(57)【要約】【課題】  合成処理が行われる断層画像の枚数を従来よりも減らしつつ、断層画像のノイズを効果的に低減すること。【解決手段】  画像処理装置は、被検眼の同一位置で測定光を走査するように制御された走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とによる干渉光を用いて前記被検眼の複数のＡスキャン信号を取得する取得手段と、前記複数のＡスキャン信号の少なくとも１つにおいて複数の部分信号を切り出し、前記切り出された複数の部分信号の合成処理を実行し、前記合成処理を実行して得た少なくとも１つのＡスキャン信号を含む複数のＡスキャン信号を用いて１つの断層画像を生成する生成手段と、を有する。【選択図】  図４
2019080614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の同一位置で測定光を走査するように制御された走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とによる干渉光を用いて前記被検眼の複数のＡスキャン信号を取得する取得手段と、
前記複数のＡスキャン信号の少なくとも１つにおいて複数の部分信号を切り出し、前記切り出された複数の部分信号の合成処理を実行し、前記合成処理を実行して得た少なくとも１つのＡスキャン信号を含む複数のＡスキャン信号を用いて１つの断層画像を生成する生成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記合成処理が実行された複数のＡスキャン信号を用いて、前記被検眼の複数の断層画像を生成し、前記生成された複数の断層画像を用いて前記１つの断層画像を生成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】
前記生成された複数の断層画像の間の位置ずれの補正を実行する位置ずれ補正手段を更に有し、
前記生成手段は、前記位置ずれの補正が実行された複数の断層画像を用いて、前記１つの断層画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記複数の部分信号の切り出し領域が重なるように、前記複数の部分信号を切り出す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】
前記生成手段は、前記切り出された複数の部分信号の離散フーリエ変換を実行し、前記離散フーリエ変換が実行された複数の部分信号の絶対値演算を実行し、前記絶対値演算が行われた複数の部分信号の前記合成処理を実数の状態で実行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】
前記生成手段は、前記合成処理が実行された複数の部分信号の対数演算を実行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】
前記生成手段は、前記絶対値演算が行われた複数の部分信号の対数演算を実数の状態で実行し、前記対数演算が実行された複数の部分信号の前記合成処理を実行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８】
前記生成手段は、前記切り出された複数の部分信号の離散フーリエ変換を実行し、前記離散フーリエ変換が実行された複数の部分信号の位相補正を実行し、前記位相補正が実行された複数の部分信号の前記合成処理を複素数の状態で実行し、前記合成処理が実行された複数の部分信号の絶対値演算を実行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９】
前記走査手段と前記干渉光を受光する受光手段とを有するフーリエドメイン型のＯＣＴ装置と通信可能に接続され、
前記取得手段は、前記受光された干渉光を用いて前記複数のＡスキャン信号を取得す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】
前記生成手段は、前記複数のＡスキャン信号の少なくとも１つを複数のスペクトル帯域に分割することにより、前記複数の部分信号を切り出す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】
前記取得手段は、前記走査手段による１つの主走査に対応する複数のＡスキャン信号により構成されるＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を取得し、
