(57)【要約】【課題】  互いに異なる時刻に撮像された２つの画像を低い計算コストで位置合わせする。【解決手段】  本明細書に開示の画像処理装置は、互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得手段と、前記第１の画像において、前記重複領域または前記重複領域を包含する領域である第１の領域を前記重複領域に基づいて定め、該第１の領域に第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得する第１の画像処理手段と、前記第２の画像における前記重複領域を包含し該重複領域より大きい第２の領域に対して第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得する第２の画像処理手段と、前記第１の前処理画像と前記第２の前処理画像との間で第２の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得手段と、
前記第１の画像において、前記重複領域または前記重複領域を包含する領域である第１の領域を前記重複領域に基づいて定め、該第１の領域に第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得する第１の画像処理手段と、
前記第２の画像における前記重複領域を包含し該重複領域より大きい第２の領域に対して第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得する第２の画像処理手段と、
前記第１の前処理画像と前記第２の前処理画像との間で第２の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の画像処理手段は、前記第１の領域を前記第１の画像から切り出すことにより生成される画像に対して前記第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２の画像処理手段は、前記第２の領域を前記第２の画像から切り出すことにより生成される画像に対して前記第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１の画像処理と前記第２の画像処理は、等方化、ノイズ除去および解剖学的構造の抽出のうち、少なくとも１つを含む処理であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第２の画像処理手段は、前記第２の領域を、前記重複領域を包含し、且つ所定のマージン領域以下の大きさに決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２の画像処理手段は、前記第１の位置合わせの評価値に基づいて前記所定のマージン領域の大きさを決定することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１の位置合わせは、前記第１の画像と前記第２の画像を並進位置合わせする処理であり、前記第２の位置合わせは、前記第１の画像と前記第２の画像を変形位置合わせする処理であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２の画像は、前記第１の画像に比べて過去に撮像された画像であって、
前記算出手段及び前記位置合わせ手段は、前記第２の画像を前記第１の画像に対して位置合わせすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記重複領域は、前記第１の画像と前記第２の画像とが体軸方向において重複する領域であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記第１の前処理画像と前記第２の前処理画像から差分画像を生成する生成手段と、
前記第１の画像、前記第２の画像及び前記差分画像のうち、少なくとも前記第１の画像と前記第２の画像を表示部に表示させる表示制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得手段と、
前記第１の画像において、前記重複領域または前記重複領域を包含する領域である第１の領域を前記第１の画像から切り出すことにより第１の前処理画像を取得する第１の画像処理手段と、
前記第２の画像において、前記重複領域に基づいて前記重複領域を包含し前記重複領域よりも大きい第２の領域に第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得する第２の画像処理手段と、
前記第１の前処理画像に対して前記第２の前処理画像を位置合わせする位置合わせ手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得手段と、
前記第１の画像において、前記重複領域または前記重複領域を包含する領域である第１の領域を前記第１の画像から切り出すことにより生成される画像に対して第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得する第１の画像処理手段と、
