(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画像と第２の画像の少なくともいずれか一方から取得した特徴点のうち、優先して位置合わせする優先特徴点と、前記優先特徴点よりも低い優先順位で位置合わせする非優先特徴点とを取得する特徴点取得部と、
前記非優先特徴点の特性を評価する評価値に基づいて該非優先特徴点の重みを設定するとともに、該非優先特徴点の重みよりも大きい値の前記優先特徴点の重みを設定する重み設定部と、
前記優先特徴点と前記優先特徴点の重み、および、前記非優先特徴点と前記非優先特徴点の重みに基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像との位置合わせを行う位置合わせ部と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記優先特徴点および前記非優先特徴点は夫々、前記第１の画像と前記第２の画像の間で１対１に対応する特徴点であ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】
前記非優先特徴点の夫々が、前記優先特徴点および他の非優先特徴点を含む他の特徴点によって定義される前記第１の画像と前記第２の画像との間の変形情報に整合する度合いを示す整合度を、前記夫々の非優先特徴点の前記評価値として算出する整合度算出部を更に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記整合度算出部は、前記優先特徴点および前記非優先特徴点の位置に基づいて生成される変位場の情報に基づき、前記整合度を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記整合度算出部は、
前記優先特徴点と、注目する非優先特徴点を除いた非優先特徴点の位置に基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像との間の第１の変位場と、
前記優先特徴点と、前記注目する非優先特徴点を含めた非優先特徴点の位置に基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像との間の第２の変位場と、を取得し、
前記整合度算出部は、前記第１の変位場と前記第２の変位場との差異に基づいて、前記注目する非優先特徴点の前記整合度を算出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記非優先特徴点の夫々の点に関する前記第１の画像と前記第２の画像との間の対応付けの信頼度を、前記夫々の非優先特徴点の前記評価値として算出する信頼度算出部を更に有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７】
前記優先特徴点と前記非優先特徴点との相対的な位置関係により前記優先特徴点に対して前記非優先特徴点の夫々が与える影響度を、前記夫々の非優先特徴点の前記評価値として算出する影響度算出部を更に有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８】
前記特徴点取得部は、位置合わせが実行済みであるか否かを表す判定情報を参照して、前記位置合わせが未実行であるか否かを判定し、
前記位置合わせが行われている場合に、前記影響度算出部は、前記位置合わせ後に新たに追加された優先特徴点に対して前記非優先特徴点の夫々が与える影響度を算出することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記重み設定部は、前記影響度と閾値との比較により、前記非優先特徴点の重みを設定することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記重み設定部は、
前記影響度が閾値以上となる場合、前記非優先特徴点の重みをゼロに設定し、
前記影響度が閾値未満となる場合、前記位置合わせにおいて使用された重みを前記非優先特徴点の重みとして設定することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第１の画像および前記第２の画像を取得するデータ取得部と、
前記第１の画像および前記第２の画像を画像処理して、前記第１の画像および前記第２の画像における特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
を更に有し、
前記特徴点取得部は、前記特徴点抽出部が抽出した前記特徴点を、前記非優先特徴点として設定することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記位置合わせ部の位置合わせ結果を表示部に表示させる表示制御部と、
前記表示部に表示された画像において、特徴点を指定する指定部と、
を更に有し、
前記表示制御部は、前記位置合わせ結果として、前記表示部に第１の画像の断面画像と第２の画像の断面画像とを並べて表示させ、
前記指定部は、前記第１の画像の断面画像および前記第２の画像の断面画像において、対応する特徴点の組を入力特徴点として指定し、
前記表示制御部は、前記入力特徴点を優先特徴点として設定するか、非優先特徴点として設定するかを選択するための選択入力部を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記特徴点取得部は、前記選択入力部の選択に応じて、前記優先特徴点および前記非優先特徴点の設定を行うことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記表示制御部は、前記第１の画像の断面画像と前記第２の画像の断面画像において、前記優先特徴点と前記非優先特徴点とを異なる表示形式で前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記表示制御部は、前記特徴点を一致させる優先順位を示す優先度を数値情報により設定可能な優先度設定部を前記表示部に表示させ、