前記生成手段は、前記ＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を前記複数のスペクトル帯域に分割することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
被検眼の同一位置で測定光を走査するように制御された走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とによる干渉光を用いてＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を取得する取得手段と、
前記ＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を複数のスペクトル帯域に分割し、前記複数のスペクトル帯域に分割して得たＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を用いて１つの断層画像を生成する生成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
被検眼の同一位置で測定光を走査するように制御された走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とによる干渉光を用いて前記被検眼の複数のＡスキャン信号を取得する工程と、
前記複数のＡスキャン信号の少なくとも１つにおいて複数の部分信号を切り出す工程と、
前記切り出された複数の部分信号の合成処理を実行する工程と、
前記合成処理を実行して得た少なくとも１つのＡスキャン信号を含む複数のＡスキャン信号を用いて１つの断層画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
被検眼の同一位置で測定光を走査するように制御された走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とによる干渉光を用いてＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を取得する工程と、
前記ＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を複数のスペクトル帯域に分割する工程と、
前記複数のスペクトル帯域に分割して得たＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を用いて１つの断層画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
光干渉断層計（ＯＣＴ；Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、光の干渉を利用して光の進行方向に垂直に位置する対象物までの距離を測定する計測器である。特に眼科用の光干渉断層計は網膜層内部の状態を３次元的に観察することが可能であり、断層画像撮影装置と呼ばれる。この断層画像撮影装置は、疾病の診断をより的確に行うのに有用であることから近年注目を集めている。ＯＣＴの形態として、広帯域な光源とマイケルソン干渉計を組み合わせたＴＤ−ＯＣＴ（Ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）がある。これは、被検眼に光が入射した際に生じる後方散乱光と参照光との干渉光を計測し、参照光の光路長と後方散乱光の光路長が一致するときに反射強度が大きくなることを利用して、被検眼の深さ方向の情報を得るように構成されたものである。ＴＤ−ＯＣＴは、１回の計測により深さ方向のある１点の情報しか得られない。このため、ＴＤ−ＯＣＴは、参照光を反射させる参照光ミラーを機械的に動かすことにより参照光の光路長を変更しながら、深さ方向の複数点の情報を取得する必要がある。一方、ＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）では、１回の計測により深さ方向の情報がすべて得られる。このため、ＦＤ−ＯＣＴでは、深さ方向の機械的走査が不要となり、ＴＤ−ＯＣＴより高速に計測することが出来る。ＦＤ−ＯＣＴには、２種類のＯＣＴが知られている。一つは、広帯域光源を用いて分光器でインターフェログラムを取得してフーリエ空間で情報を得るＳＤ−ＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）である。もう一つは、光源の発信波長を高速に変化させることにより光波の干渉をフーリエ空間で行うＳＳ−ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ）である。
