JPH08263641A - アイリスフィルターの演算方法 - Google Patents
アイリスフィルターの演算方法Info
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- JPH08263641A JPH08263641A JP7173594A JP17359495A JPH08263641A JP H08263641 A JPH08263641 A JP H08263641A JP 7173594 A JP7173594 A JP 7173594A JP 17359495 A JP17359495 A JP 17359495A JP H08263641 A JPH08263641 A JP H08263641A
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Abstract
されるアイリスフィルターの演算を高速化する。 【解決手段】 アイリスフィルターの演算処理(#5)
における、2回目以降の放射状の線に重なる画素のアド
レスの算出を、1回目の放射状の線に重なる画素のアド
レス(x,y)に、1回目の処理で求めた注目画素のア
ドレス(k,l)に対する2回目以降の注目画素の相対
的なアドレス(+k1 、+l1 )を加算すること(#1
4)によって行ない、複雑な三角関数の計算処理によら
ず、加算処理という単純な計算処理として処理速度を高
める。
Description
として腫瘤陰影を検出するアイリスフィルターの演算方
法に関するものである。
れた被写体の放射線画像を読み取って画像データを得、
この画像データに適切な画像処理を施した後、画像を表
示装置等により再生することが種々の分野で行われてい
る。特に近年、コンピューターとの組合わせによるコン
ピューテッドラジオグラフィーというデジタルラジオグ
ラフィーの技術が開発され、種々のデジタルラジオグラ
フィーが臨床応用されている。
タを定量的に解析することができるという点で、従来の
アナログ方式のラジオグラフィーとは根本的に異なる特
長がある。特に人体の医療診断用として、このデジタル
ラジオグラフィーの特長をより積極的に活用することを
目的とした、計算機(コンピューター)支援画像診断ま
たはCADM(Computer Aided Diagnosis of Medical
Image )と称される技術が提案されている。
における画像読影を通じての診断を補助するものであ
る。すなわち従来においては、フイルム等の記録媒体や
CRT等の表示装置により再生された放射線画像を専門
医が目視により観察読影し、癌等を表すものとしての異
常な腫瘤陰影や高濃度の微小石灰化陰影等(以下、これ
らを総称して異常陰影という)を早期に発見するよう努
めていた。しかし、放射線画像を観察読影する読影者間
の読影能力の差等により、そのような異常陰影を見落と
したり、主観的判断による思い違いを生ずる可能性もあ
る。
タに基づいて異常陰影、特に腫瘤陰影と考えられる異常
陰影候補を検出し、その検出した部位にマーキングを表
示して放射線画像の読影者に注意を喚起し、あるいは読
影者の客観的判断に役立つ材料として、検出した異常陰
影候補の特徴的なものを定量的に提示することにより、
上述のような読影者による見落としや思い違いの未然防
止を目的としている(「DR画像における腫瘤影検出
(アイリスフィルタ)」電子情報通信学会論文誌D-II V
ol.J75-D-II No.3 P663〜670 1992年3月参照)。
ムにおいて、主として癌組織の特徴的形態の一つである
腫瘤陰影を検出するものとしてアイリスフィルターが用
いられている。以下、このアイリスフィルターによる腫
瘤陰影の検出処理の概要について説明する。
線画像においては、腫瘤陰影は周囲にくらべて濃度値が
わずかに低いことが知られており、その濃度値の分布は
概略円形の周縁部から中心部に向かうにしたがって濃度
値が低くなっている。したがって腫瘤陰影においては、
局所的な濃度値の勾配が認められ、その勾配線は腫瘤の
中心方向に集中している。
される画像データの勾配を勾配ベクトルとして算出し、
その勾配ベクトルの集中度を基に腫瘤陰影を検出するも
のである。すなわち腫瘤陰影内の任意の画素における勾
配ベクトルは腫瘤陰影の中心付近を向くが、血管陰影の
ように細長い陰影では勾配ベクトルが特定の点に集中す
ることはなく、局所的に勾配ベクトルの向きの分布を評
価し、特定の点に集中している領域を抽出すれば、それ
が腫瘤陰影の候補となる。以上がアイリスフィルター処
理の基本的な考え方である。以下に具体的なアルゴリズ
ムのステップを示す。
jごとに、下記式(1)に示す計算式に基づいた画像デ
ータの勾配ベクトルの向きθを求める。
その画素jを中心とした縦5画素×横5画素のマスクの
外周上の画素に対応した画素値(画像データ)である。
出 次に、対象となる画像を構成する全ての画素について、
各画素ごとに、その画素を注目画素とする勾配ベクトル
の集中度Cを次式(2)にしたがって算出する。
に存在する画素の数、θj は、注目画素とその円内の各
画素jとを結ぶ直線と、その各画素jにおける上記式
(1)で算出された勾配ベクトルとがなす角である(図
3参照)。したがって上記式(2)で表される集中度C
が大きな値となるのは、各画素jの勾配ベクトルの向き
