場合は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を動径の軌跡に沿って、または直線に沿って、画素値Ｂに変換する（ステップＳ２〜ステップＳ６）。同様の処理を、各動径３１，３２の角度を順次微小角度ｄθずつずらしながら最終半径θｍａｘまで繰り返し、更に、各動径３１，３２の半径Ｒを順次微小距離ｄＲずつ延伸しながら最終半径Ｒ２まで繰り返す。

２つの動径３１，３２の半径Ｒが最終半径Ｒ２に到達すると（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、画素値Ｂによる変換処理が終了する。
その結果、２つの離間した高濃度領域が結合される。すなわち、領域が追加される。

なお、追加処理においても、必要に応じて原点を別の位置に再設定したり、走査範囲（半径範囲、回転範囲）や２つの動径３１，３２のなす角度ψ等を変更して、上述のステップＳ１〜ステップＳ１０の処理を繰り返し行うようにしてもよい。これにより曲率の異なる曲線で画素値の変換処理が行えるようになり、複雑な形状での修正が可能となる。

また、上述の削除処理、追加処理では、２つの動径３１，３２の先端が同一の円上にのる例について説明したが、２つの動径３１，３２の先端が同一の楕円上にのるようにしてもよい。２つの動径３１，３２が楕円上を回転する場合は、予め楕円の長軸と短軸の比を設定しておき、比較点Ｐ１、Ｐ２が同一の楕円上の点となるように各比較点Ｐ１，Ｐ２の座標を算出する。楕円の長短軸比は任意であり、また楕円の原点位置、初期半径、最終半径、２つの動径の回転間隔ψも任意に設定可能である。楕円上を回転する動径とすることにより、更に複雑な形状の修正が可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、図７〜図８を参照して、本発明に係る画像処理装置１００の動作の第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態の画像処理装置１００は、多値画像上に任意に設定された原点Ｏの周囲を同角度で回転し、互いに半径が異なる２つの動径３３，３４を設定し、各動径３３，３４上の各比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値に応じて、２つの比較点Ｐ１，Ｐ２間の画素値を変換する処理を行う。

図８に示すように、まず画像処理装置１００のＣＰＵ１０１は、処理対象とする医用画像４０を取り込み、多値化処理する。以下の説明では簡単のために基の医用画像４０を二値化処理する例を示す。
例えば、図８（ａ）の医用画像４０の関心領域４１について所定の閾値で二値化し、図８（ｂ）に示すように高濃度領域とその他の領域とに分離された二値画像４４を得る。二値画像４４において、斜線で示す高濃度領域には画素値Ｂ（例えば、「１」）が与えられ、高濃度領域以外の領域には画素値Ａ（例えば、「０」）が与えられる。

ある点Ｏを中心として、径方向に離間した２つの高濃度領域を結合したい場合は、本発明の第２の実施の形態の画像処理装置１００は、操作者による「追加」の指示、或いは、画像処理装置１００により予め実行される領域の形状判定処理の結果に従って、図８に示す径方向修正処理（径方向追加処理）を開始する。

図８の修正処理の開始前の段階で、ＣＰＵ１０１は、図８（ｂ）に示すように二値画像４４上への２つの動径３３，３４の設定を受け付ける。
まず、ＣＰＵ１０１は、二値画像４４上への２つの動径の設定を受け付ける。第２の実施の形態では、二値画像４４の任意の点を原点Ｏとし、原点Ｏの周囲を同角度で回転し、互いに半径が異なる２つの動径（第３の動径３３，第４の動径３４）を設定する。また、いずれか一方の動径（例えば、第３の動径３３）の半径範囲（初期半径Ｒ１、最終半径Ｒ２）と、各動径３３，３４の回転範囲（初期角度θ１，最終角度θ２）の設定を受け付ける。第１の実施の形態における初期設定と同様に、ＣＰＵ１０１は、これらの初期設定を行うための操作画面を提供するようにしてもよい。また、領域の形状判定処理の結果を利用して高濃度領域の形状の修正を行う場合は、求められた形状の情報を用いて、原点Ｏ、第３及び第４の動径３３，３４、及び走査範囲（半径範囲及び回転範囲）を設定するようにしてもよい。