【０００３】
ところで、ＯＣＴで撮影して得た断層画像にノイズが発生する場合がある。そこで、同一領域で撮影して得た複数の断層画像の間の画素値の加算平均処理を施すことにより、断層画像のノイズを低減することが、特許文献１に開示されている。また、被検眼の動きにより複数の断層画像の間で位置ずれが発生する場合がある。そこで、特許文献１には、複数の断層画像の特徴点を比較することにより複数の断層画像の間の位置ずれを検出することにより、複数の断層画像の間の位置ずれの補正を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１０３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、加算平均処理等の合成処理が行われる断層画像の枚数が多いほどノイズ低減の効果は大きい。しかしながら、断層画像の枚数が多いほど、撮影時間が長くなり、また、複数の断層画像の間の位置ずれの検出時間も長くなる。また、断層画像の枚数が多いほど、複数の断層画像の間の位置ずれの検出に失敗する可能性が高くなる。
【０００６】
本発明の目的の一つは、上記課題に鑑みてなされたものであり、合成処理が行われる断層画像の枚数を従来よりも減らしつつ、断層画像のノイズを効果的に低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための、本発明に係る画像処理装置の一つは、以下の構成を備える。
【０００８】
被検眼の同一位置で測定光を走査するように制御された走査手段を介して前記測定光を照射した前記被検眼からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とによる干渉光を用いて前記被検眼の複数のＡスキャン信号を取得する取得手段と、
前記複数のＡスキャン信号の少なくとも１つにおいて複数の部分信号を切り出し、前記切り出された複数の部分信号の合成処理を実行し、前記合成処理を実行して得た少なくとも１つのＡスキャン信号を含む複数のＡスキャン信号を用いて１つの断層画像を生成する生成手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つによれば、合成処理が行われる断層画像の枚数を従来よりも減らしつつ、断層画像のノイズを効果的に低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像処理システムの構成を示す図。
【図２】画像処理システムにおける処理の流れを示すフローチャート。
【図３】眼部の構造と断層画像と眼底画像を説明するための図。
【図４】画像処理装置における処理を説明するための図。
【図５】画像処理装置における処理を説明するための図。
【図６】画像処理装置における処理を説明するための図。
【図７】位相補正処理を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら、第１の実施形態に係る画像処理装置を備える画像処理システムと、眼の構造ならびに画像処理システムで取得する眼の画像について、詳細を説明する。
【００１２】
まず、図３は、画像処理システムで取得する眼の構造と画像を示す図である。図３（ａ）に眼球の模式図を示す。図３（ａ）において、Ｃは角膜、ＣＬは水晶体、Ｖは硝子体、Ｍは黄斑部（黄斑の中心部は中心窩を表す）、Ｄは視神経乳頭部を表す。本実施形態にかかる断層画像撮影装置２００は、主に、硝子体、黄斑部、視神経乳頭部を含む網膜の後極部を撮影する場合について説明を行う。なお、本実施形態では説明をしないが、断層画像撮影装置２００は、角膜、水晶体の前眼部を撮影することも可能である。
【００１３】
また、図１は、本実施形態に係る画像処理装置３００を備える画像処理システム１００の構成を示す図である。図１に示すように、画像処理システム１００は、画像処理装置３００が、インタフェースを介して断層画像撮影装置（ＯＣＴとも言う）２００、眼底画像撮影装置４００、外部記憶部５００、表示部６００、入力部７００と接続されることにより構成されている。
【００１４】
ここで、断層画像撮影装置２００は、眼部の断層画像を撮影する。このとき、断層画像撮影装置２００は、測定光を照射した被検眼からの戻り光と測定光に対応する参照光とによる干渉光を受光するように構成される。また、断層画像撮影装置２００は、フーリエドメイン型のＯＣＴ装置が好適に用いられる。また、断層画像撮影装置２００は、例えば、干渉光を受光する受光手段がラインセンサ等により構成されるＳＤ−ＯＣＴや、波長掃引光源が用いられるＳＳ−ＯＣＴにより構成される。また、断層画像撮影装置２００は、画像処理装置３００と通信可能に接続されるが、画像処理装置３００を断層画像撮影装置２００の内部に組み込むように構成されていても良い。なお、断層画像撮影装置２００は、既知の装置であるため詳細な説明は省略し、ここでは、画像処理装置３００からの指示により行われる断層画像の撮影について説明を行う。