前記特徴点取得部は、前記優先度設定部の設定に応じて、前記優先特徴点および前記非優先特徴点の設定を行うことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記重み設定部は、前記優先特徴点の特性を評価する評価値に基づかずに、前記非優先特徴点の重みよりも大きい値を前記優先特徴点それぞれの重みとして設定することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
第１の画像と第２の画像の少なくともいずれか一方から取得した特徴点のうち、優先して位置合わせする優先特徴点と、前記優先特徴点よりも低い優先順位で位置合わせする非優先特徴点とを取得する取得工程と、
前記非優先特徴点の特性を評価する評価値に基づいて該非優先特徴点の重みを設定するとともに、該非優先特徴点の重みよりも大きい値の前記優先特徴点の重みを設定する設定工程と、
前記優先特徴点と前記優先特徴点の重み、および、前記非優先特徴点と前記非優先特徴点の重みに基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像との位置合わせを行う位置合わせ工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１８】
コンピュータを、請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の画像処理装置の各部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。特に、本発明は、核磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ）、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）、超音波画像診断装置（ＵＳ）など、種々の医用画像収集装置（モダリティ）で撮像した医用画像を処理する画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像（被検体内部の情報を表す３次元断層画像）を用いた画像診断において、医師は、複数の撮像装置（モダリティ）、異なる体位、時刻、撮像パラメータ等で撮像した画像を対比しながら診断を行う。しかし、画像間で被検体の姿勢や形状が異なるため、病変部の同定や対比を行うことが困難である。そこで、複数画像間の位置合わせを行うことが試みられている。
【０００３】
複数の画像間の位置合わせのための一般的な入力情報の一つとして、画像間で１対１に対応する特徴点（対応点）が利用されている。対応点には、画像処理による自動同定が可能なものがある。一方で、モダリティの違いや被検体の変形等の影響で自動同定が困難なものも存在する。また、画像処理によって自動同定された対応点が、必ずしも解剖学的に正しく対応付けられた点であるとは限らない。そのため、医師等の作業者は、画像を見ながら画像間の対応点の同定作業を手動で行なうことがある。作業者は、一方の医用画像（以下、参照画像）上で特徴点を入力し、画像の見え方などの類似性を手掛かりにして、その特徴点に対応する位置を他方の医用画像（以下、対象画像）から探索し同定する。このように、位置合わせに用いられる特徴点の中には、画像処理によって同定されるような必ずしも信頼できない点と、作業者が入力した対応付けが信頼できる点とが存在する。
【０００４】
特許文献１には、画像処理によって自動同定された対応点（抽出ランドマーク）と、作業者によって手動同定された対応点（ユーザランドマーク）を併用した位置合わせ技術が開示されている。この技術では、抽出ランドマークよりもユーザランドマークを大きく重み付けして、線形最適化手法によって複数画像間の位置合わせを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９-１６００４５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、抽出ランドマークの中には、位置合わせのための特徴点として適切なものもあればそうでないものも存在する。特許文献１で開示されている技術では、全ての抽出ランドマークが同程度に一致するような位置合わせが行われることになる。従って、作業者が優先的に一致させたい位置は一致しても、それ以外の領域において必ずしも適切な位置合わせが行われない場合も生じ得る。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、複数の画像間の位置合わせにおいて、作業者が優先して一致させたい特徴点以外の領域おいても適切な位置合わせを行うことが可能な画像処理技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様に係る画像処理装置は、第１の画像と第２の画像の少なくともいずれか一方から取得した特徴点のうち、優先して位置合わせする優先特徴点と、前記優先特徴点よりも低い優先順位で位置合わせする非優先特徴点とを取得する特徴点取得部と、
前記非優先特徴点の特性を評価する評価値に基づいて該非優先特徴点の重みを設定するとともに、該非優先特徴点の重みよりも大きい値の前記優先特徴点の重みを設定する重み設定部と、
