JP2007068715A - Medical image processing apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医用画像のCAD(コンピュータ支援診断:Computer Aided Diagnosis)技術等における対称組織の分離方法に関する、特にX線胸部正面写真の左右肺野分離する画像処理装置及び画像処理方法に関する。 The present invention relates to a symmetric tissue separation method in CAD (Computer Aided Diagnosis) technology for medical images, and more particularly to an image processing apparatus and an image processing method for separating left and right lung fields of an X-ray chest front photograph.
胸部X線画像の経時差分技術は、異なる時期に撮影された人体の一部である共通の被写体の第1画像及び第2画像に対し、被写体の変形を補正し、差分処理を行い、両画像に変化のある部分を差分画像として描出する技術である。このような経時差分技術により、2つの画像から骨、血管等の共通の正常な部分を無視して、病巣の変化分だけの画像成分を抽出することができる。 The chest X-ray image temporal subtraction technique corrects subject deformation for a first image and a second image of a common subject that are part of a human body photographed at different times, performs difference processing, and both images This is a technique for rendering a part with a change as a difference image. By such a time-difference technique, it is possible to extract image components corresponding to changes in lesions from two images, ignoring common normal parts such as bones and blood vessels.
胸部X線画像の経時差分技術において、被写体の変形を補正する際、全域的な拡大縮小または平行移動を補正し、次に肺野の細かい変形をワーピング技術により位置合わせを行う。全域的な補正を行う際、多くの場合差分対象物肺野の検出は行う。肺野を検出するため、左右肺野を分離する必要がある。 In the time-difference technique for chest X-ray images, when the deformation of the subject is corrected, the entire area is corrected for enlargement / reduction or translation, and then the fine deformation of the lung field is aligned by a warping technique. When performing global correction, the difference object lung field is often detected. In order to detect lung fields, it is necessary to separate the left and right lung fields.
また、胸部X線正面画像の中で、脊柱の正面写真は脊柱側湾症などの異常の診断に、有効な手段として用いられている。ところが、脊柱部分は、部位によってX線の吸収は大幅に異なり、さらに、撮影後のQA処理などにより、適正な輝度で表示することができない。そのため、左右肺野を分離して縦膈領域を検出し、適当な画像処理を行う必要がある。 Moreover, in the chest X-ray front image, the front view of the spine is used as an effective means for diagnosing abnormalities such as scoliosis. However, the X-ray absorption of the spinal column varies greatly depending on the site, and furthermore, it cannot be displayed with appropriate brightness due to QA processing after imaging. For this reason, it is necessary to separate the left and right lung fields to detect the longitudinal region and perform appropriate image processing.
左右肺野のような対称的な組織を検出には、US6263097に記載の対称組織のプロファイルを利用して、仮中心に対する対称度を計算し、中央線を検出する方法がある。 In order to detect a symmetrical tissue such as the left and right lung fields, there is a method of detecting the center line by calculating the degree of symmetry with respect to the temporary center using the symmetrical tissue profile described in US6263097.
図14に示すように、サイズM×Nの対象画像の各行に対して、始点Tから終点M−T−1までの点を仮中心Cとする。各仮中心に対して、式(1)より対称度S(i,j)を計算する。 As shown in FIG. 14, a point from the start point T to the end point MT−1 is set as the temporary center C for each row of the target image of size M × N. For each temporary center, the degree of symmetry S (i, j) is calculated from equation (1).
g(i,j)は位置(i,j)の画素値であり、
m(i)は第i行の仮中心cにおけるウィンドウ幅。
g (i, j) is the pixel value at position (i, j)
m (i) is the window width at the temporary center c in the i-th row.
次に、前記計算された対称度はウィンドウ幅m(i)と仮中心の画素値で式(2)より正規化される。 Next, the calculated degree of symmetry is normalized by Equation (2) with the window width m (i) and the temporary center pixel value.
しかしながら、対象度により解剖的組織の中心線を検出方法は、肺野姿勢変化または病変により、左右肺野が対象性を失った部分に対して、正しい中心位置を検出できない。また、それぞれの仮中心に対して対象度を計算するため、計算量が多い。
本発明は姿勢変化、病変有無によらず、常に左右肺の中心位置を少ない演算量で検出できる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus and an image processing method that can always detect the center position of the left and right lungs with a small amount of calculation regardless of posture change and presence / absence of a lesion.