が注目画素に集中する場合である。
ベクトルは、腫瘤陰影のコントラストの大小に拘らず、
略その腫瘤陰影の中心部を向くため、上記集中度Cが大
きな値を採る注目画素は、腫瘤陰影の中心部の画素とい
うことができる。一方、血管などの線状パターンの陰影
は勾配ベクトルの向きが一定方向に偏るため集中度Cの
値は小さい。したがって、画像を構成する全ての画素に
ついてそれぞれ注目画素に対する上記集中度Cの値を算
出し、その集中度Cの値が予め設定された閾値を上回る
か否かを評価することによって、腫瘤陰影を検出するこ
とができる。すなわち、このフィルターは通常の差分フ
ィルターに比べて、血管や乳腺等の影響を受けにくく、
腫瘤陰影を効率よく検出できる特長を有している。
さや形状に左右されない検出力を達成するために、フィ
ルターの大きさと形状とを適応的に変化させる工夫がな
される。図4に、そのフィルターを示す。このフィルタ
ーは、図3に示すものと異なり、注目画素を中心に2π
/M度毎のM種類の方向(図4においては、11.25 度ご
との32方向を例示)の放射状の線上の画素のみで集中度
の評価を行うものである。
素からn番目の画素の座標([x],[y])は、注目
画素の座標を(k,l)とすれば、以下の式(3),
(4)で与えられる。
ない最大の整数である。
大の集中度が得られる画素までの出力値をその方向につ
いての集中度とし、その集中度をすべての方向で平均し
て、その注目画素についての勾配ベクトル群の集中度C
とする。具体的には、i番目の放射状の線上において注
目画素からn番目の画素までで得られる集中度Ci
(n)を下記式(5)により求める。
する腫瘤陰影の半径の最小値と最大値である。
(6)および(7)により計算する。
射状の線ごとの集中度Ci (n)の最大値であるから、
注目画像からその集中度Ci (n)が最大値となる画素
までの領域が、その線の方向における腫瘤陰影の候補領
域となる。式(6)によりすべての放射状の線について
その領域を求めることにより、腫瘤陰影の候補となり得
る領域の外周縁の形状を判定することができる。
(6)で与えられた集中度の最大値を放射状の線の全方
向について平均した値を求める。この求められた値を予
め設定した閾値Tと比較することにより、この注目画素
を中心とする領域が異常陰影候補となる可能性があるか
否かを判別する。
Cを評価する領域は、人間の目の虹彩(iris)が外界の
明るさに応じて拡大、縮小する様子に似ており、勾配ベ
クトルの分布に応じて大きさと形状が適応的に変化する
ため、アイリスフィルター(iris filter )という名称
で称されている。
織を取り除き、腫瘤と考えられる陰影の候補のみを抽出
するために、これらの特徴を考慮した形状判定を行う。
ここで用いる特徴量としては、広がり度(Spreadnes
s)、細長さ(Elongation)、辺縁の粗さ(Roughness
)、円形度(Circularity )および内部の凸凹度(Ent
ropy )であり、この特徴量を予め設定した所定の閾値
Tと比較することにより、腫瘤陰影の候補であるか否か
の最終的な判定を行なえばよい。
ーは放射線画像から腫瘤陰影を効果的に検出することが
できる。
(5)の代わりに、下記式(5)′を用いてもよい。
スフィルターは、全画素について、各画素ごとに上記集
中度Cの計算を繰り返す必要があり、その膨大な計算量
のために、腫瘤陰影の検出処理に多大な時間を要し、読
影者が所望のときに即座にその検出ができない、という
実用上の難点がある。
って、アイリスフィルターによる演算方法を改良し、腫
瘤陰影の検出処理の高速化を実現するアイリスフィルタ
ーの演算方法を提供することを目的とするものである。
フィルターの演算方法は、〔1〕被写体の放射線画像を
表す画像データの全画素について、例えば濃度値等の画
像データ、に基づく各画素ごとの勾配ベクトルを算出
し、〔2〕全画素のうち任意のアドレスの注目画素を設
定し、〔3〕注目画素を中心とする、所定の角度間隔で
隣接する複数の放射状の線を画像上に設定し、〔4〕各
放射状の線に重なる画素ごとに画素のアドレスを算出
し、〔5〕アドレスの算出された全画素について、各線
に対する各画素ごとの勾配ベクトルの角度θj に基づ
く、勾配ベクトルの注目画素への集中度を表す指標値co
s θj を算出し、〔6〕これらの複数の線のすべてにつ
いて、線ごとに、線上の注目画素から、検出しようとす
る腫瘤陰影の最小の大きさから最大の大きさまでにそれ
ぞれ対応する距離にある画素までの全画素の指標値cos
θj の平均値を算出し、〔7〕線ごとの平均値の最大値
を、複数の線のすべてについて総和して注目画素につい
ての勾配ベクトル群の集中度の値を算出し、〔8〕集中
度の値と予め設定された閾値とを比較し、
クトル群の集中度の値が閾値以上であるときは、注目画
素を中心とし、線ごとの平均値の最大値を有する画素ま
での範囲を腫瘤陰影として判定し、〔10〕注目画素のア
ドレスを、全画素に亘って順次設定して前記〔2〕から
を検出するアイリスフィルターの演算方法において、
〔3〕から
理において〔4〕の処理で算出された、各線に重なる各
画素のアドレスをアドレス記憶手段に記憶せしめ、n回
目の処理において設定された注目画素に対する、〔10〕
の処理における、n+1回目以降に設定された注目画素
の相対的なアドレスを算出し、n+1回目以降の〔4〕