前記優先特徴点と前記優先特徴点の重み、および、前記非優先特徴点と前記非優先特徴点の重みに基づいて、前記第１の画像と前記第２の画像との位置合わせを行う位置合わせ部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の画像間の位置合わせにおいて、作業者が優先して一致させたい特徴点以外の領域においても適切な位置合わせを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図。
【図２】第１実施形態における画像処理装置が行う処理手順を示す図。
【図３】作業者が入力特徴点を入力するための表示画面を例示する図。
【図４】優先特徴点と非優先特徴点とを表示する表示画面を例示する図。
【図５】夫々の非優先特徴点の整合度を算出する処理手順を示す図。
【図６】重みの情報が断面画像に重畳表示された画面を例示的に示す図。
【図７】変形画像を表示した表示画面を例示する図。
【図８】第２実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図。
【図９】第２実施形態における画像処理装置が行う処理手順を示す図。
【図１０】夫々の非優先特徴点の信頼度を算出する処理手順を示す図。
【図１１】第４実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図。
【図１２】第４実施形態における画像処理装置が行う処理手順を示す図。
【図１３】夫々の非優先特徴点の影響度を算出する処理手順を示す図。
【図１４】入力特徴点に対して優先度を設定するための画面を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明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、本発明の技術的範囲は、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。
【００１２】
＜第１実施形態：他の特徴点との整合度で非優先特徴点の重み付け＞
本実施形態に係る画像処理装置は、作業者が入力した特徴点の情報に基づいて、２つの画像間の位置合わせを行う。２つの画像間の位置合わせにおいて、作業者が必ず一致させたい特徴点（以下、優先特徴点）の重みを、後に説明する非優先特徴点の重みに比べて常に大きく設定する（位置合わせする特徴点の優先順位を高く設定する）。そして、優先特徴点以外の特徴点（以下、非優先特徴点）に対しては、優先特徴点よりも位置合わせする優先順位は低いという条件下で、夫々の非優先特徴点の特性を評価する評価値に基づく重みを設定して位置合わせを行うことを特徴とする。なお、本実施形態で位置合わせに使用する特徴点は、２つの画像間で１対１に対応する対応点である。すなわち、優先特徴点および非優先特徴点は夫々、第１の画像と第２の画像の間で１対１に対応する特徴点である。
【００１３】
本実施形態では、非優先特徴点の夫々について、他の特徴点との整合度を評価値として位置合わせの重み付けを行う。ここで、整合度とは、注目する特徴点が、他の特徴点によって定義される画像間の変形情報にどの程度整合するかの度合いを示す情報である。非優先特徴点の１つを注目点としたときに、注目点以外の他の特徴点に対する該注目点の整合度が低ければ、その非優先特徴点（注目点）の重みを小さく設定する。一方、注目点以外の他の特徴点に対する該注目点の整合度が高ければ、その非優先特徴点（注目点）の重みを大きく設定する。これにより、全体の特徴点と空間的に矛盾するような非優先特徴点が存在する場合でも、作業者が望む位置は確実に一致し、かつ全体的に変形の不自然さのない適切な位置合わせ結果を得ることができる。以下、図１、図２を用いて本実施形態の構成及び処理を説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１００を有する画像処理システムの構成例を示す図である。画像処理システムは、画像処理装置１００、データサーバ１７０、操作部１８０、および表示部１９０を有する。図１に示すように、本実施形態における画像処理装置１００は、データサーバ１７０および操作部１８０、そして表示部１９０と接続されている。
【００１５】
データサーバ１７０が保持する第１の画像および第２の画像は、異なる条件（異なるモダリティ、撮影モード、日時、体位等）で被検体を予め撮像して得られた３次元断層画像（ボリュームデータ）である。３次元断層画像を撮像するモダリティは、ＭＲＩ装置、Ｘ線ＣＴ装置、３次元超音波撮影装置、光音響トモグラフィ装置、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ、ＯＣＴ装置などであってもよい。第１および第２の画像は、例えば、異なるモダリティや異なる撮影モードで同時期に撮像されたものであってもよい。また、経過観察のために同一患者を同一モダリティ、同一体位で異なる日時に撮像した画像であってもよい。なお、第１の画像および第２の画像は２次元断層画像の集合として構成されており、各２次元断層画像の位置および姿勢は、基準座標系（被検体を基準とした空間中の座標系）に変換した上でデータサーバ１７０に保持されているものとする。基準座標系で表現された第１の画像および第２の画像は、データ取得部１０２を介して画像処理装置１００に入力される。ここで、位置とは、基準座標系の３次元空間におけるＸ，Ｙ，Ｚの３つの位置成分（３次元位置情報）によって表される。姿勢とは３次元空間におけるロール（Ｒｏｌｌ）、ピッチ（Ｐｉｔｃｈ）、ヨー（Ｙａｗ）の３つの角度成分（３次元角度情報）によって表される回転または傾き具合のことである。
【００１６】
操作部１８０は、例えば、マウスやキーボードであり、作業者による操作を受け付けて、作業者が指定する特徴点の組を、特徴点取得部１０６を介して画像処理装置１００に入力する。
