(57)【要約】【課題】  乳房画像より乳頭を正確に検出する。【解決手段】  乳房を撮影して得た乳房画像を表す乳房画像データより、乳房の輪郭Ｒを検出し、この乳房輪郭Ｒの情報から、乳房輪郭Ｒから局部的に外方に向けて突出した乳頭突出部Ｄを検出する。【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳房を撮影して得た乳房画像を表す乳房画像データに基づいて、前記乳房画像上の乳房輪郭を検出する輪郭検出手段と、
該輪郭検出手段により検出した乳房輪郭の情報に基づいて、該乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した乳頭突出部を検出する乳頭検出手段とを備えたことを特徴とする乳頭検出装置。
【請求項２】
前記乳頭検出手段が、前記乳房輪郭の局所的な輪郭部分における平滑化乳房輪郭を取得し、該平滑化乳房輪郭と前記輪郭部分との離間量に基づいて前記乳頭突出部を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の乳頭検出装置。
【請求項３】
前記乳頭検出手段が、前記平滑化乳房輪郭を前記輪郭部分の両端を結んだ直線として取得し、前記輪郭部分と該輪郭部分の両端を結んだ直線との組を前記乳房輪郭上の位置を徐々に移動させて複数作成し、複数作成した各組における輪郭部分と直線との離間量に基づいて前記乳頭突出部を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の乳頭検出装置。
【請求項４】
前記乳頭検出手段が、前記乳房輪郭を前記乳房領域の内側からトップハット変換して前記乳頭突出部を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の乳頭検出装置。
【請求項５】
前記乳頭検出手段が、前記乳房輪郭の２次微分値に基づいて前記乳頭突出部を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の乳頭検出装置。
【請求項６】
コンピュータを、
乳房を撮影して得た乳房画像を表す乳房画像データに基づいて、前記乳房画像上の乳房輪郭を検出する輪郭検出手段と、
該輪郭検出手段により検出した乳房輪郭の情報に基づいて、該乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した乳頭突出部を検出する乳頭検出手段として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳頭検出装置およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば乳房を放射線撮影して得られたデジタル画像信号を、コンピュータを用いて解析し、画像中に現れた腫瘤陰影や微小石灰化陰影等の異常陰影を自動的に検出することにより、画像読影者の読影熟達度が低い場合にも一定の検出レベルを確保し、診断に役立てるシステム（異常陰影候補検出システム）が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このシステムは、主として乳ガン検診で得られた乳房の放射線画像（マンモグラフィ）を表すデジタル画像信号の濃度（信号値）勾配ベクトルの集中度を評価することにより画像中の腫瘤陰影の候補を自動的に検出したり、デジタル画像信号にモフォロジー演算（ダイレーション処理，イロージョン処理，オープニング処理，クロージング処理等）を施すことにより微小石灰化陰影の候補を自動的に検出するなどのアルゴリズムによって、腫瘤陰影や微小石灰化等の異常陰影の候補を検出するものであり、このシステムで検出された異常陰影候補を、マンモグラフィ上で、例えば矩形のＲＯＩ（関心領域）枠でマーキングするなどしてＣＲＴや液晶表示装置等に表示したり、診断用のフイルムにプリントすることにより診断に供することができる。
【０００４】
ところで上述した異常陰影候補検出システムにより検出された異常陰影候補を含むマンモグラフィを画像表示装置の画像表示面上に表示して、医師等が観察読影する場合、左右１組の乳房画像を背中合わせにして同時に表示することが、しばしば行われている。これは、例えば左右の乳房画像のうち一方の画像において異常陰影候補が検出された場合、他方の画像においても同様の位置に異常陰影候補が存在するか否かを確認するためである。またマンモグラフィは、乳房を上下方向から撮影したいわゆる正面画像（ＭＬview（またはＭＬＯview）；Medio-lateral view（またはMedio-lateral oblique view））と、左右方向から撮影したいわゆる側面画像（ＣＣview；Cranio-caudal view）が撮影されるため、左右乳房のうち一方の乳房の正側２つの画像を並べて表示し、これらを比較対照して観察読影する場合もある。