のアドレスの算出は、アドレス記憶手段に記憶された各
画素のアドレスに算出された相対的なアドレスを加算す
ることにより算出することを特徴とするものである。
は、上記〔3〕から
次代えて行うため、例えば画像の全画素数が106 画素
(1000画素×1000画素)の場合は、第1回目の処理で
は、この106 画素の中のある注目画素について〔3〕か
ら
処理と同じ処理を全画素数分(厳密には、第1回目の処
理による注目画素を差し引いた106 −1回)だけ繰り返
すこととなる。
ら
にしたがった計算処理について、n回目の処理、望まし
くは1回目の処理においては、式(3)および式(4)
にしたがって放射状の線上の画素のアドレスを算出し、
この算出された線上のすべての画素のアドレスを記憶手
段に記憶させ、n+1回目以降(望ましくは2回目以
降)の処理においては、式(3)、(4)によってアド
レス計算をするのではなく、そのn+1回目以降の処理
のために設定された注目画素の、n回目に設定された注
目画素に対する相対的なアドレスを、記憶手段に記憶さ
れたn回目に各画素のアドレスに加算することによっ
て、n+1回目以降の処理における放射状の線上の画素
のアドレスを算出するものである。
を、式(3)、(4)に示す複雑な三角関数の計算処理
によらず、加算または減算処理という単純な計算処理と
することによって、アイリスフィルターの演算を高速化
することができる。
ドレス計算は、望ましくは1回目の処理において行い、
2回目以降の処理においては、すべてこの加算または減
算処理にしたがうのが、より高速化するうえで望まし
い。
勾配ベクトルは前述したように、各画素を中心とした5
画素×5画素のマスク(図2参照)を用いて、式(1)
にしたがって算出するが、この5画素×5画素のマスク
は例示であって、必ずしも5画素×5画素の大きさであ
る必要はなく、3画素×3画素であってもよいし、7画
素×7画素、若しくはこれら以外の大きさのものであっ
てもよい。
方法は、前記〔1〕の処理で算出された勾配ベクトルの
向きを、予め設定された2πm/M(Mは3以上の整
数、mは0以上の整数、ただし、m=0,1,…,M−
1)というM種類の方向に量子化し、前記〔3〕の処理
における前記複数の放射状の線の向きを、2πj/N
(Nは3以上の整数、jは0以上の整数、ただし、j=
0,1,…,N−1)というN種類の方向に量子化し、
これにより、前記〔5〕の処理における、前記各線に対
する各画素ごとの前記勾配ベクトルの角度θj を量子化
し、該量子化された角度θj ごとに、該角度θj に対応
する前記指標値cos θj の値を予め算出してルックアッ
プテーブルを作成し、前記〔5〕の処理における前記指
標値cos θj の算出を、前記角度θj ごとに該ルックア
ップテーブルにより求めることを特徴とするものであ
る。
勾配ベクトルの向きθはアナログ値であるため連続値を
採るが、本発明ではこの算出された勾配ベクトルの向き
θを、予め設定された2πm/MというM種類の方向に
量子化し、さらに〔3〕の処理における複数の放射状の
線の向きを、2πj/NというN種類の方向に設定する
ことによって、〔5〕の処理における、各線に対する勾
配ベクトルの角度θjを、2π(m/M−j/N)とい
う限られた数の方向に量子化することができる。
応する指標値cos θj も予め算出することができ、これ
らを対応させたルックアップテーブルを予め作成してお
くことによって、〔5〕の処理で得られた量子化された
勾配ベクトルの角度θj に基づいてルックアップテーブ
ルによって指標値cos θj を容易に得ることができ、比
較的長い時間を要する三角関数の式(5)の処理を簡単
化し、アイリスフィルター処理を高速化することができ
る。
複数の放射状の線の向きの数とを一致させ、それらの各
方向も一致するように設定しておくことにより、各線に
対する勾配ベクトルの角度θj を2π(m−j)/Mと
することができ、より簡略化することができる。またN
の値をMの値の整数倍に、またはMの値をNの値の整数
倍に設定することによっても、簡略化することが可能で
ある。
方法は、放射線画像のうち被写体が存在する領域を検出
し、その検出された、被写体の存在する領域内の画素に
ついてのみ前記〔1〕から〔10〕までの処理を行うこと
を特徴とするものである。
しない部分には、腫瘤陰影陰影が存在することはないた
め、そのような部分についての検出処理は行なわず、被
写体の存在する領域についてのみ検出処理を行なうもの
である。
検出方法としては、例えば特開昭61−170178号公報によ
り開示されている技術を用いることができる。すなわち
この技術によれば、例えば人体の乳房のX線画像につい
て、乳房が記録シート上に略半円形状に撮影され、かつ
略半円形状の円弧の外側にX線が直接記録されているこ
とを利用し、被写体部(乳房の陰影)と直接X線部との
境界の画像データの変化を検出することによりX線画像
上のどの位置に被写体部が存在するかを自動的に認識す
ることができ、この技術を用いることにより、放射線画
像データに基づいて、被写体が記録されている領域を検
出することができる。
認識する方法としては、特開平4−1745号、同4−8351
号、同4− 11242号、同4− 53540号等に開示されてい
るように、検出しようとする被写体の画像が記録されて