前記第１の前処理画像に対して前記第２の画像を変形位置合わせする位置合わせ手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得工程と、
前記第１の画像において、前記重複領域または前記重複領域を包含する領域である第１の領域を前記重複領域に基づいて定め、該第１の領域に第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得する第１の画像処理工程と、
前記第２の画像において、前記重複領域を包含し該重複領域より大きい第２の領域に第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得する第２の画像処理工程と、
前記第１の前処理画像と前記第２の前処理画像との間で第２の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を備える画像処理方法。
【請求項１４】
前記第１の領域は前記重複領域と同じ大きさの領域もしくは前記重複領域を包含する領域であることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の開示は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医用分野において、互いに異なる時刻に撮像された２つの原画像（以下、第１の画像と第２の画像）を比較する際に用いられる技術として、画像間の経時変化を差分で表す画像（以下、差分画像）を取得するサブトラクション技術が知られている。
【０００３】
サブトラクション技術において、撮像対象の経時変化を適切に捉える差分画像を生成するためには、その前処理として第１の画像と第２の画像の各画素を適切に対応付ける位置合わせ処理を正確に行う必要がある。だが、第１の画像と第２の画像とで撮像範囲が異なる場合には位置合わせが困難だった。
【０００４】
特許文献１には、被検体に対して重なりを持たせながら異なる位置にずらして撮像した２つの画像を位置合わせすることにより長尺画像を生成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０４３４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、予め決められた範囲に夫々重複領域が設定された２つの画像を対象とした位置合わせ処理であるため、重複領域の大きさ及び位置が不明の場合には対応できないという課題があった。
【０００７】
上記課題に鑑み、本明細書の開示は、互いに異なる時刻に撮像された２つの画像を高い精度、且つ低い計算コストで位置合わせすることを目的とする。
【０００８】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本明細書の開示の他の目的の１つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書に開示の画像処理装置は、互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得手段と、前記第１の画像において、前記重複領域または前記重複領域を包含する領域である第１の領域を前記重複領域に基づいて定め、該第１の領域に第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得する第１の画像処理手段と、前記第２の画像における前記重複領域を包含し該重複領域より大きい第２の領域に対して第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得する第２の画像処理手段と、前記第１の前処理画像と前記第２の前処理画像との間で第２の位置合わせを行う位置合わせ手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書の開示によれば、互いに異なる時刻に撮像された２つの画像を低い計算コストで位置合わせができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る画像処理装置の機能の構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像処理装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】第１の画像と第２の画像の重複領域の設定の一例を示す図である。
【図４】第１の画像と第２の画像の重複領域の設定の一例を示す図である。