【００１５】
まず、図１において、走査手段の一例であるガルバノミラー２０１は、測定光の眼底における走査を行うためのものであり、ＯＣＴによる眼底の撮影範囲を規定する。また、駆動制御部２０２は、ガルバノミラー２０１の駆動範囲及び速度を制御することで、眼底における平面方向の撮影範囲及び走査線数（平面方向の走査速度）を規定する。また、駆動制御部２０２は、被検眼の同一位置で測定光を走査するように走査手段を制御する。ここでは、簡単のためガルバノミラーは一つのユニットとして示したが、実際にはＸスキャン用のミラーとＹスキャン用の２枚のミラーで構成され、眼底上で所望の範囲を測定光で走査出来る。
【００１６】
また、フォーカス２０３は被検体である眼の前眼部を介し、眼底の網膜層にフォーカスするためのものである。測定光は、非図示のフォーカスレンズにより、被検体である眼の前眼部を介し、眼底の網膜層にフォーカスされる。眼底を照射した測定光は各網膜層で反射・散乱して戻る。なお、硝子体を詳細に観察する場合には、網膜層よりも前眼部側にフォーカスを移動させ、硝子体にフォーカスを合わせる。
【００１７】
また、内部固視灯２０４は、表示部２４１、レンズ２４２で構成される。表示部２４１として複数の発光ダイオード（ＬＤ）がマトリックス状に配置されたものを用いる。発光ダイオードの点灯位置は、駆動制御部２０２の制御により撮影したい部位に合わせて変更される。表示部２４１からの光は、レンズ２４２を介し、被検眼に導かれる。表示部２４１から出射される光は５２０ｎｍで、駆動制御部２０２により所望のパターンが表示される。
【００１８】
また、コヒーレンスゲートステージ２０５は、被検眼の眼軸長の相違等に対応するため、駆動制御部２０２により制御されている。コヒーレンスゲートとは、ＯＣＴにおける測定光と参照光の光学距離が等しい位置を表す。さらには、撮影方法としてコヒーレンスゲートの位置を制御することにより、網膜層側か、あるいは網膜層より深部側とする撮影を行うことを制御する。ここで、断層画像撮影装置２００で取得される断層画像について図３（ｂ）を用いて説明する。図３（ｂ）において、Ｖは硝子体、Ｍは黄斑部、Ｄは視神経乳頭部を表す。また、Ｌ１は内境界膜（ＩＬＭ）と神経線維層（ＮＦＬ）との境界、Ｌ２は神経線維層と神経節細胞層（ＧＣＬ）との境界、Ｌ３は視細胞内節外節接合部（ＩＳＯＳ）、Ｌ４は網膜色素上皮層（ＲＰＥ）、Ｌ５はブルッフ膜（ＢＭ）、Ｌ６は脈絡膜を表す。断層画像において、横軸（ＯＣＴの主走査方向）をｘ軸、縦軸（深さ方向）をｚ軸とする。
【００１９】
また、眼底画像撮影装置４００は、眼部の眼底画像を撮影する装置であり、当該装置としては、例えば、眼底カメラやＳＬＯ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｏｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）等が挙げられる。図３（ｃ）に眼部の眼底画像を示す。図３（ｃ）において、Ｍは黄斑部、Ｄは視神経乳頭部を表し、太い曲線は網膜の血管を表す。眼底画像において、横軸（ＯＣＴの主走査方向）をｘ軸、縦軸（ＯＣＴの副走査方向）をｙ軸とする。なお、断層画像撮影装置２００と眼底画像撮影装置４００の装置構成は、一体型でもよいし別体型でもよい。
【００２０】
また、画像処理装置３００は、画像取得部３０１、記憶部３０２、画像処理部３０３、指示部３０４、表示制御部３０５を備える。画像取得部３０１は、断層画像生成部３１１からなり、断層画像撮影装置２００により撮影された断層画像の信号データを取得し、信号処理を行うことで断層画像の生成を行う。また、眼底画像撮影装置４００により撮影された眼底画像データを取得する。そして、生成した断層画像と眼底画像を記憶部３０２に格納する。画像処理部３０３は、位置合わせ部３３１、検出部３３２、算出部３３３、指定部３３４からなる。位置合わせ部３３１は、複数枚の断層画像間の断層画像位置合わせや断層画像と眼底画像の位置合わせを行う。検出部３３２では、硝子体境界や硝子体領域を検出する。算出部３３３は、硝子体境界と網膜上層とで規定される領域に関する特徴を数値化する。指定部３３４は、算出部３３３で算出を行う領域の指定を行う。
【００２１】