いる可能性のある各部分領域ごとに、その画像が記録さ
れている確率の高低を段階的に指標する確信度を求め、
各部分領域ごとに求められた確信度から所望とする画像
が記録された位置を総合的に認識するようにするのが望
ましい。
体の存在しない領域を示す画像データと、被写体の存在
する領域を示す画像データとの間の大きさの画像データ
を閾値として設定し、全画素の画像データとこの閾値と
を比較することにより行うようにしてもよいし、画像デ
ータに基づくヒストグラムを作成し、このヒストグラム
のパターン形状に基づいて被写体であると認識される領
域部分に対応する画像データを閾値として設定し、放射
線画像の全画素の画像データとこの閾値とを比較するこ
とにより、被写体の画像領域を検出してもよい。
方法は、前記画像データを、縦横それぞれの方向で1/
8以上1/2以下の範囲内で再サンプリングして得るよ
うにしたことを特徴とするものである。
方法は、上記第1から第4のアイリスフィルターの演算
方法のうち少なくとも2以上の演算方法を組み合わせた
ものであってもよい。
演算方法を、前述した計算機支援画像診断装置において
適用することもできる。
演算方法によって高速に検出された腫瘤陰影候補につい
て再生画像にマーキングを施し、あるいはその特徴的な
ものを定量的に提示し、あるいは全体画像を標準の大き
さでCRT等に表示しつつ腫瘤陰影候補のみを拡大表示
するなどの処理を計算機支援画像診断装置で行なうこと
により、画像読影者が判断を行なうのに一層役立つもの
となる。
算方法によれば、画素ごとに繰返し行なう膨大な回数の
アドレス計算を、式(3)、(4)に示す複雑な三角関
数の計算処理によらず、加算または減算処理という単純
な計算処理とすることができ、アイリスフィルターの演
算を高速化することができる。
方法によれば、従来、アナログ値であるため連続値を採
る勾配ベクトルの向きθを、予め設定された2πm/M
というM種類の方向に量子化し、さらに〔3〕の処理に
おける複数の放射状の線の向きを、2πj/NというN
種類の方向に設定することによって、〔5〕の処理にお
ける、各線に対する勾配ベクトルの角度θj を限られた
数の方向に量子化することができる。
応する指標値cos θj も予め算出することができ、これ
らを対応させたルックアップテーブルを予め作成してお
くことによって、〔5〕の処理で得られた量子化された
勾配ベクトルの角度θj に基づいてルックアップテーブ
ルによって指標値cos θj を容易に得ることができ、比
較的長い時間を要する三角関数の式(5)の処理を簡単
化し、アイリスフィルターの演算を高速化することがで
きる。
方法によれば、放射線画像のうち被写体が存在する領域
部分における画素についてのみ、アイリスフィルターの
演算を行なうため、すなわち、腫瘤陰影の存在しえな
い、被写体が存在しない領域部分については、アイリス
フィルターの演算方法による検出処理は行なわないた
め、その部分についてのアイリスフィルターの演算を省
略することができ、放射線画像全体としてアイリスフィ
ルターの演算を高速化することができる。
方法によれば、アイリスフィルターの演算の対象となる
画像データを、縦横それぞれの方向で、1/8以上1/
2以下の範囲内で再サンプリングして得るため、アイリ
スフィルターの演算の対象となる画像データ数が1/6
4〜1/4となり、放射線画像全体としてアイリスフィ
ルターの演算を高速化することができる。
ーの演算方法の実施の形態について説明する。
ーの演算方法の一実施形態の、具体的な処理ステップを
示すフローチャートである。
第1ステップ(#1)において、画像読取装置等から入
力された被写体の放射線画像を表す画像データDである
濃度値に基づいて、式(1)にしたがって、すべての画
素について勾配ベクトルの向きθを算出する(図2参
照)。この算出された全画素についての勾配ベクトルの
向きθは、図示しない所定の記憶部に記憶される(#
2)。
のうち、任意のアドレス(k,l)にある画素を注目画
素として設定し(#3、図3参照)、この注目画素を中
心とする、 11.25度間隔で隣接する32本の放射状の線を
画像上に設定する(#4、図4参照)。
レス(x,y)を、下記式(8)および(9)により算
出する(#5)。ただし、式(8)および(9)中のi
は図4における放射状の線の番号である(1≦i≦32;
整数)。
れらのアドレスが画素ごとに図示しない所定の記憶手段
に記憶される(#6)。
とに、ステップ2(#2)で記憶された勾配ベクトルの
角度θを読み出し、各画素ごとの勾配ベクトルの、放射
状の各線に対する角度θj を、式(10)に基づいて算出
する(#7)。
射状の各線に対する角度θj に基づいて、勾配ベクトル
の注目画素への集中度を表す指標値cos θj を算出する
(#8)。さらに、複数の線のすべてについて、線ごと
に、線上の注目画素から、検出しようとする腫瘤陰影の
最小の大きさから最大の大きさまでにそれぞれ対応する
距離にある画素(Rmin 〜Rmax )までの全画素の指標
値cos θj の平均値Ci (n)を、式(5)にしたがっ
て算出する(#8)。ここで、cos θilは、図4に示す
第i番目の線上で、注目画素から数えてl番目に相当す
る画素での集中性評価値であり、その画素における上記
指標値cos θj を意味し、またCi (n)は、この第i