【図５】第２の領域の大きさの違いによる重複領域の違いの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本明細書に開示の画像処理装置の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本明細書に開示の画像処理装置の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る画像処理装置は、コンピュータ断層撮影装置（以下、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置と呼ぶ）などの種々の画像撮像装置（モダリティ）によって取得される複数の３次元画像の表示を行う装置である。本実施形態に係る画像処理装置は、２つの３次元画像間で対応する２次元断層画像や、２つの２次元断層画像から生成される差分画像を表示するために、画像間の対応位置を計算する位置合わせ機能を有している。さらに、本実施形態に係る画像処理装置は、２つの画像間の対応位置を求める過程において、まず始めに２つの画像の重複領域を自動的に算出し、当該重複領域に基づいて、夫々の画像について前処理を行った後に詳細な位置合わせ処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
本実施形態においては、ＣＴ装置で撮像された画像の位置合わせ処理を行う例について記載する。なお、その他のモダリティによって得られた画像、または画像に含まれる解剖学的構造の位置合わせを行う場合にも、同様の処理を行うことで、本実施形態の効果を得られる。
【００１５】
以下、図１を用いて本実施形態の画像処理装置の構成及び処理を説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態の画像処理装置を含む画像処理システム（医用画像処理システムともいう）の構成例を示すブロック図である。画像処理システムは、その機能的な構成として、画像処理装置１０、ネットワーク２１、及びデータベース２２を備える。画像処理装置１０は、ネットワーク２１を介してデータベース２２に通信可能に接続されている。ネットワーク２１は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を含む。
【００１７】
データベース２２は、被検体の画像や該画像に関連付けられた情報を保持し、管理する。画像処理装置１０は、ネットワーク２１を介してデータベース２２で保持されている画像を取得することが可能である。画像処理装置１０は、通信ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３１（通信部）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３３、記憶部３４、操作部３５、表示部３６、及び制御部３７を備える。
【００１８】
通信ＩＦ３１（通信部）は、ＬＡＮカードなどにより構成され、外部装置（例えば、データベース２２など）と画像処理装置１０との通信を実現する。ＲＯＭ３２は、不揮発性のメモリなどにより構成され、各種プログラムを記憶する。ＲＡＭ３３は、揮発性のメモリなどにより構成され、各種情報をデータとして一時的に記憶する。記憶部３４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などにより構成され、各種情報をデータとして記憶する。操作部３５は、キーボードやマウス、タッチパネルなどにより構成され、ユーザ（例えば、医師）からの指示を各種装置に入力する。
【００１９】
表示部３６は、ディスプレイなどにより構成され、各種情報をユーザに表示する。制御部３７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などにより構成され、画像処理装置１０における処理を制御する。制御部３７は、その機能的な構成として、画像取得部５１、重複領域取得部５２、第１の画像処理部５３、第２の画像処理部５４、位置合わせ部５５、及び表示制御部５６を備える。
【００２０】
画像取得部５１は、位置合わせ処理対象となる、被検体を互いに異なる時刻に撮像して得られた第１の画像と第２の画像をデータベース２２から取得する。なお、本実施形態では、第１の画像に比べて過去に撮像した画像を第２の画像とする。これらの画像は、各種モダリティにより取得された被検体の３次元の画像である。本実施形態では、この画像が３次元ＣＴ画像である例を説明するが、他の種類の画像であってもよい。すなわち、第１の画像と第２の画像の２つの画像は、３次元の画像あるいは２次元の画像であれば画像の種類に依らず適用可能であって、比較を行う対象の画像であればいずれの画像であってもよい。すなわち、同一被検体を撮像したものであってもよいし、他人同士の画像、例えば、健常者と患者の画像などであってもよい。また、異なるモダリティの画像や人工的に生成した画像であってもよい。
【００２１】