【００１７】
表示部１９０は、画像処理装置１００が生成する表示画像等の各種の情報を表示する。表示部１９０には、作業者からの指示を取得するためのＧＵＩも配置されている。表示部１９０は、例えば、液晶モニタや有機ＥＬモニタ等を用いて構成することが可能である。
【００１８】
（画像処理装置１００の構成）
画像処理装置１００は、以下に説明する構成要素により構成されている。データ取得部１０２は、画像処理装置１００へと入力される３次元断層画像として、第１の画像および第２の画像を取得する。そして、データ取得部１０２は、第１の画像および第２の画像を特徴点抽出部１０４、位置合わせ部１１２、及び表示制御部１１４へと出力する。
【００１９】
特徴点抽出部１０４は、第１の画像および第２の画像を画像処理して、第１の画像および第２の画像における特徴点を抽出する。そして、特徴点抽出部１０４は、更にそれぞれの画像の間で特徴点を対応付けた特徴点の組（対応点座標の組）を取得する。特徴点抽出部１０４により抽出された特徴点を抽出特徴点と呼ぶ。また、両画像間で対応付けられた抽出特徴点の組を、抽出特徴点ペアと呼ぶ。そして、特徴点抽出部１０４は、取得した抽出特徴点を特徴点取得部１０６へと出力する。特徴点取得部１０６は、特徴点抽出部１０４が抽出した特徴点を、非優先特徴点として設定する。
【００２０】
特徴点取得部１０６は、第１の画像と第２の画像の少なくともいずれか一方から特徴点を取得する。すなわち、特徴点取得部１０６は、第１の画像と第２の画像の少なくともいずれか一方から取得した特徴点のうち、優先して位置合わせする優先特徴点と、優先特徴点よりも低い優先順位で位置合わせする非優先特徴点とを取得する。なお、両画像間で対応付けられた優先特徴点の組を優先特徴点ペアと呼ぶ。また、両画像間で対応付けられた非優先特徴点の組を非優先特徴点ペアと呼ぶ。
【００２１】
ここで、特徴点取得部１０６は、操作部１８０を介した作業者の指示に従って、第１の画像と第２の画像において対応する特徴点の組（対応点座標の組）を取得する。この、作業者によって指定される特徴点を入力特徴点と呼び、両画像間で対応付けられた入力特徴点の組を入力特徴点ペアと呼ぶ。さらに、特徴点取得部１０６は、操作部１８０を介した作業者の指示に従って、入力特徴点（入力特徴点ペア）を優先特徴点と非優先特徴点とに識別する識別情報（ラベル）を取得する。優先特徴点を識別するための識別情報を優先ラベルといい、非優先特徴点を識別するための識別情報を非優先ラベルという。特徴点取得部１０６は、優先ラベルが付与された入力対応点（入力特徴点ペア）を、優先対応点（優先特徴点ペア）に確定する。また、非優先ラベルが付与された入力対応点（入力特徴点ペア）を、非優先対応点（非優先特徴点ペア）に確定する。さらに、特徴点取得部１０６は、特徴点抽出部１０４で抽出された抽出特徴点（抽出特徴点ペア）を、非優先特徴点（非優先特徴点ペア）として確定する。そして、特徴点取得部１０６は、確定した優先特徴点と非優先特徴点を、整合度算出部１０８、位置合わせ部１１２、および表示制御部１１４へと出力する。
【００２２】
整合度算出部１０８は、非優先特徴点（非優先特徴点ペア）の夫々の評価値として、優先特徴点および他の非優先特徴点を含む他の特徴点（他の特徴点ペア）に対する整合度を算出する。整合度算出部１０８は、非優先特徴点の夫々が、優先特徴点および他の非優先特徴点を含む他の特徴点によって定義される第１の画像と第２の画像との間の変形情報に整合する度合いを示す整合度を、夫々の非優先特徴点の評価値として算出する。ここで、整合度算出部１０８は、優先特徴点および非優先特徴点の位置に基づいて生成される変位場の情報に基づき、整合度を算出することが可能である。例えば、整合度算出部１０８は、対応する特徴点の位置（優先特徴点および非優先特徴点の位置）に基づいて生成される後述する二つの変位場の情報に基づいて、非優先特徴点の夫々について、他の特徴点に対する整合度を算出する。ここで、変位場は、第１の画像の各座標が第２の画像のどの座標に対応するか（どこに変位するか）を第１の画像の座標毎に表すものであり、ボリュームデータ、あるは、それを記述する関数によって表現される。整合度算出部１０８は、算出した整合度を重み設定部１１０へと出力する。
【００２３】
重み設定部１１０は、非優先特徴点の特性を評価する評価値に基づいて該非優先特徴点の重みを設定するとともに、該非優先特徴点の重みよりも大きい値の優先特徴点の重みを設定する。また、重み設定部１１０は、全ての特徴点ペア（優先特徴点ペア、非優先特徴点ペア）に対して、位置合わせのための重みを設定する。すなわち、重み設定部１１０は、整合度算出部１０８から取得した非優先特徴点ペアの評価値に基づいて、該非優先特徴点ペアの重みを設定する。また、非優先特徴点ペアの重みよりも大きい値を優先特徴点ペアの重みとして設定する。重み設定部１１０は、設定した各特徴点ペアの重みを位置合わせ部１１２へ出力する。
【００２４】
位置合わせ部１１２は、優先特徴点と優先特徴点の重み、および、非優先特徴点と非優先特徴点の重みに基づいて、第１の画像と第２の画像との位置合わせを行う。また、位置合わせ部１１２は、優先特徴点ペアと優先特徴点ペアの重み、および、非優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアの重みに基づいて、第１の画像と第２の画像との位置合わせを行う。位置合わせ部１１２は、取得した特徴点ペア（優先特徴点ペア、非優先特徴点ペア）とその重みに基づき、第１の画像と第２の画像との間で変形位置合わせを行い、例えば、第２の画像に形状が一致するように第１の画像を変形させた変形画像を生成する。尚、変形画像の生成は、第１の画像に基づくものに限定されず、第１の画像に形状が一致するように第２の画像を変形させてもよい。そして、位置合わせ部１１２は、生成した変形画像を表示制御部１１４へと出力する。