番目の線上におけるRmin 番目の画素からn番目の画素
までで得られる集中度を意味する。
させたときのCi (n)の値の最大値Cimaxを式(6)
により算出する(#9)。この最大値Cimaxを算出する
ことによって、第i番目の線上における集中度が最大と
なる画素を特定することができる。
れた最大値Cimaxを、式(11)により、全ての放射状の
線について加算平均してアドレス(k,l)の注目画素
についての集中度Cを算出する(#10)。
た所定の閾値Tと比較し(#11)、C>Tであればこの
注目画素は腫瘤陰影の中心部であると判断し、一方、C
≦Tであればこの注目画素は腫瘤陰影の中心部ではない
と判断する(#12)。
を判断するための、実験的に予め設定された値である。
注目画素を順次代えて(#13)繰り返すが、ここで、次
の注目画素のアドレスを(k+k1 ,l+l1 )とすれ
ば、この注目画素は上記1回目の処理における注目画素
(アドレス(k,l))に対してx方向に+k1 、y方
向に+l1 だけ平行移動したものということができる。
前回の処理における各画素のアドレスに、この相対的な
アドレス値(+k1 、+l1 )を加算する(#14)こと
によって、新たな注目画素における放射状の線に重なる
画素のアドレス(x,y)を算出し、ステップ7に戻っ
て処理を繰り返す。
ターの演算方法によれば、膨大な回数のアドレス計算
を、式(8)、(9)に示す複雑な三角関数の計算処理
によらず、加減算処理という単純な計算処理とすること
によって、アイリスフィルターの演算を全体として高速
化することができる。
ーの演算方法の一実施形態の、具体的な処理ステップを
示すフローチャートである。
第1ステップ(#21)において、画像読取装置等から入
力された被写体の放射線画像を表す画像データDである
濃度値に基づいて、式(1)にしたがって、すべての画
素について勾配ベクトルの向きθを算出する(図2参
照)。
は、この勾配ベクトルの向きθを、図6に示す、予め設
定された2πm/8(mは0以上の整数、ただし、m=
0,1,…,7)という8つの方向に量子化する(#2
2)。量子化された全画素についての勾配ベクトルの向
きθは、図示しない所定の記憶部に記憶される(#2
3)。
のうち、任意のアドレス(k,l)にある画素を注目画
素として設定し(#24)、この注目画素を中心とする8
本の放射状の線を画像上に設定する(#25)。このとき
設定される8本の放射状の線の向きは、図7に示すよう
に、勾配ベクトルの量子化する8つの向きに一致した2
πj/8(jは0以上の整数、ただし、j=0,1,
…,7)に設定されている。
算方法の実施形態におけるステップ5と同様、これらの
各放射状の線に重なる画素のアドレス(x,y)を算出
する(#26)。
とに、ステップ23(#23)で量子化された勾配ベクトル
の角度θを読み出し、各画素ごとの勾配ベクトルの、放
射状の各線に対する角度θj を算出する(#27)。ここ
で算出される角度θj は、量子化された勾配ベクトルの
向きθと放射状の線の向きとにより決まるものであるか
ら、角度θj 自体も量子化されたものとなる(図8参
照)。すなわち角度θjは、図8から解されるように、
0,2π/8,4π/8,6π/8,8π/8,10π/
8,12π/8,14π/8の8通りの値のみを採る。
する、式(5)で表される放射状の線ごとの集中度の指
標値cos θj の値も予め算出することができ、量子化さ
れた角度θj を指標値cos θj に変換する、表1に示す
ルックアップテーブルを予め作成し、所定の記憶部に記
憶させておく(#20)。
線に対する角度θj に基づいて、#20で作成されたルッ
クアップテーブルにより、勾配ベクトルの注目画素への
集中度を表す指標値cos θj を求める(#28)。
とに、線上の注目画素から、検出しようとする腫瘤陰影
の最小の大きさから最大の大きさまでにそれぞれ対応す
る距離にある画素(Rmin 〜Rmax )までの全画素の指
標値cos θj の平均値Ci (n)を算出する(#29)。
ここで、cos θilは、図4に示す第i番目の線上で、注
目画素から数えてl番目に相当する画素での集中性評価
値であり、その画素における上記指標値cos θj を意味
し、またCi (n)は、この第i番目の線上におけるR
min 番目の画素からn番目の画素までで得られる集中度
を意味する。
させたときのCi (n)の値の最大値Cimaxを算出する
(#30)。この最大値Cimaxを算出することによって、
第i番目の線上における集中度が最大となる画素を特定
することができる。
れた最大値Cimaxを、前述の第1のアイリスフィルター
の演算方法の実施形態におけるステップ10と同様にし
て、全ての放射状の線について加算平均してアドレス
(k,l)の注目画素についての集中度Cを算出する
(#31)。
た所定の閾値Tと比較し(#32)、C>Tであればこの
注目画素は腫瘤陰影の中心部であると判断し、一方、C
≦Tであればこの注目画素は腫瘤陰影の中心部ではない
と判断する(#33)。
注目画素を代えて(#34)繰り返す。
ーの演算方法によれば、集中度の指標値である指標値co
s θj が限られた数の値のみを採るため、それら指標値
cosθj の値を角度θj ごとに、予めルックアップテー
ブルとして予め作成しておくことによって、比較的長い