重複領域取得部５２は、画像取得部５１で取得した第１の画像と第２の画像に関して、画像間の大まかな位置合わせ（第１の位置合わせ）を行った結果から、第１の画像と第２の画像との間で重複する領域（略同一の解剖学的構造を含む領域）の候補となる領域を算出する。すなわち、互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、前記第１の画像と前記第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得手段の一例に相当する。
【００２２】
第１の画像処理部５３は、重複領域または重複領域を包含する領域である第１の領域を重複領域に基づいて定め、第１の領域に第１の画像処理を施した第１の前処理画像を取得する。
【００２３】
第２の画像処理部５４は、第２の画像において重複領域を包含し重複領域より大きい第２の領域に第２の画像処理を施した第２の前処理画像を取得する。
【００２４】
位置合わせ部５５は、第１の前処理画像に対して、第２の前処理画像の詳細な位置合わせ処理（第２の位置合わせ処理）を行い、画像変形情報を取得する。
【００２５】
表示制御部５６は、位置合わせ部５５により算出した結果に基づいて、入力された画像のうち少なくとも２つ以上の画像を、対応位置の比較を容易に行えるような表示形態で、表示部３６の画像表示領域内に表示させる。例えば、第１の画像と第２の画像に加え、第１の前処理画像と第２の前処理画像との差分を示す差分画像などを表示部に表示させる。
【００２６】
上記の画像処理装置１０の各構成要素は、コンピュータプログラムに従って機能する。例えば、制御部３７（ＣＰＵ）がＲＡＭ３３をワーク領域としてＲＯＭ３２又は記憶部３４などに記憶されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することで、各構成要素の機能が実現される。なお、画像処理装置１０の構成要素の一部又は全ての機能が専用の回路を用いることで実現されてもよい。また、制御部３７の構成要素の一部の機能が、クラウドコンピュータを用いることで実現されてもよい。
【００２７】
例えば、画像処理装置１０とは異なる場所にある演算装置がネットワーク２１を介して画像処理装置１０に通信可能に接続され、画像処理装置１０と演算装置がデータの送受信を行うことで、画像処理装置１０又は制御部３７の構成要素の機能が実現されてもよい。
【００２８】
次に、図２を用いて、図１の画像処理装置１０の処理の例について説明する。
【００２９】
図２は、画像処理装置１０の処理手順の例を示すフローチャートである。本実施形態では２次元断層画像から構成される２つの３次元ＣＴ画像を位置合わせする例を説明するが、本実施形態はその他の画像を設定する場合にも適用可能である。
【００３０】
（ステップＳ１０１：画像の取得／表示）
ステップＳ１０１において、ユーザが操作部３５を介して画像の取得を指示すると、画像取得部５１は、ユーザが指定した、被検体を異なる時刻に撮像して得られた第１の画像と第２の画像をデータベース２２から取得し、ＲＡＭ３３に格納する。またこのとき、表示制御部５６は、データベース２２から取得された画像を表示部３６の画像表示領域内に表示させてもよい。
【００３１】
（ステップＳ１０２：画像間の重複領域の取得）
ステップＳ１０２において、重複領域取得部５２は、画像取得部５１で取得した第１の画像と第２の画像に関して、第１の画像と第２の画像との間で重複する領域の候補となる重複領域を算出し、ＲＡＭ３３に格納する。もしくは、あらかじめ重複領域が算出され、ＲＡＭ３３等に記憶されている場合には、読み出して取得する。本実施形態において、重複領域の算出は、例えば図３に示すように、第１の画像と第２の画像の大まかな位置合わせ処理（第１の位置合わせ処理）を行った結果、２つの画像で重なる領域を求めることで行う。すなわち、本ステップは、互いに異なる時刻に被検体を撮像して得られた第１の画像と第２の画像との間で第１の位置合わせを行うことにより算出された、第１の画像と第２の画像との重複領域を取得する重複領域取得工程の一例に相当する。
【００３２】
図３におけるＳ１とは、ある３次元画像を構成する２次元断面画像群の１枚目の断面画像を表しており、図中のＩ１Ｓ１は第１の画像３０１（Ｉ１）の１枚目の断面画像（断面あるいはスライス画像とも呼ぶ）（Ｓ１）を表している。また、Ｉ１の断面画像の総数はＡ枚であり、第２の画像３０２（Ｉ２）の断面画像の総数はＢ枚である。すなわち、Ｉ１の断面画像はＳ１からＳＡのＡ枚であり、Ｉ２の断面画像はＳ１からＳＢのＢ枚である。なお、上記の３次元画像を構成する２次元断面画像群の総数は一例であって上記に限定されない。図３（ａ）は、大まかな位置合わせを行った結果、Ｉ１Ｓ３とＩ２Ｓ１が対応付いた結果の例を示している。さらに、図３（ｂ）は、図３（ａ）で得られた結果から、２つの画像間で互いに対応付けができる断面画像群の範囲をそれぞれ第１の画像と第２の画像との間の重複領域の候補とする処理結果を示している。この例では、第１の画像の重複領域の候補は、Ｉ１Ｓ３からＩ１ＳＡまでの範囲にある断面画像群であり、第２の画像の重複領域の候補は、Ｉ２Ｓ１からＩ２Ｓ（Ｂ−２）までの範囲にある断面画像群である。このように位置合わせ結果を利用することで、２つの画像間で重複する領域の候補となる領域を取得できる。