【００２５】
表示制御部１１４は、位置合わせ部１１２の位置合わせ結果を表示部１９０に表示させる。ここで、表示制御部１１４は、第１の画像の断面画像および第２の画像の断面画像、特徴点、および変形画像などの情報を、表示部１９０に表示させる表示制御を行う。終了判定部１１６は、操作部１８０を介した作業者の指示に従って、位置合わせを終了するか否かの判定を行う。
【００２６】
次に画像処理装置１００が行う処理を説明する。図２は、画像処理装置１００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。
【００２７】
（データの取得）
ステップＳ２００において、画像処理装置１００のデータ取得部１０２は、データサーバ１７０から、第１の画像と第２の画像を取得する。データ取得部１０２は、取得した画像を特徴点抽出部１０４および表示制御部１１４に出力する。
【００２８】
（抽出特徴点の取得）
ステップＳ２０１において、画像処理装置１００の特徴点抽出部１０４は、第１の画像および第２の画像をそれぞれ画像処理することで、それぞれの画像から特徴点（抽出特徴点）の抽出を行う。この処理は、例えば、インタレストオペレータ等の公知の画像特徴点抽出処理を用いることが可能である。
【００２９】
次に、特徴点抽出部１０４は、第１の画像および第２の画像から抽出されたそれぞれの抽出特徴点の間を１対１に対応付けすることによって、画像間で対応する抽出特徴点の組（抽出特徴点ペア）を生成する処理を行う。そして、特徴点抽出部１０４は、抽出特徴点ペアの情報を特徴点取得部１０６に出力する。さらに、特徴点取得部１０６は、全ての抽出特徴点ペアを非優先特徴点ペアとして確定する。なお、ここでは、抽出特徴点ペアの数が単数、複数の場合に関わらず、抽出特徴点ペアと表現する。特徴点抽出部１０４は、各画像の抽出特徴点ごとに特徴点近傍に関心領域を設定し、画像間で関心領域の画像類似度が高くなる特徴点同士を対応付けすることにより、抽出特徴点ペアを生成する。特徴点抽出部１０４は、画像類似度を計算する処理として、例えば、Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＳＳＤ）やＳｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＳＡＤ）、相互相関係数などの公知の手法を用いることが可能である。なお、画像間における抽出特徴点の対応付け方法はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｒａｎｄｏｍ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ（ＲＡＮＳＡＣ）など、公知の技術であれば何でも良い。
【００３０】
（入力対応点の取得）
ステップＳ２０２において、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、操作部１８０を介した作業者の指示に従って、第１の画像と第２の画像との間で１対１に対応づけて入力される入力特徴点の組（入力特徴点ペア）を取得する。なお、ここでは、入力特徴点ペアの数が単数、複数の場合に関わらず、入力特徴点ペアと表現する。具体的な処理は、以下のようにして行う。
【００３１】
表示制御部１１４は、データ取得部１０２から取得した第１の画像の断面画像と第２の画像の断面画像を表示部１９０に表示させる。次に作業者は、操作部１８０が備えている入力部（例えば、マウスやキーボード）を操作することで、表示する断面画像を切り替え、着目する第１の画像の断面画像および第２の画像の断面画像を選択して表示部１９０に表示させる。例えば、表示制御部１１４は、表示部１９０に第１の画像の断面画像と第２の画像の断面画像とを並べて表示させる。次に表示部１９０に表示された断面画像において、作業者は、入力部の操作入力（例えば、マウスクリック等）によって、特徴点の位置を入力する。作業者の操作入力は操作部１８０を介して特徴点取得部１０６に入力される。このとき、操作部１８０は、表示部１９０に表示された画像において、特徴点を指定する指定部として機能する。指定部は、第１の画像の断面画像および第２の画像の断面画像において、対応する（作業者が対応する点として指示した）特徴点の組を入力特徴点ペアとして指定する。特徴点取得部１０６は、断面画像上で入力（指定）された特徴点の位置を、画像における断面画像の位置および姿勢を利用して３次元位置情報（３次元座標）に変換する。特徴点取得部１０６は、このような処理を、第１の画像と第２の画像の間の対応する特徴点についてそれぞれ行い、入力特徴点ペアとして取得する。表示制御部１１４は、位置合わせ結果として、表示部に第１の画像の断面画像と第２の画像の断面画像とを並べて表示させ、指定部は、第１の画像の断面画像および第２の画像の断面画像において、対応する特徴点の組を入力特徴点として指定する。表示制御部１１４は、入力特徴点を優先特徴点として設定するか、非優先特徴点として設定するかを選択するための選択入力部を表示部に表示させる。すなわち、表示制御部１１４は、特徴点の夫々を、優先して位置合わせする優先特徴点として設定するか、該優先特徴点よりも低い優先順位で位置合わせする非優先特徴点として設定するかを選択するための選択入力部を表示部に表示させる。ここで、位置合わせ部１１２は、特徴点と、選択入力部で選択された情報を利用して、第１の画像と第２の画像とを位置合わせすることが可能である。
【００３２】