【０００５】
しかし、上述したように比較対照される２つの乳房の画像を背中合わせに同時に表示する場合、両被写体の対応位置が横方向または縦方向で不揃いで表示されることがあり、この場合、比較読影を行ないにくいという問題がある。そこで、比較対照される２つの乳房のマンモグラフィをその表示画面上に表示させ、左右乳房の対応位置（例えば、乳頭（ニップル））が、縦方向に揃うように位置合わせをするものが提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
また、乳頭位置による位置合わせをするために、左右の各乳房画像から乳房領域の最高点を検出して、この最高点を乳頭とみなして位置合わせを行う方法がある。
【特許文献１】特開平８−２９４４７９号公報
【特許文献２】特開２００２−６５６１３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の最高点の検出ではＣＣ方向の画像には適用できるが、ＭＬＯ方向の画像は乳頭が最高点でない場合がよく見受けられるため、単純な最高点検出では精度が悪く位置合わせに用いることができない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、乳房画像より乳頭を正確に検出するための乳頭検出装置およびそのプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の乳頭検出装置は、乳房を撮影して得た乳房画像を表す乳房画像データに基づいて、前記乳房画像上の乳房輪郭を検出する輪郭検出手段と、
該輪郭検出手段により検出した乳房輪郭の情報に基づいて、該乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した乳頭突出部を検出する乳頭検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のプログラムは、コンピュータを、
乳房を撮影して得た乳房画像を表す乳房画像データに基づいて、前記乳房画像上の乳房輪郭を検出する輪郭検出手段と、
該輪郭検出手段により検出した乳房輪郭の情報に基づいて、該乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した乳頭突出部を検出する乳頭検出手段して機能させることを特徴とするものである。
【００１１】
「乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した」とは、全体に緩やかに外方に凸形状になる乳房輪郭上において、その一部のみがさらに突出して凸形状になったものをいう。
【００１２】
また、乳頭検出手段は、前記乳房輪郭の局所的な輪郭部分における平滑化乳房輪郭を取得し、該平滑化乳房輪郭と前記輪郭部分との離間量に基づいて前記乳頭突出部を検出するものであってもよい。
【００１３】
また、乳頭検出手段は、前記平滑化乳房輪郭を前記輪郭部分の両端を結んだ直線として取得し、前記輪郭部分と該輪郭部分の両端を結んだ直線との組を前記乳房輪郭上の位置を徐々に移動させて複数作成し、複数作成した各組における輪郭部分と直線との離間量に基づいて前記乳頭突出部を検出するものであってもよい。
【００１４】
「離間量」とは、平滑化乳房輪郭と実際の輪郭部分とが離れている量を表すものであり、例えば、輪郭部分上の中心点（輪郭部分の一端から輪郭部分の長さの1/2だけ輪郭部分に沿って離れている点）と輪郭部分の両端を結んだ直線との距離を用いることができる。
【００１５】
また、前記乳頭検出手段は、前記乳房輪郭を前記乳房領域の内側からトップハット変換して前記乳頭突出部を検出するものであってもよい。
【００１６】
「乳房領域の内側からトップハット変換する」とは、乳房輪郭に沿って乳房領域の内部から構造要素を用いてオープニング処理を行い、前記乳房輪郭から前記構造要素が入り込めないような凸部が削り取られた形状を作成し、この形状を前記乳房輪郭から差し引いて構造要素が入り込めないような凸部のみを残した形状に変換するものである。
【００１７】
また、前記乳頭検出手段は、前記乳房輪郭の２次微分値に基づいて前記乳頭突出部を検出するものであってもよい。