上記課題を解決するために、本発明は、胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理装置であって、前記胸部単純X線正面写真に代表的プロファイルを決定する手段と、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段と、前記閾値を用いて左右肺野中央を含む領域を決定し、左右肺野中央位置を決定する手段を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a medical image processing apparatus for detecting a central line of left and right lung fields of a chest simple X-ray front photograph, and determines a representative profile for the chest simple X-ray front photograph. Means for setting a threshold value using the representative profile, and means for determining a region including the center of the left and right lung fields using the threshold value, and determining a center position of the left and right lung fields.
本発明において、前記代表的プロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真の上端に所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを代表的プロファイルとすることを特徴とする。 In the present invention, the means for determining the representative profile adds a predetermined horizontal and vertical width area to an upper end of the chest simple X-ray front photograph, and uses the obtained average horizontal profile as a representative profile. And
本発明において、前記代表的プロファイルを決定する手段は、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する手段と、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する手段と、前記第2のプロファイルの垂直位置が移動しながら、第1のプロファイルと第2のプロファイルの重み付け平均を計算し、代表的なプロファイルとすることを特徴とする。 In the present invention, the means for determining the representative profile includes means for determining a first profile for determining a central line location range of the left and right lung fields, and a means for tracking changes in the left and right lung field center lines at each vertical position. The means for determining the second profile and the weighted average of the first profile and the second profile are calculated while the vertical position of the second profile is moving to obtain a representative profile.
本発明において、前記第1のプロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真の上端に所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを第1のプロファイルとすることを特徴とする前記請求項3に記載の医用画像処理装置。 In the present invention, the means for determining the first profile adds an area of a predetermined horizontal and vertical width to an upper end of the chest simple X-ray front photograph, and uses the obtained average horizontal profile as the first profile. The medical image processing apparatus according to claim 3, wherein:
本発明において、前記第2のプロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真に所定垂直位置に、所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを第2のプロファイルとすることを特徴とする前記請求項3に記載の医用画像処理装置。 In the present invention, the means for determining the second profile includes adding a region of a predetermined horizontal and vertical width to a predetermined vertical position on the chest simple X-ray front photograph, and obtaining the obtained average horizontal profile as the second profile. The medical image processing apparatus according to claim 3, wherein:
本発明において、前記計算された第1のプロファイル、第2のプロファイルまたは代表的なプロファイルを低域フィルタでフィルタリングする手段をさらに有することを特徴とする。 The present invention is characterized by further comprising means for filtering the calculated first profile, second profile or representative profile with a low-pass filter.
本発明において、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、最小値より経験的に決められた値と加算し閾値とすることを特徴とする。 In the present invention, the means for setting a threshold value using the representative profile obtains a minimum value in a central region of the representative profile, and adds the value to an empirically determined value from the minimum value as a threshold value. And
本発明において、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、画像の最大画素値と重み付け平均値を計算し閾値とすることを特徴とする。 In the present invention, the means for setting a threshold value using the representative profile obtains a minimum value in a central region of the representative profile, calculates a maximum pixel value and a weighted average value of the image, and sets the threshold value. To do.
本発明において、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、プロファイルの最大画素値と重み付け平均値を計算し閾値とすることを特徴とする。 In the present invention, the means for setting a threshold value using the representative profile obtains a minimum value in a central region of the representative profile, calculates a maximum pixel value and a weighted average value of the profile, and sets the threshold value. To do.
本発明において、前記左右肺野中央位置を決定する手段は、前記求めた閾値を用いて前記最小値左右に、閾値より小さいプロファイルの領域を決定し、該領域の中央を左右肺野中央位置とすることを特徴とする。 In the present invention, the means for determining the left and right lung field center position determines a region of a profile smaller than the threshold value to the left and right of the minimum value using the obtained threshold value, and the center of the region is defined as the left and right lung field center position. It is characterized by doing.
本発明において、前記左右肺野中央位置を平滑化する手段、あるいは、前記左右肺野中央位置を内挿補間し平滑化する手段をさらに有することを特徴とする。 The present invention is characterized by further comprising means for smoothing the center position of the left and right lung fields or means for interpolating and smoothing the center position of the left and right lung fields.