計算時間を要する三角関数の式(5)の処理を行なう必
要がなく、アイリスフィルターの演算処理を高速化する
ことができる。
演算方法の一実施形態について説明する。
の演算の対象となる乳房の画像P1が記録されたX線画
像Pを示す図、図10は本実施形態のアイリスフィルター
の演算処理を示すフローチャートである。図示のX線画
像Pのうち、乳房の画像P1が記録されている領域以外
の部分は、X線が直接入射した直接X線部P2 であり、
このような直接X線部P2 には、アイリスフィルターの
演算対象となる腫瘤陰影が存在することはない。
演算方法では、このX線画像Pを示す画像データに基づ
いて、その画像データの出現頻度を示すヒストグラムを
作成する(#41、図11参照)。このヒストグラムの形状
は被写体の種類や撮影体位等によって、実験的に予め設
定された数種類のパターンに分類される。したがって、
本実施形態のアイリスフィルターの演算方法が対象とす
る乳房の画像P1 についても、予めそのヒストグラムの
形状のパターンは分かっており、そのヒストグラムのパ
ターンにおいて、画像データの値が最大値Smax を示す
部分からデータ値αだけ小さい範囲の部分は直接X線部
P2 であることが分かっている。
ムにおける画像データの最大値Smax を求め、この求め
られた最大値Smax から所定値αを差し引いた値を閾値
Tとして設定する(#42)。
Tとを比較し(#43)、S>Tの場合は、その画像デー
タSは直接X線部P2 の領域のデータと判断し(#4
4)、その後の処理は行なわない。一方、S≦Tの場合
は、その画像データSは乳房の画像P1 の領域のデータ
と判断し(#44)、その画像データについてのみ、前述
の各実施形態に示したアイリスフィルターの演算処理、
すなわち、腫瘤陰影の検出処理行なう(#45)。なお、
ステップ45以下のアイリスフィルターの演算処理につい
ては、前述の各実施形態のものと同様であるので説明を
省略する。
ーの演算方法によれば、放射線画像のうち被写体が存在
する領域部分における画素についてのみ、アイリスフィ
ルターの演算を行なうため、すなわち、腫瘤陰影の存在
しえない、被写体が存在しない領域部分については、ア
イリスフィルターの演算方法による検出処理は行なわな
いため、その部分についてのアイリスフィルターの演算
を省略することができ、放射線画像全体としてアイリス
フィルターの演算処理を高速化することができる。
算方法の実施形態においては、アイリスフィルターの演
算処理の対象となる画像データの数を、被写体の画像領
域の画像データに絞ることによって減少させ、これによ
って演算処理を全体として高速化するものであるが、画
像データを得るサンプリングの周波数を1/8倍から1
/2倍、好ましくは1/8倍から1/4倍として、アイ
リスフィルターの演算処理の対象となる画像データの数
を、全画素数の1/64以上1/4ないし1/16以下
の範囲内の数となるように減少させて、演算処理の高速
化を図るようにしてもよい。
の大きさは画像上で通常、最小で5mm、最大で数cm程度
であり、また、画像データをサンプリングして得られる
1画素の大きさは 100μ程度であるので、十分に腫瘤陰
影を検出することができる。
れも前述した計算機支援画像診断装置に適用することも
できる。
態の、具体的な処理ステップを示すフローチャート
念を示す図
態の、具体的な処理ステップを示すフローチャート
す図
方向2πj/8を示す図
トルの角度θj を示す図
態において演算の対象となる乳房の画像P1 が記録され
たX線画像Pを示す図
形態における演算処理を示すフローチャート
すヒストグラムをを示す図
Rmax は抽出しようとする腫瘤陰影の半径の最大値を表
す)
記線ごとに、該線上の前記注目画素から、検出しようと
する腫瘤陰影の最小の大きさから最大の大きさまでにそ
れぞれ対応する距離にある画素までの全画素の前記指標
値cos θj の平均値を算出する。
該線上の前記注目画素から検出しようとする腫瘤陰影の
最小の大きさに対応する距離にある画素から、最大の大
きさに対応する距離にある画素までの全画素の前記指標
値cos θj の平均値を算出すればよい。
Claims (5)
- 【請求項1】 〔1〕被写体の放射線画像を表す画像デ
ータの全画素について、該画像データに基づく各画素ご
との勾配ベクトルを算出し、 〔2〕前記全画素のうち任意のアドレスの注目画素を設
定し、 〔3〕該注目画素を中心とする、所定の角度間隔で隣接
する複数の放射状の線を前記画像上に設定し、 〔4〕該各放射状の線に重なる画素ごとに該画素のアド
レスを算出し、 〔5〕該アドレスの算出された全画素について、該各線
に対する各画素ごとの前記勾配ベクトルの角度θj に基
づく、該勾配ベクトルの前記注目画素への集中度を表す
指標値cos θj を算出し、 〔6〕前記複数の線のすべてについて、前記線ごとに、
該線上の前記注目画素から、検出しようとする腫瘤陰影
の最小の大きさから最大の大きさまでにそれぞれ対応す
る距離にある画素までの全画素の前記指標値cos θj の
平均値を算出し、 〔7〕前記線ごとの前記平均値の最大値を、前記複数の
線のすべてについて総和して前記注目画素についての前
記勾配ベクトル群の集中度の値を算出し、 〔8〕該集中度の値と予め設定された閾値とを比較し、 〔9〕前記勾配ベクトル群の集中度の値が前記閾値以上