【００１８】
「輪郭の２次微分値」とは、輪郭の形状が急激に変化する部分を検出することが可能なものであり、数式から得られるものに限らず、輪郭上の画素が近接した画素の位置の差分よって得られた結果をも含むものである。例えば、「２次微分値」は、なだらかに変化する場合には略一定の値として得られるが、急激に変化する部分では大きな値を持つ。これに基づいて、乳頭のような輪郭の凸部を検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、乳房を撮影して得た乳房画像を表す乳房画像データより、前記乳房輪郭を検出し、この乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した乳頭突出部を乳頭として検出することにより、乳頭の検出が正確に行われる。
【００２０】
また、乳房輪郭の形状を平滑化した平滑化乳房輪郭を求め、その平滑化乳房輪郭と乳房輪郭との離間量を求めることにより、乳房輪郭から突出している部分を乳頭として検出することが可能になる。
【００２１】
また、乳房輪郭の一部である輪郭部分と、この輪郭部分の両端を結んだ直線とが離れている量に基づいて乳頭を検出するようにすれば、演算量が少なくかつ十分な制度で乳頭を検出することが可能になる  。
【００２２】
あるいは、乳房輪郭を乳房領域の内側からトップハット変換して乳頭突出部を検出する際に構造要素の大きさを最適な大きさとすることにより、乳頭らしい大きさの突出部に限定して検出ことが可能である。
【００２３】
さらに、輪郭の２次微分値に基づいて乳頭突出部を検出するようにすれば、乳頭らしい形状の突出部に限定して検出ことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の乳頭検出装置の第１の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１に示すように、乳頭検出装置１は、乳房を撮影して得た乳房画像Ｓより、乳房輪郭を検出する検出する輪郭検出手段１０と、乳房輪郭が乳房領域より突出した乳頭突出部を乳頭として検出する乳頭検出手段２０とを備える。
【００２６】
輪郭検出手段１０は、乳房画像ＳのヒストグラムＨに基づいて、撮影された乳房画像より乳房輪郭を検出する。乳房画像ＳのヒストグラムＨを作成すると、図３に示すように乳房領域と背景領域で表れる画素値のピークは異なり、乳房領域のピークは真中あたりに現れ、背景領域のピークは右側に現れる。そこで、乳房領域と背景領域との境界信号を示す閾値Ｔｈを基準に二値化処理をして、図２に示すように二値価した乳房画像Ｓを乳房領域（斜線部）と背景領域とに分離する。
【００２７】
そこで、図４に示すように、二値化した乳房画像Ｓの胸壁が画像の下側にある場合には、画像の幅Ｗの中心（Ｗ／２）を通る線に沿って下から上に探索し（破線）、乳房領域から背景領域に変わった点をＡとし、Ａから左右の両方向に探索して乳房輪郭Ｒ（以下、スキンラインという）を検出する。具体的には、例えばＡを開始点として、左右両方向に進むようにＡに隣接する画素の中から二値化画像の境となる画素を順次探索し、探索した画素をつないでスキンラインＲとする。
【００２８】
乳頭検出手段２０は、まず、乳房輪郭を平滑化した平滑化乳房輪郭を取得して、平滑化乳房輪郭と乳房輪郭の離間量に基づいて乳頭突出部を検出する。具体的には、図５に示すように、検出したスキンラインＲに沿って長さＬの曲線（輪郭部分）を設定し、この曲線の両端を結ぶ直線を平滑化乳房輪郭とし、この直線と曲線の中心点との距離Ｈを求める。長さＬの曲線は、位置を徐々にずらしながら複数設定し、各曲線の中心点Ｐから直線までの距離Ｈを求め、Ｈ／Ｌの値が最も大きい中心点Ｐの近傍に乳頭突出部Ｄが存在するものとして検出する。このとき、長さＬの曲線をずらす幅は、乳頭の統計的な大きさから乳頭突出部のスキンラインＲ上に曲線の中心点が少なくとも１箇所は設定されるような間隔で設定する。
【００２９】
また、平滑化乳房輪郭として、例えば、スキンラインＲ上の画素が２００画素存在する場合にスキンラインＲ上に位置を徐々にずらしながら１０画素ずつ選択して、その１０画素の位置座標の平均（あるいは、所定の重み付けをした平均）を求め、その平均した位置座標の点をつないで得られる平滑化乳房輪郭を用いて、この平滑化乳房輪郭とスキンラインＲ上の点との距離を求めて乳頭突出部を検出するようにしてもよい。この場合、スキンラインＲから突出した乳頭突出部分が除去されるように、乳頭突出部分の統計的な大きさに応じて座標値を平均する画素数を求めるようにする。