【００３３】
なお、重複領域の候補は、大まかな位置合わせ結果に基づいて、複数作成してもよい。例えば、第１の画像と第２の画像間で対応する断面画像群の一部を含まない領域を重複領域としてもよい。
【００３４】
大まかな位置合わせ処理は、例えば、夫々の画像に写る被検体の体軸方向について、対応する断面位置を算出する処理によって実現できる。より具体的には、特開２０１７−１８９３８４に記載の技術などを利用することで、２つの画像間で対応する断面位置を算出できる。あるいは、２つの３次元画像の夫々について、ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像などの特徴量画像を生成し、該特徴量画像に基づいて、２つの画像間で対応する断面位置を体軸方向に探索する方法を用いてもよい。若しくは、その他の既知の位置合わせ処理を用いても構わない。ただし、より詳細な位置合わせ処理（第２の位置合わせ処理）を後段のステップＳ１０５で実施するため、本ステップにおいては、可能な限り計算コストの低い簡便な位置合わせ処理を行うことが望ましい。
【００３５】
本ステップで重複領域の設定を行うためには、少なくとも体軸方向の位置合わせ処理（平行移動処理）が行えれば十分である。すなわち、第１の位置合わせは、並進位置合わせが行われればよい。また、後段のステップＳ１０５における詳細な位置合わせ処理よりも自由度の低い位置合わせを行う方法を用いればよい。なお、ＭＩＰ画像を体軸方向の位置合わせに用いる場合は、被検体の体の正面方向に最大値投影を行った画像を用いればよく、被検体の体軸方向に直交するその他の方向に最大値投影を行った画像を用いても構わない。
【００３６】
（ステップＳ１０３：第１の前処理画像の取得）
ステップＳ１０３において、第１の画像処理部５３は、第１の画像において、重複領域に基づいて第１の領域を決定する。第１の領域の大きさは重複領域と同じ大きさの領域または重複領域を包含する大きさであることが望ましいが、これに限定されず、重複領域より小さい大きさでもよい。すなわち、重複領域に基づいた大きさであればよい。
【００３７】
そして、決定した第１の領域について所定の画像処理（前処理）を施した結果を第１の前処理画像としてＲＡＭ３３に格納する。
【００３８】
ここで、図３の例を用いて第１の領域の決定方法を説明する。本実施形態においては、第１の領域は、図３における第１の画像のＩ１Ｓ３からＩ１ＳＡまでの範囲の断面画像群で構成される３次元領域であるとする。なお、ここでは第１の画像に関する重複領域と第１の領域が同じである場合を説明するが、第１の領域の範囲は重複領域の範囲以上の大きさの範囲であってもよい。例えば、Ｉ１Ｓ２からＩ１ＳＡまでの範囲を第１の領域としてもよい。
【００３９】
第１の領域を決定した後、第１の画像処理部５３は、決定した第１の領域の範囲の領域に対応する断面画像群を取得し、ＲＡＭ３３に格納する。すなわち、第１の領域に基づいて第１の画像を切り出す。より具体的には、Ｉ１Ｓ１からＩ１ＳＡまでのＡ枚の断面画像から構成される第１の画像から、Ｉ１Ｓ３からＩ１ＳＡを切り出す。これにより、Ｉ１Ｓ３からＩ１ＳＡまでの（Ａ−２）枚の断面画像から構成される画像を生成する。もしくは、第１の領域の範囲が、例えば重複領域の範囲以上のＩ１Ｓ２からＩ１ＳＡまでの（Ａ−１）枚である場合には、Ｉ１Ｓ２からＩ１ＳＡを切り出す。なお、第１の領域と第１の画像の大きさが同じ場合には、切り出しを行わずに第１の画像を第１の領域としてそのまま用いても構わない。また、第１の画像と第２の画像とが体軸方向とは異なる所定軸方向にずれている場合には、第１の画像のうち体軸方向に第２の画像と重複しない領域のみを除外するように切り出してもよい。具体的には、図４に示すように第１の画像４１と第２の画像４３とが重複していた場合、厳密にはｘ軸方向において、領域４２ａは第１の画像４１と第２の画像４２との間で重複していない。しかしながら、体軸方向（ｚ軸）においては、４２ａ、４２ｂともに第１の画像４１と第２の画像４３との間で重複しているため、この２つの領域を重複領域４２とみなし、それに基づいて切り出し処理を施す。すなわち、重複領域４２は、第１の画像４１と第２の画像４３とが体軸方向において重複する領域である。なお、上記では、体軸方向に基づいて重複領域とみなす領域を決定したが、軸方向はこれに限定されない。
【００４０】
また本ステップにおける処理は、後段のステップＳ１０５の位置合わせ処理のための準備として、第１の領域の画像に対して、種々の画像処理を施した結果をＲＡＭ３３に格納する処理にしてもよい。すなわち、重複領域または該重複領域を包含する領域である第１の領域を第１の画像から切り出すことにより生成される画像に第１の画像処理を施すことにより第１の前処理画像を取得してもよい。種々の画像処理には、例えば、各画素について各軸方向の画素（ボクセル）サイズを同じ値に調整する処理（等方化処理）や、メディアンフィルタなどの平滑化フィルタなどを利用したノイズ除去処理が考えられる。さらに、画像中から被検体の体領域や、骨領域などの解剖学的構造を抽出する既知のセグメンテーション処理、または、その他の既知の画像特徴量を計算する処理を行ってもよく、これらの画像処理を組み合わせた処理を施しても構わない。なお、本ステップにおいて切り出し以外の画像処理は必ずしも行わなくてもよい。