また、外部記憶部５００は、被検眼に関する情報（患者の氏名、年齢、性別など）と、撮影した画像データ、撮影パラメータ、画像解析パラメータ、操作者によって設定されたパラメータをそれぞれ関連付けて保持している。
【００２２】
また、入力部７００は、例えば、マウス、キーボード、タッチ操作画面などであり、操作者は、入力部７００を介して、画像処理装置３００や断層画像撮影装置２００、眼底画像撮影装置４００へ指示を行う。
【００２３】
次に、図２を参照して本実施形態の画像処理装置３００の処理手順を示す。図２（ａ）は、本実施形態における本システム全体の動作処理の流れを示すフローチャートである。
【００２４】
＜ステップＳ２０１＞
ステップＳ２０１では、不図示の被検眼情報取得部は、被検眼を同定する情報として被検者識別番号を外部から取得する。そして、被検者識別番号に基づいて、外部記憶部５００が保持している当該被検眼に関する情報を取得して記憶部３０２に記憶する。
【００２５】
＜ステップＳ２０２＞
ステップＳ２０２では被検眼をスキャンして撮影を行う。被検眼のスキャンは、操作者が非図示のスキャン開始を選択すると、断層画像撮影装置２００は、駆動制御部２０２を制御し、ガルバノミラー２０１を動作させて被検眼のスキャンを行う。ガルバノミラー２０１は、水平方向用のＸスキャナと垂直方向用のＹスキャナで構成される。そのため、これらのスキャナの向きをそれぞれ変更すると、装置座標系における水平方向（Ｘ）、垂直方向（Ｙ）それぞれの方向に走査することが出来る。そして、これらのスキャナの向きを同時に変更させることで、水平方向と垂直方向とを合成した方向に走査することが出来るため、眼底平面上の任意の方向に走査することが可能となる。
【００２６】
撮影を行うにあたり各種撮影パラメータの調整を行う。具体的には、内部固視灯の位置、スキャン範囲、スキャンパターン、コヒーレンスゲート位置、フォーカス、加算平均する枚数Ｎ（Ｎ＞２）を少なくとも設定する。駆動制御部２０２は、表示部２４１の発光ダイオードを制御して、黄斑部中心や視神経乳頭に撮影を行うように内部固視灯２０４の位置を制御する。スキャンパターンは、３次元ボリュームを撮影するラスタスキャンや放射状スキャン、クロススキャンなどのスキャンパターンを設定する。なお、各スキャンパターンにおいて、一つのライン上を繰り返し撮影する。加算平均する枚数Ｎが繰り返し回数である。コヒーレンスゲート位置は硝子体側とし、フォーカスも硝子体に合わせて撮影を行うとする。
【００２７】
これら撮影パラメータの調整終了後、操作者が非図示の撮影開始を選択することで、撮影を行う。撮影を開始すると、Ａスキャン毎に干渉信号（Ａスキャン信号）を出力する。ここで、Ａスキャン信号は、深さ方向の１つのデータ列に対応するＯＣＴスペクトルの１つのデータ列である。また、Ｂスキャン信号は、走査手段による１つの主走査に対応する１つの断層画像データである。このとき、ＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号は、走査手段による１つの主走査に対応する複数のＡスキャンにより構成される。
【００２８】
＜ステップＳ２０３＞
ステップＳ２０３では、断層画像生成部３１１が、ステップＳ２０２で出力したそれぞれの干渉信号に対して、再構成処理を行うことで、断層画像を生成する。断層画像生成部３１１の処理について、図２（ｂ）のフローチャートと図４を用いて説明をする。図２（ｂ）の「はじめ」が、ステップＳ２０３の最初であり、図２（ｂ）の「おわり」がステップＳ２０３の最後である。
【００２９】
＜ステップＳ２３１＞
ステップＳ２３１では、断層画像生成部３１１が干渉信号から固定パターンノイズ除去を行う。固定パターンノイズ除去は複数のＡスキャン信号を平均することで固定パターンノイズを抽出し、これを入力した干渉信号から減算することで行われる。固定パターンノイズを除去した信号を便宜的に前処理信号と呼ぶ。
【００３０】
＜ステップＳ２３２＞
ステップＳ２３２は、図４の処理１が対応する。処理１は、断層画像生成部３１１が前処理信号を部分切り出しして、Ｌ個の部分切り出し信号（複数の部分信号）を生成する。すなわち、断層画像生成部３１１は、複数のＡスキャン信号の少なくとも１つを複数の部分信号に分割する。このとき、複数の部分信号は、複数のスペクトル帯域に相当する。なお、断層画像生成部３１１は、走査手段による１つの主走査に対応する複数のＡスキャン信号により構成されるＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号を、複数のスペクトル帯域に分割しても良い。部分切り出しは、図４の切り出しウインドウＷをオーバーラップしながら移動させて、切り出しを行う。前処理信号のサンプリングデータ数をＭ、切り出しウインドウＷの大きさをＫとすると、Ｋ＜Ｍである。部分切り出し信号の個数Ｌは、オーバーラップの大きさに依存し、オーバーラップの大きさが１のときに最大となり、Ｌ＝Ｍ−Ｋ＋１である。本実施形態では、Ｍ＝１６２４、Ｋ＝１０２４、オーバーラップの大きさを９２４とする。この場合、Ｌ＝７となる。なお、本実施形態は、切り出しウインドウＷをオーバーラップしながら移動させて、切り出しを実施するが、切り出しウインドウＷをオーバーラップせずに切り出しをしてもよい。