また、本発明は、胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理装置であって、前記胸部単純X線正面写真に、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する手段と、第1のプロファイルに基づいて第1の閾値を決定する手段と、第1の閾値を用いて、左右肺野中央線所在範囲の左右境界位置を求める手段と、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する手段と、第2のプロファイルに基づいて第2の閾値を決定する手段と、第2の閾値を用いて、各垂直位置における左右肺野の内側境界位置を求める手段と、前記中央線所在範囲の左右境界位置と左右肺野の内側境界位置に基づいて、左右肺野中央位置を決定する手段を備えることを特徴とする。 Further, the present invention is a medical image processing apparatus for detecting a center line of left and right lung fields in a chest simple X-ray front photograph, and determines a center line location range of left and right lung fields in the chest simple X-ray front photograph. Means for determining a first profile; means for determining a first threshold based on the first profile; means for determining a left-right boundary position of a left-right lung field central line location range using the first threshold; Using a second threshold, means for determining a second profile for tracking changes in the left and right lung field center line at each vertical position, means for determining a second threshold based on the second profile, Means for determining the inner boundary position of the left and right lung fields at each vertical position; and means for determining the left and right lung field center positions based on the left and right boundary positions of the center line location range and the inner boundary position of the left and right lung fields. Features.
図15に示すように、本発明において、頚部領域の輝度レベルは低く、両側のX線直接照射領域は相対的に高いとの性質を利用し、頚部領域の境界に高い輝度差を用いて、頚部境界線を容易に検出できる。また、両肺の中央線は常に頚部領域の左右境界内にある性質を利用し、頚部領域の境界と両肺の内側の境界線を用いて、境界位置から、または、頚部領域と肺部領域のプロファイルを合成し、両肺の中央線を決定する。こうすることにより、撮影時被検者姿勢変化などによる肺野内側の形変化を常に検出できるとともに、病変、手術などによる片肺がない場合でも、両肺を非常に少ない演算量で安定して分離できる。 As shown in FIG. 15, in the present invention, using the property that the brightness level of the cervical region is low and the X-ray direct irradiation regions on both sides are relatively high, using a high luminance difference at the boundary of the cervical region, The neck boundary line can be easily detected. The center line of both lungs always uses the property that is within the left and right borders of the cervical region, and uses the border between the cervical region and the inner border of both lungs, from the border position, or from the cervical region and the lung region. Synthesize the profiles and determine the midline of both lungs. This makes it possible to always detect changes in the shape of the inside of the lung field due to changes in the posture of the subject at the time of imaging, and to stabilize both lungs with a very small amount of computation even when there is no single lung due to a lesion or surgery. Can be separated.
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a lung field detection processing system according to the first embodiment of the present invention and both lung separation units in the system.
図1において、肺野検出処理システムは、画像入力部101と、両肺分離部102と、出力部103とを備えて構成される。
In FIG. 1, the lung field detection processing system includes an
両肺分離部102において、代表的なプロファイル決定部102aと、閾値決定部102bと、中央位置決定部102cとを備えって構成される。
Each of the
画像入力部101は、不図示の蓄積装置に蓄積された画像データベースから、X線胸部正面画像をメモリに読み込む。
The
両肺分離部102において、前記読み込まれた胸部正面画像に、両肺中央の輝度レベルが非常に低い特徴を反映した代表的なプロファイルは代表的なプロファイル決定部102aで計算される。
In both
本実施例において、図3四角a に示すように、前記代表的なプロファイルは胸部正面画像のトップから0.1hラインまでの頚部領域を積算し(hは胸部正面画像の高さである)、平均プロファイルを代表的なプロファイルとする。図4に該代表的なプロファイルを示す。図4に示すように、代表的なプロファイルに頚部領域の輝度レベルは低く、両側のX線直接照射領域は相対的に高いとの性質を示す。また、頚部領域の境界に高い輝度差を示す。本実施例において、両肺の中央線は常に頚部領域の左右境界内にある性質を利用し、頚部領域の境界中央を両肺の中央線とする。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3 square a, the representative profile integrates the cervical region from the top of the chest front image to the 0.1 h line (h is the height of the chest front image), and the average The profile is a representative profile. FIG. 4 shows the representative profile. As shown in FIG. 4, the typical profile shows that the brightness level of the cervical region is low and the X-ray direct irradiation regions on both sides are relatively high. Moreover, a high luminance difference is shown at the boundary of the cervical region. In this embodiment, the center line of both lungs is always in the left and right boundaries of the neck region, and the center of the border of the neck region is the center line of both lungs.