図７〜図８の例は、二値画像２２の高濃度領域を「追加」する修正例であるため、２つの動径３３，３４の先端点Ｐ１，Ｐ２間の距離Ｌは、少なくとも追加対象とする部分の長さ以上とする必要がある。また、走査範囲（半径範囲及び回転範囲）は、追加対象とする部分を覆う範囲とする。

原点Ｏ、第１及び第２の動径３１，３２、及び走査範囲（半径範囲及び回転範囲）の設定が行われると、まず、ＣＰＵ１０１は、第３及び第４の動径３３，３４の角度θを初期角度θ１に初期設定する（ステップＳ２１）。次に、ＣＰＵ１０１は、第３の動径３３の半径Ｒを初期半径Ｒ１に初期設定する（ステップＳ２２）。

次に、ＣＰＵ１０１は、第３の動径３３の先端の点Ｐ１の座標を計算する（ステップＳ２３）。そして、ＣＰＵ１０１は、第３の動径３３の先端の点Ｐ１（Ｒ，θ）の画素値を判定する。点Ｐ１の画素値がＢ（＝「１」）である場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、更に、ＣＰＵ１０１は、第４の動径３４の先端の点Ｐ２の座標を計算し（ステップＳ２５）、点Ｐ２（Ｒ＋Ｌ，θ）の画素値を判定する（ステップＳ２６）。点Ｐ２の画素値もＢ（＝「１」）である場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、点Ｐ１及び点Ｐ２の間の画素を画素値Ｂで埋める（変換する；ステップＳ２７）。

ステップＳ２７の変換処理が終了するとステップＳ２８へ移行する。或いは、ステップＳ２４、ステップＳ２６において第３の動径３３上の比較点Ｐ１または第４の動径３４上の比較点Ｐ２のうち、少なくともいずれか一方の画素値がＢでない場合は（ステップＳ２４；Ｎｏ、ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ２７の変換処理を行わず、ステップＳ２８へ移行する。

ＣＰＵ１０１は第３の動径３３の半径Ｒを微小距離ｄＲだけ延伸する（Ｒ←Ｒ＋ｄＲ；ステップＳ２８）。微小距離ｄＲの長さは任意であるが、例えば０．５画素〜１．０画素程度が好ましい。

半径Ｒが最終半径Ｒ２より小さい場合は（ステップＳ２９；ＮＯ）、ステップＳ２３へ戻り、更新された半径Ｒにて第３の動径３３の先端の座標Ｐ１を再計算し（ステップＳ２３）、点Ｐ１の画素値を判定する（ステップＳ２４）。また、更新された半径Ｒにて第４の動径３４の先端の座標Ｐ２を再計算し（ステップＳ２５）、点Ｐ２の画素値を判定する（ステップＳ２６）。比較点Ｐ１とＰ２の画素値がいずれもＢである場合は（ステップＳ２４；ＹＥＳ、ステップＳ２６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を画素値Ｂに変換する（ステップＳ２７）。

ＣＰＵ１０１は、第３の動径３３が最大半径Ｒ２に到達するまで上述の処理を繰り返す。第３の動径３３が最大半径Ｒ２に到達すると（ステップＳ２９；ＹＥＳ）、次に、ＣＰＵ１０１は、２つの動径３３，３４の角度θを微小角度ｄθだけ回転させる（θ←θ＋ｄθ；ステップＳ３０）。微小角度ｄθは、任意であるが、例えば１度（π／１８０［ｒａｄ］）とする。

回転後の角度θが最終角度θ２に達していなければ（ステップＳ３１；ＮＯ）、ステップＳ２２へ戻り、第３の動径３３の半径Ｒを初期半径Ｒ１に設定し、更新された比較点Ｐ１（Ｒ，θ），Ｐ２（Ｒ＋Ｌ，θ）の画素値をそれぞれ判定する。比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がいずれもＢである場合は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を画素値Ｂに変換する（ステップＳ２３〜ステップＳ２７）。同様の処理を、各動径３３，３４の半径Ｒを順次微小距離ｄＲずつ延伸しながら最終半径Ｒ２まで繰り返し、更に、各動径３３，３４の角度θを順次微小角度ｄθずつずらしながら最終角度θ２まで繰り返す。