であるときは、前記注目画素を中心とし、前記線ごとの
前記平均値の最大値を有する画素までの範囲を腫瘤陰影
として判定し、 〔10〕前記注目画素のアドレスを、前記全画素に亘って
順次設定して前記〔3〕から〔9〕の処理を繰り返し、
前記放射線画像の中から前記腫瘤陰影を検出するアイリ
スフィルターの演算方法において、 前記〔3〕から〔9〕までのn回目(n=1,2,…)
の処理において前記〔4〕の処理で算出された、前記各
線に重なる各画素のアドレスをアドレス記憶手段に記憶
せしめ、 前記n回目の処理において設定された注目画素に対す
る、前記〔10〕の処理における、n+1回目以降に設定
された注目画素の相対的なアドレスを算出し、 該n+1回目以降の前記〔4〕のアドレスの算出は、前
記アドレス記憶手段に記憶された各画素のアドレスに前
記算出された相対的なアドレスを加算することにより算
出することを特徴とするアイリスフィルターの演算方
法。 - 【請求項2】 前記nの値が1であることを特徴とする
請求項1記載のアイリスフィルターの演算方法。 - 【請求項3】 〔1〕被写体の放射線画像を表す画像デ
ータの全画素について、該画像データに基づく各画素ご
との勾配ベクトルを算出し、 〔2〕前記全画素のうち任意のアドレスの注目画素を設
定し、 〔3〕該注目画素を中心とする、所定の角度間隔で隣接
する複数の放射状の線を前記画像上に設定し、 〔4〕該各放射状の線に重なる画素ごとに該画素のアド
レスを算出し、 〔5〕該アドレスの算出された全画素について、該各線
に対する各画素ごとの前記勾配ベクトルの角度θj に基
づく、該勾配ベクトルの前記注目画素への集中度を表す
指標値cos θj を算出し、 〔6〕前記複数の線のすべてについて、前記線ごとに、
該線上の前記注目画素から、検出しようとする腫瘤陰影
の最小の大きさから最大の大きさまでにそれぞれ対応す
る距離にある画素までの全画素の前記指標値cos θj の
平均値を算出し、 〔7〕前記線ごとの前記平均値の最大値を、前記複数の
線のすべてについて総和して前記注目画素についての前
記勾配ベクトル群の集中度の値を算出し、 〔8〕該集中度の値と予め設定された閾値とを比較し、 〔9〕前記勾配ベクトル群の集中度の値が前記閾値以上
であるときは、前記注目画素を中心とし、前記線ごとの
前記平均値の最大値を有する画素までの範囲を腫瘤陰影
として判定し、 〔10〕前記注目画素のアドレスを、前記全画素に亘って
順次設定して前記〔3〕から〔9〕の処理を繰り返し、
前記放射線画像の中から前記腫瘤陰影を検出するアイリ
スフィルターの演算方法において、 前記〔1〕の処理で算出された勾配ベクトルの向きを、
予め設定された2πm/M(Mは3以上の整数、mは0
以上の整数、ただし、m=0,1,…,M−1)という
M種類の方向に量子化し、 前記〔3〕の処理における前記複数の放射状の線の向き
を、2πj/N(Nは3以上の整数、jは0以上の整
数、ただし、j=0,1,…,N−1)というN種類の
方向に量子化し、 これにより、前記〔5〕の処理における、前記各線に対
する各画素ごとの前記勾配ベクトルの角度θj を量子化
し、 該量子化された角度θj ごとに、該角度θj に対応する
前記指標値cos θj の値を予め算出してルックアップテ
ーブルを作成し、 前記〔5〕の処理における前記指標値cos θj の算出
を、前記角度θj ごとに該ルックアップテーブルにより
求めることを特徴とするアイリスフィルターの演算方
法。 - 【請求項4】 〔1〕被写体の放射線画像を表す画像デ
ータの全画素について、該画像データに基づく各画素ご
との勾配ベクトルを算出し、 〔2〕前記全画素のうち任意のアドレスの注目画素を設
定し、 〔3〕該注目画素を中心とする、所定の角度間隔で隣接
する複数の放射状の線を前記画像上に設定し、 〔4〕該各放射状の線に重なる画素ごとに該画素のアド
レスを算出し、 〔5〕該アドレスの算出された全画素について、該各線
に対する各画素ごとの前記勾配ベクトルの角度θj に基
づく、該勾配ベクトルの前記注目画素への集中度を表す
指標値cos θj を算出し、 〔6〕前記複数の線のすべてについて、前記線ごとに、
該線上の前記注目画素から、検出しようとする腫瘤陰影
の最小の大きさから最大の大きさまでにそれぞれ対応す
る距離にある画素までの全画素の前記指標値cos θj の
平均値を算出し、 〔7〕前記線ごとの前記平均値の最大値を、前記複数の
線のすべてについて総和して前記注目画素についての前
記勾配ベクトル群の集中度の値を算出し、 〔8〕該集中度の値と予め設定された閾値とを比較し、 〔9〕前記勾配ベクトル群の集中度の値が前記閾値以上
であるときは、前記注目画素を中心とし、前記線ごとの
前記平均値の最大値を有する画素までの範囲を腫瘤陰影
として判定し、 〔10〕前記注目画素のアドレスを、前記全画素に亘って
順次設定して前記〔3〕から〔9〕の処理を繰り返し、
前記放射線画像の中から前記腫瘤陰影を検出するアイリ
スフィルターの演算方法において、 前記放射線画像のうち、前記被写体が存在する領域を被
写体認識方法により検出し、 該検出された領域内の画素についてのみ前記〔1〕から
〔10〕までの処理を行うことを特徴とするアイリスフィ
ルターの演算方法。 - 【請求項5】 〔1〕被写体の放射線画像を表す画像デ