次に、閾値決定部102bは、代表的なプロファイルの中央部、たとえば、0.3wから0.7wまでの範囲内に(wは胸部正面画像の幅である)、最小輝度値を求め、最小輝度値に、経験的に決められた所定値を加えて閾値Tとする。該経験的に決められた所定値は、頚部領域に気管などの正常な解剖構造の投影によるプロファイルに輝度レベルの上昇を避けられるように設定される。12ビットで量子化された胸部正面画像において、経験的には該所定値は500とすればよい。
Next, the threshold
中央位置決定部102cは、前記求めた閾値Tを用いて、代表的なプロファイルの中央部、すなわち、0.3wから0.7wまでの範囲内に、閾値Tより小さい輝度値の範囲を求め、該範囲の中央を両肺中央線の水平位置とする。
The center
出力部103は、前記求めた両肺の中央線を出力する。出力先は図2に示すような表示部のみでもよいし、または、図2に示すような左右肺野を検出し表示する後続処理でもよい。そのほか、出力された中央線を用いて、縦膈領域を設定し、縦膈内の器官を強調するまたはその他の画像処理を行う後続処理でもよい。
The
また、本実施例において、代表的なプロファイル決定部102aでは、図3の四角bに示すように、垂直に胸部正面画像のトップから0.1hラインまで、水平に胸部正面画像の0.3wから0.7wまでの範囲を解析領域とし、解析領域内の各ラインを積算し、代表的なプロファイルとしてもよい。その後の102bと102c処理は全プロファイルにおいて行う。
Further, in the present embodiment, the representative
また、代表的なプロファイル決定部102aにおいて、解析領域内の各ラインを積算し、平均プロファイルを求めた後、低域通過フィルタで平滑化し、平滑化したプロファイルを代表的なプロファイルとしてもよい。
Alternatively, the representative
また、閾値決定部102bにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、式(3)に示すような最小値と画像の最大値の重み付平均としてもよいし、式(4)に示すような最小値とプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。
Further, when the threshold
図5に本実施例のフローチャートを示す。 FIG. 5 shows a flowchart of this embodiment.
S101:画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
S101: The
S102:両肺分離部102の代表的なプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を解析領域として設定する。
S102: The representative
S103:両肺分離部102の代表的なプロファイル決定部102aが、前記設定された解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは代表的なプロファイルとする。
S103: The representative
S104:両肺分離部102の閾値決定部102bが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に最小値を探索する。
S104: The threshold
S105:両肺分離部102の閾値決定部102bが、前記最小値に経験的に決定された所定値を加えて、閾値Tを設定する。
S105: The threshold
S106:両肺分離部102の中央位置決定部102cが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、閾値Tより小さい値の領域を探索し、該領域の中央位置を両肺の中央位置と決定する。
S106: The central
S107:検出結果を出力する。 S107: Output the detection result.
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a lung field detection processing system according to the second embodiment of the present invention and both lung separation units in the system.
本実施形態は第1の実施形態と同じように、画像入力部101と、両肺分離部102と出力部103と、を備えて構成されるが、両肺分離部102は第1の実施形態と異なる。
As in the first embodiment, the present embodiment includes an
両肺分離部102は、第1のプロファイル決定部102a、 第2のプロファイル決定部102b、平均部102c、閾値決定部102d、中央位置決定部102e、垂直位置設定部102fとを備えて構成される。以下、両肺分離部102について説明する。
The both
図7に示すように、第1のプロファイル決定部102aは、第1実施形態と同じように、読み込まれた胸部正面画像のトップから0.1hラインまでの頚部領域を第1のプロファイル解析領域とし(hは胸部正面画像の高さである)、該領域を積算し、平均プロファイルを第1のプロファイルとして決定する。
As shown in FIG. 7, as in the first embodiment, the first
一方、垂直位置設定部102fは、画像のトップから、1つの垂直位置を設定する。該垂直位置の中央位置を決定した次第、垂直位置を1ライン増して、102b、102c、102d、102eの処理を行う。このように、画像のボトムまで繰り返し各水平ラインの中央位置を検出する。
On the other hand, the vertical position setting unit 102f sets one vertical position from the top of the image. As soon as the center position of the vertical position is determined, the vertical position is increased by one line, and the
図7に示すように、第2のプロファイル決定部102bは、設定された垂直位置に、所定の垂直幅の領域を第2プロファイル解析領域とし、解析領域内の各ラインを積算し、平均プロファイルを計算する。前記解析領域の所定の垂直幅は設定された垂直位置のラインとほぼ同じ変化を持ち、該ラインのノイズを平滑できる程度である。経験として、上下各5ラインでよい。
As shown in FIG. 7, the second
平均部102cは、式(5)に示すように、第1のプロファイルと第2のプロファイルの重み付け平均を計算する。平均されたプロファイルは代表的なプロファイルとする。また、付けられた重みは第1プロファイルの頚部境界で決められた両肺中央範囲と、第2のプロファイルで各垂直位置の肺野内側境界の両方とも反映できるように、設定される。経験として第1のプロファイルに0.4、第2のプロファイルに0.6とすればよい。
The averaging
閾値決定部102dは、代表的なプロファイルの中央部、たとえば、0.3wから0.7wまでの範囲内に(wは胸部正面画像の幅である)、最小輝度値を求め、最小輝度値に、経験的に決められた所定値を加えて閾値Tとする。同じく、12ビットで量子化された胸部正面画像において、経験的には該所定値は500とすればよい。 The threshold value determining unit 102d obtains the minimum luminance value in the central portion of the typical profile, for example, within the range from 0.3w to 0.7w (w is the width of the chest front image), and the minimum luminance value The threshold value T is set by adding a predetermined value. Similarly, in the chest front image quantized with 12 bits, the predetermined value may be empirically set to 500.