２つの動径３３，３４の角度θが最終角度θ２に到達すると（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、画素値Ｂによる変換処理が終了する。
その結果、図８（ｃ）の動径３３，３４間の領域が画素値Ｂに変換され、多値画像４５のように右上の二つの高濃度領域が連結されることとなる。

なお、必要に応じて原点を別の位置に再設定したり、走査範囲（半径範囲、回転範囲）や２つの動径３３，３４の先端の間隔Ｌ等を変更して、上述のステップＳ２１〜ステップＳ３１の処理を繰り返し行うようにしてもよい。これにより所望の範囲を径方向に自在に描画できるようになり、複雑な形状での修正が可能となる。

なお、図７のフローチャートにおいてステップＳ２４，ステップＳ２６、ステップＳ２７の画素値Ｂを、画素値Ａ（＝「０」）と置き換えれば、領域を「削除」する修正も可能である。

領域を削除する処理を行う場合、本発明の第２の実施の形態の画像処理装置１００は、操作者による「削除」の指示に従って径方向修正処理（径方向削除処理）を開始する。なお、径方向領域削除処理の手順は図７のフローチャートのステップＳ２４、ステップＳ２６、ステップＳ２７の値Ｂを値Ａに置き換えて実行される。

径方向削除処理において、まず、ＣＰＵ１０１は、二値画像４４上への２つの動径３３，３４の設定を受け付ける。すなわち、任意の点を原点Ｏとし、原点Ｏの周囲を同角度で回転し、互いに長さが異なる２つの動径（第３の動径３３，第４の動径３４）と、各動径３３，３４の半径範囲（初期半径Ｒ１、最終半径Ｒ２）と、各動径３３，３４の回転範囲（初期角度θ１，最終角度θ２）の設定を受け付ける。設定操作については、上述の径方向追加処理と同様である。

領域を径方向に「削除」する修正例では、２つの動径３３，３４の先端の間の長さＬは、少なくとも削除対象とする部分より大きくする必要がある。また、走査範囲（半径範囲及び回転範囲）は、削除する領域を覆う範囲とする。

原点Ｏ、第３及び第４の動径３３，３４、及び走査範囲（半径範囲及び回転範囲）の設定が行われると、ＣＰＵ１０１は、２つの動径３３，３４の角度θを初期角度θ１に初期設定する（ステップＳ２１）。また、第３の動径３３の半径Ｒを初期半径Ｒ１に初期設定する（ステップＳ２２）。

次に、ＣＰＵ１０１は、第３の動径３３の先端の点Ｐ１の座標を計算する（ステップＳ２３）。そして、ＣＰＵ１０１は、第３の動径３３の先端の点Ｐ１（Ｒ，θ）の画素値を判定する。点Ｐ１の画素値がＡ（＝「０」）である場合（図７の値Ｂを値Ａに置き換えたステップＳ２４；ＹＥＳ）、更に、第４の動径３４の先端の点Ｐ２の座標を計算し（ステップＳ２５）、点Ｐ２（Ｒ＋Ｌ，θ）の画素値を判定する（ステップＳ２６）。点Ｐ２の画素値もＡ（＝「０」）である場合（図７の値Ｂを値Ａに置き換えたステップＳ２６；ＹＥＳ）、点Ｐ１及び点Ｐ２の間の画素を画素値Ａで埋める（変換する；ステップＳ２７）。

ステップＳ２７の変換処理が終了するとステップＳ２８へ移行する。或いは、ステップＳ２４、ステップＳ２６において第３の動径３３上の比較点Ｐ１または第４の動径３４上の比較点Ｐ２のうち、少なくともいずれか一方の画素値がＡでない場合は（図７の値Ｂを値Ａに置き換えたステップＳ２４；Ｎｏ、ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ２７の変換処理を行わず、ステップＳ２８へ移行する。