ータの全画素について、該画像データに基づく各画素ご
との勾配ベクトルを算出し、 〔2〕前記全画素のうち任意のアドレスの注目画素を設
定し、 〔3〕該注目画素を中心とする、所定の角度間隔で隣接
する複数の放射状の線を前記画像上に設定し、 〔4〕該各放射状の線に重なる画素ごとに該画素のアド
レスを算出し、 〔5〕該アドレスの算出された全画素について、該各線
に対する各画素ごとの前記勾配ベクトルの角度θj に基
づく、該勾配ベクトルの前記注目画素への集中度を表す
指標値cos θj を算出し、 〔6〕前記複数の線のすべてについて、前記線ごとに、
該線上の前記注目画素から、検出しようとする腫瘤陰影
の最小の大きさから最大の大きさまでにそれぞれ対応す
る距離にある画素までの全画素の前記指標値cos θj の
平均値を算出し、 〔7〕前記線ごとの前記平均値の最大値を、前記複数の
線のすべてについて総和して前記注目画素についての前
記勾配ベクトル群の集中度の値を算出し、 〔8〕該集中度の値と予め設定された閾値とを比較し、 〔9〕前記勾配ベクトル群の集中度の値が前記閾値以上
であるときは、前記注目画素を中心とし、前記線ごとの
前記平均値の最大値を有する画素までの範囲を腫瘤陰影
として判定し、 〔10〕前記注目画素のアドレスを、前記全画素に亘って
順次設定して前記〔3〕から〔9〕の処理を繰り返し、
前記放射線画像の中から前記腫瘤陰影を検出するアイリ
スフィルターの演算方法において、 前記画像データを、縦横それぞれの方向で1/8以上1
/2以下の範囲内で再サンプリングして得ることを特徴
とするアイリスフィルターの演算方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7173594A JPH08263641A (ja) | 1995-01-23 | 1995-07-10 | アイリスフィルターの演算方法 |
| US08/590,160 US5784482A (en) | 1995-01-23 | 1996-01-23 | Method for reducing the amount of processing of an iris filter |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4226495 | 1995-01-23 | ||
| JP7-42264 | 1995-01-23 | ||
| JP7173594A JPH08263641A (ja) | 1995-01-23 | 1995-07-10 | アイリスフィルターの演算方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08263641A true JPH08263641A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=26381922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7173594A Pending JPH08263641A (ja) | 1995-01-23 | 1995-07-10 | アイリスフィルターの演算方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5784482A (ja) |
| JP (1) | JPH08263641A (ja) |
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| WO2008020648A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Fujifilm Corporation | Abnormal mass candidate detecting apparatus, method and computer-readable medium |
| JP2008505704A (ja) * | 2004-07-09 | 2008-02-28 | フィッシャー イメイジング コーポレイション | 融合型マンモグラフィにおける乳房スクリーニング方法 |
| EP2236087A1 (en) | 2009-03-31 | 2010-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation imaging apparatus and control method for the same |
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1995
- 1995-07-10 JP JP7173594A patent/JPH08263641A/ja active Pending
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1996
- 1996-01-23 US US08/590,160 patent/US5784482A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5784482A (en) | 1998-07-21 |
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