中央位置決定部102eは前記求めた閾値Tを用いて、代表的なプロファイルの中央部、すなわち、0.3wから0.7wまでの範囲内に、閾値Tより小さい輝度値の範囲を求め、該範囲の中央を該垂直位置の両肺中央とする。 The center position determination unit 102e uses the obtained threshold value T to obtain a brightness value range smaller than the threshold value T in a central part of a typical profile, that is, in a range from 0.3w to 0.7w. The center is the center of both lungs in the vertical position.
また、本実施例において、第1のプロファイル決定部102a、第2のプロファイル決定部102b、平均部102cで、求めた各プロファイルを低域通過フィルタで平滑化し、平滑化してもよい。
In the present embodiment, the first
同じく、第1実施例のように、閾値決定部102eにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、最小値と画像の最大値またはプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。 Similarly, as in the first embodiment, in the threshold value determination unit 102e, when the threshold value is determined using a high luminance difference at the boundary of the cervical region, a predetermined value determined empirically is added to the minimum value. Instead, a weighted average of the minimum value and the maximum value of the image or the maximum value of the profile may be used.
また、検出された両肺の中央線をそのまま出力してもよいが、平滑化して出力してもよい。 Moreover, although the detected center line of both lungs may be output as it is, it may be output after being smoothed.
図8に、本実施形態のフローチャートを示す。 FIG. 8 shows a flowchart of the present embodiment.
S201:画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
S201: The
S202:両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を第1解析領域として設定する。
S202: The first
S203:両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、前記設定された第1解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第1のプロファイルとする。
S203: The first
S204:両肺分離部102の垂直位置設定部102fは位置ポインタkを1に初期化する。
S204: The vertical position setting unit 102f of both
S205:両肺分離部102の垂直位置設定部102fは現在垂直位置が画像の高さhまで辿るかどうかを判断する。辿る場合、ステップS211へ進む。そうでない場合、ステップS206へ進む。
S205: The vertical position setting unit 102f of both
S206:両肺分離部102の第2のプロファイル決定部102bが、現在位置ポインタkの上下5ラインの領域を第2の解析領域に設定する。
S206: The second
S207:両肺分離部102の第2のプロファイル決定部102bが、前記設定された第2解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第2のプロファイルとする。
S207: The second
S208:両肺分離部102の平均部102cが、第1のプロファイルと第2のプロファイルを重み付けて、平均化し、代表的なプロファイルとする。
S208: The
S209:両肺分離部102の閾値決定部102dが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に最小値を探索する。
S209: The threshold value determination unit 102d of both
S210:両肺分離部102の閾値決定部102dが、前記最小値に経験的に決定された所定値を加えて、閾値Tを設定する。
S210: The threshold determination unit 102d of both
S211:両肺分離部102の中央位置決定部102eが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、閾値Tより小さい値の領域を探索し、該領域の中央位置を該垂直位置における両肺の中央位置と決定する。
S211: The central position determination unit 102e of both
S212:垂直位置設定部102fが、位置ポインタkを増して、ステップ205に戻す。 S212: The vertical position setting unit 102f increments the position pointer k and returns to step 205.
S213:結果を出力する。 S213: Output the result.