図３は、作業者が入力特徴点ペアを入力するための表示画面を例示する図である。表示制御部１１４は、表示部１９０の表示画面３００に第１の断面画像３０１（第１の画像の断面画像）と第２の断面画像３０２（第２の画像の断面画像）とを並べて表示させる。そして、作業者によって入力された第１の断面画像３０１の入力特徴点３０３と、対応する第２の断面画像３０２の入力特徴点３０４が表示部１９０の表示画面に示されている。このようにして、各画像上で指定された入力特徴点の組は、入力特徴点ペアとして、同じ識別番号（ＩＤ）が付与されて対応付けられるものとする。
【００３３】
（優先ラベル／非優先ラベルの取得）
ステップＳ２０３において、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、作業者の指示に従って、ステップＳ２０２で取得した入力特徴点（入力特徴点ペア）の夫々に設定する優先ラベルまたは非優先ラベルを取得する。ステップＳ２０２で入力特徴点が取得された後に、表示制御部１１４は、表示画面３００上に特徴点の種類（優先特徴点、非優先特徴点）を選択するための選択入力部３０５（ＧＵＩ）を表示させる。すなわち、表示制御部１１４は、入力特徴点を優先特徴点として設定するか、非優先特徴点として設定するかを選択するための選択入力部３０５を表示画面３００に表示させる。特徴点取得部１０６は、選択入力部３０５の選択に応じて、優先特徴点および非優先特徴点の設定を行う。
【００３４】
特徴点取得部１０６は、操作部１８０を介した作業者の指示に従って、入力特徴点を優先特徴点として設定するか、非優先特徴点として設定するかを識別する識別情報（ラベル）を取得する。選択入力部３０５（ＧＵＩ）から「優先特徴点」が選択された場合、特徴点取得部１０６は優先ラベルを取得し、入力特徴点を優先特徴点として設定する。入力特徴点ペアを構成する一方の入力特徴点に対して優先ラベルが設定されると、特徴点取得部１０６は、その入力特徴点ペアを構成する他方の入力特徴点に対して、同じラベル（優先ラベル）を設定する。すなわち、その入力特徴点ペアに優先ラベルが設定されることになる。
【００３５】
また、選択入力部３０５（ＧＵＩ）から「非優先特徴点」が選択された場合、特徴点取得部１０６は非優先ラベルを取得し、入力特徴点を非優先特徴点として設定する。入力特徴点ペアを構成する一方の入力特徴点に対して非優先ラベルが設定されると、特徴点取得部１０６は、その入力特徴点ペアを構成する他方の入力特徴点に対して、同じ非優先ラベルを設定する。すなわち、その入力特徴点ペアに非優先ラベルが設定されることになる。
【００３６】
また、作業者に優先ラベルまたは非優先ラベルを選択させるための選択入力部３０５（ＧＵＩ）の表示は、図３の表示例に限らず、優先ラベル／非優先ラベルの選択が可能であればどのような方式であってもよい。例えば、表示画面３００内の領域に優先ラベル／非優先ラベルを選択するためのラジオボタンを配置しておき、作業者にそのラジオボタンを押下させるようにしてもよい。
【００３７】
ここで、「優先ラベル」を付与する入力特徴点としては、例えば、被検体内の血管の分岐部などの作業者が３次元位置を特定でき、画像間で同定可能な特徴点が挙げられる。また、「非優先ラベル」を付与する入力特徴点としては、明確な３次元位置の対応が取りにくく、作業者の判定において曖昧さが含まれる特徴点が挙げられる。尚、この例に限定されず、作業者は画面上において、優先ラベル／非優先ラベルの選択を任意に行うことが可能である。
【００３８】
（優先特徴点ペア・非優先特徴点ペアの確定）
ステップＳ２０４において、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、入力特徴点（入力特徴点ペア）に設定された優先ラベルまたは非優先ラベルの情報と、抽出特徴点ペアの情報に基づき、優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアを確定する。
【００３９】
具体的には、特徴点取得部１０６は、全ての入力特徴点ペアのうち、優先ラベルが設定された入力特徴点ペアの夫々を優先特徴点ペアとして確定する。また、特徴点取得部１０６は、非優先ラベルが設定された入力特徴点ペアの夫々を非優先特徴点ペアとして確定する。
【００４０】
ここでは、優先特徴点ペアおよび非優先特徴点ペアの数が単数、複数の場合に関わらず、それぞれ優先特徴点ペアおよび非優先特徴点ペアと表現する。
【００４１】
表示制御部１１４は、第１の画像の断面画像と第２の画像の断面画像において、優先特徴点と非優先特徴点とを異なる表示形式で表示部１９０に表示させる。例えば、表示制御部１１４は、表示中の断面画像上の近傍に存在する優先特徴点と非優先特徴点の位置を、異なる表示様態で断面画面上に重畳表示することが可能である。
【００４２】
図４は、優先特徴点と非優先特徴点とを表示する表示画面３００を例示する図である。図４において、優先特徴点４０３が第１の断面画像３０１上に表示されており、それに対応する優先特徴点４０４が第２の断面画像３０２上に○印で表示されている。また、非優先特徴点４０５が第１の断面画像３０１上に表示されており、それに対応する非優先特徴点４０６が第２の断面画像３０２上に×印で表示されている。図４に示すように、第１の断面画像３０１および第２の断面画像３０２が１つの表示画面３００上に並べて表示された状態で、優先特徴点および非優先特徴点をそれぞれ断面画像に重畳表示することにより、作業者は、複数の画像間において、各特徴点の位置関係を視覚的に確認することが可能になる。
【００４３】
（特徴点入力終了判定）