【００４１】
以上、本ステップＳ１０３の切り出し処理によって、第１の前処理画像の大きさは、第１の画像以下の大きさになる。したがって、画像の大きさを小さくできる場合には、本ステップＳ１０３で種々の画像処理を施すことによって、第１の画像に対して画像処理を施す場合よりも計算コストを削減できる効果がある。なお、第１の画像の大きさに対して第１の画像と第２の画像の重複領域が小さいほど、第１の領域の大きさを小さくできると考えられるため、この計算コスト削減の効果は大きくなる。さらには、後段のステップＳ１０５の位置合わせ処理に関しても同様の計算コスト削減の効果が期待できる。
【００４２】
（ステップＳ１０４：第２の前処理画像の取得）
ステップＳ１０４において、第２の画像処理部５４は、第２の画像において、重複領域を包含し重複領域よりも大きい第２の領域を決定する。そして、決定した第２の領域について上述の種々の所定の画像処理（前処理）を施した結果を第２の前処理画像としてＲＡＭ３３に格納する。
【００４３】
図３の例においては、第２の領域は、例えばＩ２Ｓ１からＩ２Ｓ（Ｂ−１）までのように、重複領域を包含し重複領域より大きい３次元領域である。第２の画像処理部５４は、第２の領域を決定した後、決定した範囲の領域に対応する断面画像群を取得し、ＲＡＭ３３に格納する。すなわち、第２の領域に基づいて第２の画像を切り出す。なお、第２の領域と第２の画像の大きさが同じ場合には、切り出しを行わずに第２の画像を第２の領域としてそのまま用いても構わない。
【００４４】
また、本ステップにおける処理に関しても、後段のステップＳ１０５の位置合わせ処理のための準備として、第２の領域の画像に対して、種々の画像処理を施した結果をＲＡＭ３３に格納する処理にしてもよい。
【００４５】
ここで、図５を用いて第２の領域５１０を重複領域５２０よりも大きいサイズに設定する理由を詳説する。同図は、重複領域５２０がステップＳ１０３で設定した第１の領域と同じものである例を示している。また、図５（ａ）は、第２の領域５１０を重複領域５２０と同じサイズに設定した場合の例を示しており、図５（ｂ）は、第２の領域５１０を重複領域よりも大きいサイズに設定した場合の例を示している。そして、夫々の図の左側は、後段のステップＳ１０５における詳細な位置合わせ処理を行う前の初期状態を表している。一方で、夫々の図の右側は、詳細な位置合わせ処理を行った後に、第１の領域５００と第２の領域５１０で対応する位置で２つの画像を重ねた状態（第１の領域の上に第２の領域を重畳した状態）を表している。すなわち、図の右側で２つの画像が重なっている領域（重畳領域）が、位置合わせ処理において、画像間の類似度を算出するために使われる領域である。またさらに、この重畳領域は、２つの画像間の差分画像を計算する際に計算可能な範囲とも捉えられる。ここで図５（ａ）と図５（ｂ）を比較すると、図５（ａ）の点線部５３０に示されるように、図５（ａ）の方が重畳領域の範囲が狭いことが分かる。つまり、前記重複領域よりも第２の領域のサイズを大きくした方が、位置合わせ処理や位置合わせ結果に基づいて施される処理において、当該処理に使える画像の領域範囲が広くなる。すなわち、例えば２つの画像間の差分画像を計算する場合は、より広い範囲を持つ差分画像をユーザに提供できる効果がある。
【００４６】
以上のことから、第２の領域に関しては、重複領域に依ることなく、第２の画像全体の領域を第２の領域として設定してもよい。
【００４７】
しかしながら、第２の領域を大きいサイズに設定すると、計算コストが高くなってしまうというデメリットもある。したがって、第２の領域の大きさを決定する上では、後段の詳細な位置合わせ処理や、位置合わせ処理結果に基づいた処理に利用するために適切な大きさを設定することが望ましい。このことから、第２の領域の大きさを決定する際には、ある既定の上限値をマージン領域として決定してもよい。すなわち、第２の領域を、重複領域を包含し重複領域より大きい領域であり、且つ所定のマージン領域以下の大きさの領域に決定する。あるいは、ステップＳ１０２で算出した大まかな位置合わせ結果（第１の位置合わせ結果）に基づいて、当該位置合わせ結果に関する評価値に応じた値をマージン領域の決定に利用してもよい。より具体的には、既知の手法により解剖学的な特徴点や領域（例えば、骨領域）を２つの画像夫々から抽出した結果と、第１の位置合わせ結果を利用して、画像間で対応するもの同士の間で距離を計算した結果に基づいて、マージン領域を設定すればよい。例えば、２つの画像で対応する解剖学的な特徴点を用いる場合には、特徴点間の距離を計算し、その距離を第２の領域の大きさを決定するための前記上限値とすればよい。また対応する特徴点が複数得られる場合には、まずは対応する特徴点の組で距離を計算し、複数の特徴点の組で計算した結果の最大値を上限値とすればよく、平均値や中央値、または最小値などを用いても構わない。さらに、夫々の画像から解剖学的な領域を得られる場合には、それらの表面間距離を計算した結果から距離の最大値を上限値と設定すればよく、平均値や中央値、または最小値などを用いても構わない。なお、重畳領域が第２の画像と同一の場合には、マージン領域をとることができないため、第２の画像を第２の領域としてそのまま使用する。この場合は例外的に、第２の領域は重畳領域より大きい領域にはならない。