(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing an example of a lung field detection processing system according to the third embodiment of the present invention and both lung separation units in the system.
本実施形態は第1の実施形態と同じように、画像入力部101と、両肺分離部102と出力部103とを備えて構成されるが、両肺分離部102は第1の実施形態と異なる。
As in the first embodiment, this embodiment includes an
両肺分離部102は、第1のプロファイル決定部102a、 第2のプロファイル決定部102b、平均部102c、閾値決定部102d、中央位置決定部102e、内挿補間部102f、ストライプ分割部102g、垂直位置設定部102hとを備えて構成される。以下、両肺分離部102について説明する。
Both
第1のプロファイル決定部102aは、第1実施形態と同じように、読み込まれた胸部正面画像のトップから0.1hラインまでの頚部領域を第1プロファイルの解析領域とし(hは胸部正面画像の高さである)、該領域を積算し、平均プロファイルを第1のプロファイルとして決定する。
As in the first embodiment, the first
一方、ストライプ分割部102gは、図10に示すように、読み込んだX線正面画像を所定数のストライプに分割する。ストライプ数は両肺中央線の変化を十分に追跡できるサンプル数とすればよい。経験として5〜10のいずれの値である。 On the other hand, as shown in FIG. 10, the stripe dividing unit 102g divides the read X-ray front image into a predetermined number of stripes. The number of stripes may be the number of samples that can sufficiently track changes in both lung center lines. As an experience, any value of 5-10.
垂直位置設定部102hは、各ストライプについて、ストライプの中央垂直位置を設定する。該垂直位置の中央位置を決定した次第、ストライプを1増して、102b、102c、102d、102eの処理を行う。このように、前記の処理を繰り返し、各ストライプの中央位置を検出する。
The vertical position setting unit 102h sets the central vertical position of the stripe for each stripe. As soon as the center position of the vertical position is determined, the stripe is incremented by 1 and the
第2のプロファイル決定部102b、平均部102c、閾値決定部102d、中央位置決定部102eの処理は、第2実施形態と同じなので、説明を省略する。
Since the processes of the second
全てのストライプに対して、両肺の中央位置を内挿補間部102fは、最初と最後のストライプ間に、各ストライプにおける両肺の中央位置を内挿補間する。最初と最後のストライプ垂直中央位置の外側から画像のトップとボトムの範囲には、該位置の中央位置で外挿する。 The interpolating unit 102f interpolates the central positions of both lungs for all stripes, and interpolates the central positions of both lungs in each stripe between the first and last stripes. Extrapolation is performed at the center position of the top and bottom of the image from the outside of the vertical center position of the first and last stripes.
また、本実施例において、第1のプロファイル決定部102a、第2のプロファイル決定部102b、平均部102cで、求めた各プロファイルを低域通過フィルタで平滑化し、平滑化してもよい。
In the present embodiment, the first
同じく、第1実施例のように、閾値決定部102eにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、最小値と画像の最大値またはプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。 Similarly, as in the first embodiment, in the threshold value determination unit 102e, when the threshold value is determined using a high luminance difference at the boundary of the cervical region, a predetermined value determined empirically is added to the minimum value. Instead, a weighted average of the minimum value and the maximum value of the image or the maximum value of the profile may be used.
図11に、第3実施形態のフローチャートを示す。 FIG. 11 shows a flowchart of the third embodiment.
S301:画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
S301: The
S302:両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を第1解析領域として設定する。
S302: The first
S303:両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、前記設定された第1解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第1のプロファイルとする。
S303: The first
S304:両肺分離部102のストライプ分割部102gが、X線正面画像をN個のストライプに分割する。
S304: The stripe division unit 102g of both
S305:両肺分離部102の垂直位置設定部102hは個数ポインタkを1に初期化する。
S305: The vertical position setting unit 102h of both
S306:両肺分離部102の垂直位置設定部102fは現在処理するストライプが最後のストライプであるかどうかを判断する。最後のストライプ場合、ステップS314へ進む。そうでない場合、ステップS307へ進む。
S306: The vertical position setting unit 102f of both
S307〜S313の処理が第2実施形態と同じなので、説明を省略する
S314:両肺分離部102の内挿補間部102fが、最初と最後のストライプ間に、各ストライプにおける両肺の中央位置を内挿補間する。
Since the processing of S307 to S313 is the same as that of the second embodiment, description thereof is omitted.