ステップＳ２０５において、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、操作部１８０を介して、特徴点入力の終了指示（作業者の操作入力）が入力されたか否かを判定する。特徴点入力の終了指示が入力されていない場合（Ｓ２０５−Ｎｏ）、特徴点取得部１０６は、処理をステップＳ２０２に戻し、同様の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２０５の判定で、特徴点入力の終了指示が入力されている場合（Ｓ２０５−Ｙｅｓ）、特徴点取得部１０６は以下の処理を行う。すなわち、ステップＳ２０２から本ステップまでの処理によって確定した優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアとを、表示制御部１１４と、整合度算出部１０８と位置合わせ部１１２に出力して、処理をステップＳ２０６に進める。
【００４４】
（夫々の非優先特徴点ペアの整合度を算出）
ステップＳ２０６において、画像処理装置１００の整合度算出部１０８は、非優先特徴点ペアの夫々について、それ以外の他の特徴点ペアに対する整合度を算出する。すなわち、整合度算出部１０８は、非優先特徴点ペアの１つを注目点ペアとしたときに、該注目点ペアと、他の特徴点ペア（優先特徴点ペアおよび他の非優先特徴点ペアを含む、注目点ペア以外の他の特徴点ペア）との間の整合度を算出する。そして、整合度算出部１０８は、算出した整合度を重み設定部１１０に送信する。
【００４５】
以下、図５のフローチャートを用いて、夫々の非優先特徴点ペアの整合度を算出するステップＳ２０６の処理の詳細について説明する。
【００４６】
（Ｓ５００）
ステップＳ５００において、整合度算出部１０８は、非優先特徴点ペアの中から注目する特徴点ペア（注目特徴点ペアと呼ぶ）を一つ取得する。但し、既に注目特徴点ペアとして一度取得された非優先特徴点ペアは、取得する対象から除外する。
【００４７】
（Ｓ５０１）
ステップＳ５０１において、整合度算出部１０８は、全ての特徴点ペアから注目特徴点ペアを除いた特徴点ペア（残特徴点ペアと呼ぶ）の位置に基づき、第１の変位場を算出する。すなわち、整合度算出部１０８は、優先特徴点ペアと、注目する非優先特徴点ペアを除いた非優先特徴点ペアの位置に基づいて、第１の画像と第２の画像との間の変位場を取得する。ここで、全ての特徴点ペアとは、全ての優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアとを合わせた特徴点ペアである。
【００４８】
具体的には、整合度算出部１０８は、残特徴点ペアの位置（３次元位置情報）に基づき、優先特徴点と、注目する非優先特徴点を除いた非優先特徴点の位置に基づいて、第１の画像と第２の画像との間の変位場（第１の変位場）を算出する。この変位場（第１の変位場）は、第１の画像上の残特徴点ペアを構成する残特徴点の位置を、対応する第２の画像上の、その残特徴点ペアを構成する残特徴点の位置へと極力近づくように変位させ、かつ空間的に滑らかに変位を補間した変位場である。なお、整合度算出部１０８は、変位場の算出方法として、例えば、Ｂスプライン関数の補間によって変形を表すＦｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＦＦＤ）等の公知の手法を用いることが可能である。本実施形態では、ＦＦＤが表す変位の場を第１の変位場とする。第１の変位場は、注目特徴点ペアを除いた特徴点ペア（残特徴点ペア）の位置（３次元位置情報）が反映された変位場である。なお、第１の変位場を求める処理は、注目特徴点ペアを用いないという条件を満たす変位場算出処理であれば、必ずしも、全ての残特徴点ペアを用いる方法でなくてもよい。
【００４９】
（Ｓ５０２）
ステップＳ５０２において、整合度算出部１０８は、全ての特徴点ペアの位置に基づき、優先特徴点と、注目する非優先特徴点を含めた非優先特徴点の位置に基づいて、第１の画像と第２の画像との間の変位場（第２の変位場）を算出する。すなわち、整合度算出部１０８は、優先特徴点ペアと、注目する非優先特徴点ペアを含めた全ての非優先特徴点ペアの位置に基づいて、第２の変位場を取得する。使用する特徴点ペアは異なるが変位場算出の具体的な方法はステップＳ５０１と同様であるため、説明は省略する。第２の変位場は、注目特徴点ペアを含む全ての特徴点ペアの位置（３次元位置情報）が反映された変位場である。なお、第２の変位場を求める処理は、ステップＳ５０１の処理で用いた残特徴点ペア（必ずしも全ての残特徴点ペアとは限らない）に注目特徴点ペアを加えた情報に基づいて求めるという条件を満たす変位場算出処理であれば、全ての特徴点ペアを用いる方法でなくてもよい。
【００５０】
（Ｓ５０３）
ステップＳ５０３において、整合度算出部１０８は、ステップＳ５０１で算出した第１の変位場とステップＳ５０２で算出した第２の変位場とを用いて、残特徴点ペアに対する注目特徴点ペアの整合度を算出する。ここでの整合度は、具体的には、残特徴点ペアに注目特徴点ペアを追加することによって生じる変位場の局所的な歪みを定量化したものである。整合度算出部１０８は、第１の変位場と第２の変位場とを比較することにより、注目特徴点ペアの位置（３次元位置情報）が変位場の算出に与える影響を、整合度として取得することができる。例えば、注目する非優先特徴点について、整合度算出部１０８は、第１の変位場と第２の変位場との差異に基づいて、注目する非優先特徴点の整合度を算出する。また、注目する非優先特徴点ペアについて、整合度算出部１０８は、第１の変位場と第２の変位場との差異に基づいて、注目する非優先特徴点ペアの整合度を算出する。整合度算出部１０８は、注目特徴点ペアを追加しなかった場合と追加した場合との間で、その注目特徴点ペアを構成する特徴点の位置における変位場の向きが大きく変化した場合に、整合度は低いと評価する。その反対に、整合度算出部１０８は、変位場の向きの変化が小さかった場合に、整合度は高いと評価する。