【００３１】
＜ステップＳ２３３＞
ステップＳ２３３は、図４の処理２が対応する。断層画像生成部３１１は、ステップＳ２３３で生成されたＬ個の部分切り出し信号について、窓関数をかける。図４のＬ個の窓関数はすべて同じである。
【００３２】
＜ステップＳ２３４＞
ステップＳ２３４は、図４の処理３が対応する。断層画像生成部３１１は、ステップＳ２３３で生成された窓関数をかけたＬ個の部分切り出し信号について、それぞれ、離散フーリエ変換をかける。本実施形態では、離散フーリエ変換は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用する。ＦＦＴを利用する場合は、切り出しウインドウのＷの大きさＫは、本実施形態のように２のべき乗であると都合がよく、好ましい。２のべき乗に満たない場合は、ゼロパディングを施してから計算を行うことになるので、２のべき乗である方がデータ処理の観点で効率が高いためである。
【００３３】
＜ステップＳ２３５＞
ステップＳ２３５は、図４の処理４と処理５と処理６が対応する。まず、断層画像生成部３１１は、ステップＳ２３４で生成された離散フーリエ変換後のＬ個の信号について、絶対値演算を行う（処理４）。次に、絶対値演算されたＬ個の信号を実数の状態で加算する（処理５）。最後に、対数演算を施して、断層画像を出力する（処理６）。なお、処理５の加算は、合成処理の一例であり、例えば、加算平均であってもよい。
【００３４】
本実施形態では、図５（ａ）のように、絶対値演算、加算、対数演算という順番であるが、図５（ｂ）のように、絶対値演算、対数演算、加算という順番でもよい。対数演算されたデータが断層画像である。加算によりランダムなノイズが打ち消されてノイズが低減されることは周知のことであるが、本実施形態の特徴は、ノイズ低減のための加算前に、位置合わせ処理が不要なことである。詳細は後述する。
【００３５】
＜ステップＳ２３６＞
ステップＳ２３１〜Ｓ２３５は、１つの干渉信号に関する処理である。ステップＳ２０２でＡスキャン毎に干渉信号が１つ出力されるため、Ａスキャン回数分の処理を行うことになるが、このステップＳ２３６でその判定を行う。もしも、すべてのＡスキャンの干渉信号について、Ｓ２３１〜Ｓ２３５の処理が終了したならば、ステップＳ２３７へ進む。終了していなければ、ステップＳ２３１へ戻る。なお、走査手段による１つの主走査に対応する複数のＡスキャン信号により構成されるＯＣＴスペクトルのＢスキャン信号について、Ｓ２３１〜Ｓ２３５の処理が終了したならば、ステップＳ２３７へ進むようにしても良い。
【００３６】
＜ステップＳ２３７＞
ステップＳ２３７は、Ｓ２３５で出力したＡスキャンの断層画像をＣスキャンの単位でまとめる作業を行う。すなわち、複数のＡスキャン信号から構成されるＯＣＴの３次元ボリュームのデータを用いて、正面画像を生成する。この処理が終了したら、図２（ｂ）の終わりへ進む。なお、本実施形態では、スキャンの方法はＣスキャンであるが、他の実施形態として、クロススキャンやマルチクロススキャンであってもよい。なお、ステップＳ２３７は、Ａスキャンの断層画像をＢスキャンの単位でまとめる作業であっても良い。
【００３７】
＜ステップＳ２０４＞
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で生成した複数枚（Ｎ＞２）のＣスキャンの断層画像を用いて、位置合わせ部３３１が断層画像の位置合わせを行う。なお、位置合わせ部３３１は、生成された複数の断層画像の間の位置ずれの補正を実行する位置ずれ補正手段の一例である。また、Ｃスキャンの断層画像は、ＯＣＴの３次元ボリュームのデータから生成された正面画像であれば何でも良く、例えば、ＯＣＴの３次元ボリュームのデータを深さ方向に積算して得られる積算像である。このとき、深さ方向における積算の範囲は、操作者の操作に応じて手動で選択されるように構成されても良いし、また、検出した層境界線に応じて自動的に選択されるように構成されても良い。また、Ｃスキャンの断層画像の他にも、ＳＬＯや眼底カメラにより得た正面画像を用いて、断層画像の位置合わせが行われても良い。この場合、ステップＳ２３７を省略することができる。ここで、位置合わせ処理としては、例えば、２つの断層画像の類似度を表す評価関数を事前に定義しておき、この評価関数の値が最も良くなるように断層画像を変形する。評価関数としては、画素値で評価する方法が挙げられる（例えば、相関係数を用いて評価を行う方法が挙げられる）。