【００４８】
（ステップＳ１０５：位置合わせ処理）
ステップＳ１０５において、位置合わせ部５５は、第１の前処理画像と第２の画像処理画像に基づいて、２つの画像間の詳細な変形位置合わせ処理（第２の位置合わせ処理）を行い、画像変形情報を算出する。すなわち、第１の前処理画像の各画素について、第２の前処理画像で対応する位置を計算する。
【００４９】
そして、位置合わせ部５５は、画像変形情報と、画像変形情報に基づいて第２の前処理画像を第１の前処理画像に合わせるように画像変形を行うことで生成した画像（変形画像）をＲＡＭ３３に格納する。なお、この変形画像は必ずしも生成する必要はなく、画像変形情報を出力、保存するだけでもよい。
【００５０】
なお、この２つの画像間の位置合わせ処理は、剛体変換やアフィン変換のような線形的な位置合わせ手法や、ＦＦＤ（Ｆｒｅｅ  Ｆｏｒｍ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、ＬＤＤＭＭ（Ｌａｒｇｅ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｆｆｅｏｍｏｒｐｈｉｃ  Ｍｅｔｒｉｃ  Ｍａｐｐｉｎｇ）などの非線形的な位置合わせ手法により実行されてもよく、これらの組合せで実行されてもよい。
【００５１】
（ステップＳ１０６：位置合わせ結果に基づいた画像表示）
ステップＳ１０６において、表示制御部５６は、入力画像である第１の画像と第２の画像に併せて、変形画像を画像表示領域内に表示させる。このとき、２つの画像間の差分を表す画像、すなわち差分画像（例えば、第１の前処理画像から変形画像を引いたもの）を計算し、画像表示領域内に表示させてもよい。
【００５２】
本実施形態によれば、位置合わせ処理対象となる２つの画像が異なる検査目的で撮像された場合、すなわち、２つの画像の撮像範囲が異なる場合であっても、低い計算コストで、高精度の位置合わせをすることができる。具体的には、２つの画像間の対応位置を求める過程において、画像の重複領域を自動的に算出し、当該重複領域に基づいて、詳細な位置合わせ処理を行うことで、より低い計算コストで位置合わせを行うことができる。
【００５３】
また、第１の前処理画像に対して第２の前処理画像を位置合わせする場合に、第２の前処理画像を重複領域に比べて大きいサイズにすることにより２つの前処理画像の重畳範囲を広くすることができるため高精度に位置合わせを行うことができる。
【００５４】
＜その他の実施形態＞
また、開示の技術は例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記録媒体（記憶媒体）等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インターフェイス機器、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良いし、また、１つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００５５】
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード（コンピュータプログラム）を記録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出された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を記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００５６】
１０  画像処理装置
２１  ネットワーク
２２  データベース
３１  通信ＩＦ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  記憶部
３５  操作部
３６  表示部
３７  制御部
５１  画像取得部
５２  重複領域取得部
５３  第１の画像処理部
５４  第２の画像処理部
５５  位置合わせ部
５６  表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020107000.tif 000006
【図５】
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