【００３０】
あるいは、平滑化乳房輪郭として、スキンラインＲ上の画素をスプライン等の多項式で表される曲線で補間したものを用いるようにして、この平滑化乳房輪郭とスキンラインＲ上の点との距離を求めて乳頭突出部を検出するようにしてもよい。具体的には、スキンラインＲ上の画素を所定の間隔で選択して、選択した画素をスプライン等で補間するようにしてスキンラインＲから突出した乳頭突出部分を除去したラインを取得して平滑化乳房輪郭とする。スキンラインＲ上の画素を所定の間隔で選択する際に乳頭突出部上の画素を選択すると、乳頭に沿うように補間するため、乳頭突出部分の統計的な大きさや位置を考慮して、乳頭が表れる確立の高い部分から画素を選択しないようにして補間するのが望ましい。
【００３１】
特に、スキンラインＲに沿って長さＬの曲線（輪郭部分）を設定し、この曲線の両端を結ぶ直線と曲線の中心点との距離Ｈを求める方法は、演算量が少なくかつ十分な精度で乳房突出部を検出できるものである。
【００３２】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００３３】
前述の実施の形態と同じ構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３４】
図６に示すように、乳頭検出装置１ａは、乳房を撮影して得た乳房画像より、乳房の輪郭を検出する検出する輪郭検出手段１０と、乳房の輪郭が乳房領域より突出した乳頭突出部を乳頭として検出する乳頭検出手段２０ａとを備える。
【００３５】
乳頭検出手段２０ａは、図７に示すような輪郭検出手段１０により検出されたスキンラインＲに対して、統計的に得られた乳頭の大きさより乳頭突出部に内に入り込まない円形の構造要素Ｂを用いてトップハット変換を施すと（同図（Ａ）参照）、同図（Ｂ）に示すように、乳頭の部分のみがｙ方向の座標値を持つような形状が得られる。このｙ方向の座標値を持つ凸部を乳頭突出部Ｄとして検出する
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００３６】
前述の実施の形態と同じ構成には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
図８に示すように、乳頭検出装置１ｂは、乳房を撮影して得た乳房画像より、乳房の輪郭を検出する検出する輪郭検出手段１０と、乳房の輪郭が乳房領域より突出した凸領域を乳頭として検出する乳頭検出手段２０ｂとを備える。
【００３８】
乳頭検出手段２０ｂは、図９に示めすような輪郭検出手段１０により検出されたスキンラインに対して２次微分の値を求めると、同図（Ｂ）に示すように、乳頭以外では略一定の値となるが、乳頭に変わる前後（Ｑ１、Ｑ２）では２次微分の値が急激に変化する。この２次微分が変化するところを乳頭の開始Ｑ１と終了Ｑ２として乳頭突出部Ｄを検出する。
【００３９】
以上詳細に説明したように、乳房輪郭から局部的に外方に向けて突出した部分を検出することにより乳頭を正確に検出することが可能である。
【００４０】
また、上述の各実施の形態で説明した選出方法を組み合わせて用いることにより、より正確に乳頭を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】乳頭検出装置の第１の実施の形態の概略構成図
【図２】乳房画像を２値化した結果を表す図
【図３】乳房画像に表れる画素値のヒストグラム
【図４】スキンラインの検出方法を説明するための図
【図５】スキンライン上の輪郭部分とその両端を結んだ直線とによる乳頭突出部の検出を説明するための図
【図６】乳頭検出装置の第２の実施の形態の概略構成図
【図７】トップハット変換による乳頭突出部の検出を説明するための図
【図８】乳頭検出装置の第３の実施の形態の概略構成図
【図９】２次微分による乳頭突出部の検出を説明するための図
【符号の説明】
【００４２】
１、１ａ、１ｂ        乳頭検出装置
１０                  輪郭検出手段
２０、２０ａ、２０ｂ  乳頭検出手段
Ｓ                    乳房画像
Ｈ                    ヒストグラム
Ｒ                    スキンライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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