【００３８】
Ｃスキャンの断層画像同士の類似度を評価することはデータ量が多いため、処理時間がかかる。処理時間の高速化のために、Ｃスキャンの断層画像から代表的な複数のＢスキャンの断層画像を取り出して断層画像集合を作り、断層画像集合毎に類似度を計算する。
【００３９】
類似度を表す評価関数として相関係数を用いた場合の式を数１に示す。
【００４０】
【数１】
2019080614.tif 000003
・・・（数１）
【００４１】
数１において、１枚目の断層画像の領域をｆ（ｘ，ｚ）、２枚目の断層画像の領域をｇ（ｘ，ｚ）とする。
【００４２】
【数２】
2019080614.tif 000004
は、それぞれ領域ｆ（ｘ，ｚ）と領域ｇ（ｘ，ｚ）の平均を表す。なお、ここで領域とは位置合わせに用いるための画像領域であり、通常断層画像のサイズ以下の領域が設定され、眼の断層画像においては網膜層領域を含むように設定される事が望ましい。画像の変形処理としては、アフィン変換を用いて並進や回転を行ったり、拡大率を変化させたりする処理が挙げられる。
【００４３】
また、位置合わせ処理として、特徴点ベースで位置を合わせてもよい。例えば、２次元断層画像から各網膜層や病変などの特徴を抽出する。これらの抽出結果を利用して、安定して検出出来た特徴点を選択して位置合わせを行う。あるいは、断層画像から層境界線を検出し、検出した層境界線で位置合わせをしてもよい。なお、一つの方法に限らずこれら上記の方法を組み合わせてもよい。
【００４４】
位置合わせ部３３１は、位置合わせをした複数の断層画像に対して、同じ座標のピクセル同士の加算平均を行うことで、複数の断層画像から１枚の加算平均をした断層画像を生成する。これらの処理を各ラインにおける複数の断層画像に対して実行する。加算平均化処理を行うことで、ノイズを減らし硝子体や網膜の信号を強調した高画質な画像を生成する事が出来る。
【００４５】
ただし、位置合わせが正しく行われない場合、位置ずれの補正が失敗した画像を多重に重ねることになり、出力画像は、ピンボケしたような画像になり、微細構造が失われてしまう。特に、健常眼であれば位置合わせが成功する確率は高いが、疾病眼であれば成功する確率が低くなることに留意する。
【００４６】
＜ステップＳ２０７＞
ステップＳ２０７では、表示制御部３０５は、断層画像を表示部６００に表示する。
【００４７】
＜ステップＳ２０８＞
ステップＳ２０８において、不図示の指示取得部は、画像処理システム１００による断層画像の撮影を終了するか否かの指示を外部から取得する。この指示は、入力部７００を用いて、操作者によって入力される。処理を終了する指示を取得した場合には、画像処理システム１００はその処理を終了する。一方、処理を終了せずに、撮影を続ける場合には、ステップＳ２０２に処理を戻して撮影を続行する。
【００４８】
以上によって、画像処理システム１００の処理が行われる。
【００４９】
ここで、本実施形態の特徴は、ステップＳ２３１〜Ｓ２３５の処理であり、この処理により、従来と同等の画質を達成する上で、ステップＳ２０４で位置合わせして加算平均する画像の枚数を、従来よりも減らすことができる点である。
【００５０】
被検眼の構造（硝子体や網膜など）は、定常信号として観測されて、ノイズは非定常信号として観測される。加算平均すると、定常信号は強調されて、非定常信号は強調されない。そのため、加算すると、非定常信号のノイズは相対的に定常信号より小さくなる。
【００５１】
スキャンした時間が異なると、被写体が移動することにより、断層画像が移動してしまうため、加算する場合は同じ位置をサーチして、位置合わせしてから加算する必要がある（ステップＳ２０４のように）。しかし、ステップＳ２３１〜Ｓ２３５の場合は、スキャン時間が同じであるため、前処理信号を部分切り出ししたＬ個の部分切り出し信号は、位置合わせすることなしに加算平均することが可能である。
【００５２】
これは、ＯＣＴ装置の断層画像生成に、信号をフーリエ変換してスペクトルへ変換して絶対値演算をする工程があることをうまく利用している。フーリエ変換の性質として、定常信号の場合、信号のどの部分を切り出してフーリエ変換してもスペクトルの絶対値が同じになる性質がある。
【００５３】