半径Ｒが最終半径Ｒ２より小さい場合は（ステップＳ２９；ＮＯ）、ステップＳ２３へ戻り、更新された半径Ｒにて第３の動径３３の先端の座標Ｐ１を再計算し（ステップＳ２３）、点Ｐ１の画素値を判定する（ステップＳ２４）。また、更新された半径Ｒにて第４の動径３４の先端の座標Ｐ２を再計算し（ステップＳ２５）、点Ｐ２の画素値を判定する（ステップＳ２６）。比較点Ｐ１とＰ２の画素値がいずれもＡである場合は（図７の値Ｂを値Ａに置き換えたステップＳ２４；ＹＥＳ、ステップＳ２６；ＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を画素値Ａに変換する（図７の値Ｂを値Ａに置き換えたステップＳ２７）。

回転後の角度θが最終角度θ２に達していなければ（ステップＳ３１；ＮＯ）、ステップＳ２２へ戻り、第３の動径３３の半径Ｒを初期半径Ｒ１に設定し、更新された比較点Ｐ１（Ｒ，θ），Ｐ２（Ｒ＋Ｌ，θ）の画素値をそれぞれ判定する。比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がいずれもＡである場合は、点Ｐ１と点Ｐ２の間の画素を画素値Ａに変換する（図７の値Ｂを値Ａに置き換えたステップＳ２３〜ステップＳ２７）。同様の処理を、各動径３３，３４の半径Ｒを順次微小距離ｄＲずつ延伸しながら最終半径Ｒ２まで繰り返し、更に、各動径３３，３４の角度θを順次ｄθずつずらしながら最終角度θ２まで繰り返す。

２つの動径３３，３４の角度θが最終角度θ２に到達すると（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、画素値Ａによる変換処理が終了する。
その結果、図８（ｃ）の動径３３，３４間の領域が画素値Ａに変換され、高濃度領域の一部が削除されることとなる。

なお、必要に応じて動径３３，３４の原点を別の位置に再設定したり、初期半径や２つの動径３３，３４の先端の間隔Ｌの長さ等を変更して、上述のステップＳ２１〜ステップＳ３１の処理を繰り返し行うようにしてもよい。これにより所望の範囲を自在に上書きできるようになり、複雑な形状での修正が可能となる。

また、上述の径方向追加処理、径方向削除処理では、２つの動径３３，３４の先端が半径の異なる同心円上にのる例について説明したが、２つの動径３３，３４の先端が半径の異なる同一の長短軸比の楕円（同心楕円）にのるようにしてもよい。２つの動径３３，３４が同心楕円を回転する場合は、予め長軸と短軸の比を設定しておき、比較点Ｐ１、Ｐ２の座標を同心楕円上の点となるように算出する。長短軸比は任意であり、また原点位置、初期半径、最終半径、２つの動径３３，３４の先端の間隔Ｌの長さも任意である。楕円上を回転する動径とすることにより、更に複雑な形状での修正が可能となる。

以上説明したように、画像処理装置のＣＰＵ１０１は、多値化処理された多値画像上に、原点Ｏと、該原点Ｏの周囲を回転する２つの動径３１，３２（または動径３３，３４）と、該動径の走査範囲を設定し、２つの動径３１，３２（または動径３３，３４）の各々に設定される比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値を判定する。比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値が一致する場合は、比較点Ｐ１，Ｐ２間の画素をその画素値で上書きする。削除する場合は、比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がともに「０」である場合は、比較点間の画素を画素値「０」で上書きする。また、追加する場合は、比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値がともに「０」でなく、一致する場合は、画素値「１」または比較点と同じ画素値（多値画像の画素値）で上書きする。この処理を２つの動径の半径と角度を移動させながら、繰り返す。

上述の２つの動径を、原点Ｏの周囲を一定角度ψだけ隔てて回転する第１の動径３１と第２の動径３２とする場合は、各動径３１，３２上の各比較点Ｐ１及びＰ２の画素値が同一の場合に、その画素値に比較点Ｐ１，Ｐ２間の画素が変換される。また、これらの処理は動径の走査範囲だけ繰り返し実行される。
従って、原点と各動径の走査範囲が決定されれば、その範囲内の領域が、元の領域の分布に応じて削除または追加されるため、領域の形状の修正処理が容易となる。回転方向に領域を削除する場合に好適である。例えば、円形や楕円形に近い領域の凸部を削除する場合や、任意の原点から円周方向に離間した２つの領域間を結合する場合等に好適である。