S314: The interpolation unit 102f of both
S315:両肺分離部102の内挿補間部102fが、最初と最後のストライプ垂直中央位置の外側は、該位置の中央位置で外挿する。
S315: The interpolation unit 102f of both
S316:検出結果を出力する。 S316: Output the detection result.
(第4の実施形態)
図12は、本発明の第4の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing an example of a lung field detection processing system according to the fourth embodiment of the present invention and both lung separation units in the system.
本実施形態は第1の実施形態と同じように、画像入力部101と、両肺分離部102と出力部103とを備えて構成されるが、両肺分離部102は第1の実施形態と異なる。
As in the first embodiment, this embodiment includes an
両肺分離部102は、第1のプロファイル決定部102aと、第1閾値決定部102cと、第1境界位置決定部102eと、第2のプロファイル決定部102bと、第2閾値決定部102dと、第2境界位置決定部102fとを備えて構成される。以下、両肺分離部102について説明する。
The two
第1のプロファイル決定部102aは第1実施形態と同じように、頚部領域の平均プロファイルを決定する。第1閾値決定部102cは第1実施形態と同じように、第1プロファイル中央領域内(0.3w~0.7w)の最小値に基づいて、第1閾値を決定する。第1境界位置決定部102eは、第1プロファイル中央領域内(0.3w〜0.7w)に第1閾値より小さい値の範囲を探索し、該範囲の両端は第1の左右境界位置とする。
The first
一方、垂直位置設定部102hは、画像のトップから、1つの垂直位置を設定する。該垂直位置の中央位置を決定した次第、垂直位置を1ライン増して、102b、102d、102f、102gの処理を行う。このように、画像のボトムまで繰り返し各水平ラインの中央位置を検出する。
On the other hand, the vertical position setting unit 102h sets one vertical position from the top of the image. As soon as the central position of the vertical position is determined, the vertical position is increased by one line, and the
第2のプロファイル決定部102bは、第2実施形態と同じように、設定された垂直位置に、左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する。第2閾値決定部は、第2プロファイル中央領域内(0.3w〜0.7w)の最小値に基づいて、第2閾値を決定する。第2境界位置決定部102fは、第2プロファイル中央領域内(0.3w〜0.7w)に第2閾値より小さい値の範囲を探索し、該範囲の両端は第2の左右境界位置とする。
Similar to the second embodiment, the second
中央位置決定部102gは、前記求めた第1の左境界位置と第2の左境界位置と比較し、より右側の境界を左端点として記憶する。一方、前記求めた第1の右境界位置と第2の右境界位置と比較し、より左側の境界を右端点として記憶する。前記左右端点の中心位置を左右肺野の中心とする。 The center position determination unit 102g compares the obtained first left boundary position and the second left boundary position, and stores the more right boundary as the left end point. On the other hand, the obtained first right boundary position and the second right boundary position are compared, and the left boundary is stored as the right end point. The center position of the left and right end points is the center of the left and right lung fields.
また、本実施例において、第1のプロファイル決定部102a、第2のプロファイル決定部102bで、求めた各プロファイルを低域通過フィルタで平滑化し、平滑化してもよい。
In the present embodiment, the first
同じく、第1閾値決定部102cと第2閾値決定部102dにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、最小値と画像の最大値またはプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。
Similarly, when the first threshold
また、検出された両肺の中央線をそのまま出力してもよいが、平滑化して出力してもよい。 Moreover, although the detected center line of both lungs may be output as it is, it may be output after being smoothed.
また、本実施形態において、第3実施形態と同じように、画像を多数のストライプに分割して、各ストライプにおいて第2のプロファイルを決定し、両肺の中央位置を求め、各ストライプの両肺中央位置を補間して、両肺を分離してもよい。 Further, in this embodiment, as in the third embodiment, the image is divided into a large number of stripes, the second profile is determined in each stripe, the center position of both lungs is obtained, and both lungs in each stripe are determined. The lungs may be separated by interpolating the central position.
図13に本実施形態のフローチャートを示す。 FIG. 13 shows a flowchart of the present embodiment.