ステップＳ２３２の前処理信号を部分切り出ししたＬ個の部分切り出し信号は、それぞれ波形が違っているが、そのフーリエ変換の絶対値は、定常である被検眼の構造に関しては同じになる。そのため、位置合わせ処理をすることなく、加算することができ、被検眼の構造を強調することができる。これが、ステップＳ２３５で上述した、ノイズ低減のための加算前に位置合わせ処理が不要な理由であり、本実施形態の特徴である。
【００５４】
非定常であるノイズは、部分切り出し信号毎にフーリエ変換の絶対値が異なる。そのため、加算により、ノイズは相対的に定常である被検眼の構造より小さくなる。
【００５５】
ＯＣＴ装置が目標とするノイズ低減を達成するために、従来装置で位置合わせして加算平均しなければならない枚数をＨとすると、本実施形態の場合はステップＳ２３１〜Ｓ２３５の処理でいくらかノイズ低減が達成されるため、ステップＳ２０４で加算平均する枚数はＨより少なくて済む。
【００５６】
以上で述べた構成によれば、ＯＣＴで撮影された断層画像のノイズ低減に関し、従来と比較して、位置合わせして加算平均する枚数が少なくなり、この結果、次のような効果がある。（１）加算平均する画像の枚数が少ないほど、位置合わせの処理（位置ずれの補正）に時間がかからないので、断層画像を表示するまでの時間が短くなる。（２）加算平均する画像の枚数が少ないほど、撮像するための時間がかからないため、被験者の負担は小さい。
【００５７】
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像処理装置を備える画像処理システムは、第１の実施形態と共通している部分がある。以下では、異なる点についてのみ、説明する。
【００５８】
ここで、第１の実施形態では、ステップＳ２３２からステップ２３５において、図５の処理１から処理６の順番で処理していた。本実施形態では、図６の処理１、処理２、処理３、処理Ａ、処理４、５、６の順番で処理する。第１の実施形態と異なる点は、処理Ａの追加である。処理Ａとは位相補正処理である。
【００５９】
断層画像生成部３１１が前処理信号を部分切り出しした、Ｌ個の部分切り出し信号のフーリエ変換は、フーリエ変換の推移則により関係づけられるので、位相補正（処理Ａ）を行う。ここで位相補正は、Ｌ個の部分切り出し信号毎に異なり、部分切り出しの位置により異なる。位相補正（処理Ａ）のあと、複素数加算を行い、絶対値演算をして、対数演算を行う。
【００６０】
ここで、位相補正処理は、波形を揃える役目がある。図７は、位相補正処理を説明するための図である。図７（ａ）は、単一周波数の正弦波の定常信号であり、図７（ｂ）（ｃ）は、部分切り出しのための切り出しウインドウＷを正弦波の定常信号に作用させたときの様子を表している。図７（ｂ）の切り出し信号と図７（ｃ）の切り出し信号は、切り出しウインドウＷがｄだけずれているので、このｄに相当する位相を図７（ｃ）の切り出し信号に作用させれば、図７（ｃ）の切り出し信号は図７（ｂ）の切り出し信号に一致する。処理Ａの位相補正処理は、この図７のように部分切り出しの位置に対応する位相補正を施して波形を揃える処理である。図７は、説明のため単一周波数で説明したが、実際は複数周波数が混在している。複数周波数が混在していても、定常信号は位相補正により信号波形を揃えることができる。非定常信号の波形は不揃いになる。そのため位相補正処理後の信号を複素加算すると、被検眼の構造（硝子体や網膜など）は定常信号として観測されるので強調されて、ノイズは非定常信号として観測されるのでキャンセルされる。このため、定常信号である被検眼の構造が第１の実施形態よりも強調されることになる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上記のそれぞれの実施形態は、画像処理装置として実現したものである。しかしながら、本発明は画像処理装置のみに限定されるものではない。本発明をコンピュータ上で動作するソフトウェアとして実現することも可能である。画像処理装置のＣＰＵは、ＲＡＭやＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムやデータを用いてコンピュータ全体の制御を行う。また、画像処理装置の各部に対応するソフトウェアの実行を制御して、各部の機能を実現する。また、ボタンなどのユーザーインターフェイスや表示のレイアウトは上記で示したものに限定されるものではない。
【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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