また、上述の２つの動径を、原点Ｏの周囲を同角度で回転し、互いに半径がＬだけ異なる第３の動径３３と第４の動径３４とする場合は、各動径３３，３４上の各比較点Ｐ１及びＰ２の画素値が同一の場合に、その画素値に比較点Ｐ１，Ｐ２間の画素が変換される。また、これらの処理は動径の走査範囲だけ繰り返し実行される。この場合は、任意の原点から径方向に離間した領域を結合する場合や、円弧に近い形状の領域を削除する場合に好適である。

また、比較点間の画素値は、動径の軌跡に沿って変換されてもよいし、比較点間を結ぶ直線に沿って変換されてもよい。
動径の軌跡に沿って上書きする場合は、曲線的に描画でき、また、直線に沿って上書きする場合は直線的に描画できるため、必要に応じて適切な形状にて修正を行えるようになり、実用性が向上する。

更に、２つの動径は、原点を中心とする円上を移動するものとしてもよいし、楕円上を移動するものとしてもよい。これにより、更に複雑な形状での修正が可能となる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る画像処理装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。
上述の修正処理、径方向修正処理は、二値画像について実施されるものとしたが、多値画像に対して実施されるようにしてもよい。この場合は、図３のステップＳ４〜ステップＳ６の処理（比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値の判定と画素値Ａによる変換）や、図７のステップＳ２４〜ステップＳ２７（比較点Ｐ１，Ｐ２の画素値の判定と画素値Ｂによる変換）を、別の画素値（例えば、画素値Ｂ、Ｃ、・・・）についても繰り返し、２つの比較点の画素値が一致すれば比較点間の画素を所望の画素値に変換すればよい。
また、走査範囲（初期半径、最終半径、初期角度、最終角度）や動径間の角度ψ、長さＬ、微小角度ｄθ、微小距離Ｒ等は、コンピュータプログラム内のパラメータとして設定されるものとしてもよい。

その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・・・・・・・・画像処理システム
１００・・・・・・・・・・画像処理装置
１０１・・・・・・・・・・ＣＰＵ
１０２・・・・・・・・・・主メモリ
１０３・・・・・・・・・・記憶装置
１０４・・・・・・・・・・通信Ｉ／Ｆ
１０５・・・・・・・・・・表示メモリ
１０６・・・・・・・・・・Ｉ／Ｆ
１０７・・・・・・・・・・表示装置
１０８・・・・・・・・・・マウス
１０９・・・・・・・・・・入力装置
２０・・・・・・・・・・・医用画像
２１・・・・・・・・・・・関心領域
２２・・・・・・・・・・・二値画像
２３・・・・・・・・・・・高濃度領域
３１・・・・・・・・・・・第１の動径
３２・・・・・・・・・・・第２の動径
３３・・・・・・・・・・・第３の動径
３４・・・・・・・・・・・第４の動径
４０・・・・・・・・・・・医用画像
４１・・・・・・・・・・・関心領域
４２・・・・・・・・・・・二値画像
４４・・・・・・・・・・・径方向修正用の動径が設定された二値画像
４５・・・・・・・・・・・径方向に修正された二値画像
θ・・・・・・・・・・・・動径の角度
ψ・・・・・・・・・・・・角度の異なる２つの動径のなす角度
Ｒ・・・・・・・・・・・・動径の半径
Ｌ・・・・・・・・・・・・半径の異なる２つの動径の先端の間隔

Claims

多値画像上に、原点と、該原点の周囲を回転する２つの動径と、該動径の走査範囲の設定を受け付ける手段と、
前記２つの動径の各々に設定される比較点の画素値を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、前記比較点の画素値が一致する場合は、前記比較点間の画素を該画素値に変換する変換手段と、
前記動径の走査範囲について前記判定手段による判定処理と前記変換手段による変換処理とを繰り返す繰返手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記２つの動径は、前記原点の周囲を一定角度隔てて回転することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記２つの動径は、前記原点の周囲を同角度で回転し、互いに半径が異なることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記変換手段は、前記比較点間の画素値を前記動径の軌跡に沿って変換することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記変換手段は、前記比較点間の画素値を該比較点間を結ぶ直線に沿って変換することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記２つの動径の先端は、前記原点を中心とする円上にあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記２つの動径の先端は、前記原点を中心とする楕円上にあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。