S401:画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
S401: The
S402:両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を第1解析領域として設定する。
S402: The first
S403:両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、前記設定された第1解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第1のプロファイルとする。
S403: The first
S404:両肺分離部102の第1閾値決定部102cが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に最小値を探索する。前記最小値に経験的に決定された所定値を加えて、第1閾値T1を設定する。
S404: The first threshold
S405:両肺分離部102の中央位置決定部102eが、前記第1のプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、第1閾値T1より小さい値の領域を探索し、該領域左右境界位置を第1の境界位置として記憶する。
S405: The central position determination unit 102e of both
S406:両肺分離部102の垂直位置設定部102hは位置ポインタkを1に初期化する。
S406: The vertical position setting unit 102h of both
S407:両肺分離部102の垂直位置設定部102hは現在の垂直位置が画像の最下端に辿るかどうかを判断する。辿る場合、ステップS414へ進む。そうでない場合、ステップS408〜S413の処理を繰り返す。
S407: The vertical position setting unit 102h of both
S408〜S410:第2実施形態と同じように、第2のプロファイルと第2の閾値T2を決定する。 S408 to S410: As in the second embodiment, the second profile and the second threshold T2 are determined.
S411:両肺分離部102の第2境界位置決定部102fが、前記第2のプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、第2閾値T2より小さい値の領域を探索し、該領域左右境界位置を第2の境界位置として記憶する。
S411: The second boundary position determination unit 102f of the both
S412:両肺分離部102の中央位置決定部102gが、前記求めた第1の左境界位置と第2の左境界位置と比較し、より右側の境界を左端点として記憶する。一方、前記求めた第1の右境界位置と第2の右境界位置と比較し、より左側の境界を右端点として記憶する。前記左右端点の中心位置を左右肺野の中心とする。
S412: The central position determination unit 102g of both
S413:両肺分離部102の垂直位置設定部102hは位置ポインタkをインクリメントして、ステップS407に戻る。
S413: The vertical position setting unit 102h of both
なお、本明細書は全部ポジ画像を例として、説明しましたが、ネガ画像に対して、閾値決定部と中央位置決定部のpolarityを変更すればよい。 In the present specification, all positive images have been described as examples. However, the polarities of the threshold value determination unit and the center position determination unit may be changed with respect to the negative image.
また、本発明は、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。 Further, the present invention may be applied to a system constituted by a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, an imaging device, a web application, etc.) or an apparatus constituted by a single device.
前述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。 In order to operate various devices to realize the functions of the above-described embodiments, program codes of software for realizing the functions of the above-described embodiments are provided to an apparatus or a computer in the system connected to the various devices. What is implemented by operating the various devices according to a program supplied and stored in a computer (CPU or MPU) of the system or apparatus is also included in the scope of the present invention.
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。本発明を前記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。 In this case, the program code of the software itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and means for supplying the program code to the computer, for example, the program code are stored. The recorded medium constitutes the present invention. As a recording medium for storing the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used. When the present invention is applied to the recording medium, the recording medium stores program codes corresponding to the flowcharts described above.
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。 Further, by executing the program code supplied by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also the OS (operating system) or other application software in which the program code is running on the computer, etc. It goes without saying that the program code is also included in the embodiment of the present invention even when the functions of the above-described embodiment are realized in cooperation with the embodiment.
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。 Further, after the supplied program code is stored in the memory provided in the function expansion board of the computer or the function expansion unit connected to the computer, the CPU provided in the function expansion board or function expansion unit based on the instruction of the program code Needless to say, the present invention includes a case where the functions of the above-described embodiment are realized by performing part or all of the actual processing.
Claims (16)
を備えることを特徴とするプログラム。 A program for realizing a medical image processing method for detecting a center line of left and right lung fields of a chest simple X-ray front photograph, comprising: a program code for determining a representative profile for the chest simple X-ray front photograph; and the representative And a program code for determining a region including the center of the left and right lung fields using the threshold value, and determining a center position of the left and right lung fields. Program to do.
を備えることを特徴とするプログラム。 A program for realizing a medical image processing method for detecting a center line of left and right lung fields of a chest simple X-ray front photograph, wherein a first line for determining a center line location range of left and right lung fields in the chest simple X-ray front photograph The left and right boundary positions of the left and right lung field center line using the first threshold and the program code of the step of determining the profile of the program, the program code of the step of determining the first threshold based on the first profile, and the first threshold , A program code for determining a second profile for tracking a change in the left and right lung field center line at each vertical position, and a step for determining a second threshold based on the second profile Using the second threshold value, the program code of the step of obtaining the inner boundary position of the left and right lung fields at each vertical position, and the left and right boundaries of the center line location range Based on the inner boundary position of location and the left and right lung field, the program characterized by comprising a program code for determining a lateral lung center position.
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