【００５１】
本実施形態では、注目特徴点の位置における変位場の差異に基づいて、整合度を定式化する。ここで、第１の変位場をＴ１、第２の変位場をＴ２と表す。このとき、Ｔ１およびＴ２は、第１の画像の座標系が表す空間上で定義される３次元の値を持つ関数である。各関数は、第１の画像の座標系から第２の画像の座標系への変換を意味しており、第１の画像の座標系における任意の位置を引数とし、第２の画像の座標系における対応する位置への変位（３次元の変位ベクトル）を返す関数である。
【００５２】
第１の画像上における注目特徴点ペアを構成する注目特徴点の位置ｐについて、第１の変位場（Ｔ１）と第２の変位場（Ｔ２）の変位ベクトルをそれぞれｔｐ，１、ｔｐ，２とすると、整合度算出部１０８は、整合度Ｍを以下の（１）式を用いて算出することが可能である。
【００５３】
Ｍ＝ｔｐ，１・ｔｐ，２  ／（｜ｔｐ，１｜・｜ｔｐ，２｜）・・・（１）
この計算は、ｔｐ，１、ｔｐ，２の二つの変位ベクトルがなす角度の余弦を計算することを意味する。したがって、二つの変位ベクトルがなす角度が小さい場合には整合度Ｍの値は高くなり、整合度算出部１０８は、整合度Ｍの評価を高くする。また、二つの変位ベクトルのなす角度が大きい場合には整合度Ｍの値は低くなり、整合度算出部１０８は、整合度Ｍの評価を低くする。また、（１）式において、Ｍの値は変位ベクトルがなす角度の余弦であるため、整合度算出部１０８は、−１≦Ｍ≦１の範囲で整合度を算出する。すなわち、整合度算出部１０８は、注目特徴点の位置において二つの変位場が示す変位ベクトルの角度差に基づいて、当該注目特徴点の整合度を算出する。
【００５４】
なお、整合度算出部１０８は、整合度を、変位場Ｔ１およびＴ２の差異に基づく他の方法で行うことも可能である。例えば、整合度算出部１０８は、注目特徴点の位置ｐについて、Ｔ１とＴ２のヤコビ行列の行列式（ヤコビアン）を夫々求め、行列式（ヤコビアン）の差分に基づいて整合度を算出することも可能である。この場合、整合度算出部１０８は、局所領域の体積が変化した場合には整合度を低く判定することが可能である。整合度算出部１０８は、注目特徴点の位置ｐの近傍の各点において（１）式の値やヤコビアンの値を求め、その積分値を整合度として算出することも可能である。尚、上記の各方法は、本発明の実施形態に過ぎず、二つの変位場を入力として計算される二つの変位場の差異の定量値であれば、上記の各方法に限定されず、いかなる方法で整合度を算出しても良い。
【００５５】
（Ｓ５０４）
ステップＳ５０４において、整合度算出部１０８は、全ての非優先特徴点ペアについて、整合度を算出したか否かを判定する。全ての非優先特徴点ペアの整合度が算出されていれば（Ｓ５０４−Ｙｅｓ）、ステップＳ２０６の処理を終了する。一方、整合度が算出されていない非優先特徴点ペアが残されていれば（Ｓ５０４−Ｎｏ）、ステップＳ５００へと処理を戻し、整合度算出部１０８は、整合度が算出されていない非優先特徴点ペアについて、同様の処理を行う。以上の処理により、夫々の非優先特徴点ペアについて、それ以外の特徴点ペアとの整合度を算出することができる。整合度の算出処理が終了すると、処理は図２のステップＳ２０７に進められる。
【００５６】
（特徴点ペアの重みを設定）
ステップＳ２０７において、重み設定部１１０は、全ての特徴点ペア（優先特徴点ペア、非優先特徴点ペア）に対して、位置合わせのための重みを設定する。そして、重み設定部１１０は、設定した重みの値を位置合わせ部１１２と表示制御部１１４に送信する。
【００５７】
まず、重み設定部１１０は、第１の画像と第２の画像の位置合わせにおいて、優先特徴点ペアを一致させるという拘束条件が十分に働く値に優先特徴点ペアの重みを設定する。ここでは、夫々の優先特徴点ペアをＰｐ，ｉ（０≦ｉ≦Ｎｐ，Ｎｐは優先特徴点ペアの個数）としたとき、優先特徴点ペアＰｐ，ｉに対応する重みをｗｐ，ｉと表記する。重み設定部１１０は、例えば、全ての優先特徴点ペアＰｐ，ｉの重みを、ｗｐ，ｉ＝１．０に設定する。
【００５８】
次に、重み設定部１１０は、非優先特徴点ペアの重みを、ステップＳ２０６で求めた夫々の非優先特徴点ペアの整合度に基づいて設定する。ここでは、夫々の非優先特徴点ペアをＰｎ，ｊ（０≦ｊ≦Ｎｎ，Ｎｎは非優先特徴点ペアの個数）としたとき、非優先特徴点ペアＰｎ，ｊに対応する重みをｗｎ，ｊとする。また、非優先特徴点ペアＰｎ，ｊに対応する整合度をＭｊとする。ここで、通常、位置合わせのための重みは０以上であるのに対し、整合度Ｍｊの値の範囲は−１≦Ｍｊ≦１であるため、重み設定部１１０は、以下の（２）式で重みｗｎ，ｊを設定する。
【００５９】
ｗｎ，ｊ＝０．５・Ｍｊ＋０．５・・・（２）
これにより、整合度Ｍｊの大きさに応じて、０≦ｗｎ，ｊ≦１（＝ｗｐ，ｉ）の範囲で重みｗｎ，ｊを設定することができる。
【００６０】
表示制御部１１４は、重み設定部１１０から取得した、優先特徴点ペアに対する重みｗｐ，ｉと、非優先特徴点ペアに対する重みｗｎ，ｊの情報を表示中の断面画像に重畳表示する。
【００６１】
図６は、位置合わせのための重みの情報が断面画像に重畳表示された表示画面３００を例示的に示す図である。図６において、優先特徴点ペアに対する重みｗｐ，ｉの一例として、優先特徴点４０３、４０４（優先特徴点ペア）に対応する重み６０７、６０８（値＝１．０）が、それぞれ第１の断面画像３０１（第１の画像の断面画像）と第２の断面画像３０２（第２の画像の断面画像）上に表示されている。また、非優先特徴点ペアに対する重みｗｎ，ｊの一例として、非優先特徴点４０５、４０６に対応する重み６０９、６１０（値＝０．２）が、それぞれ第１の断面画像３０１と第２の断面画像３０２上に表示されている。これにより、作業者は位置合わせ前にどの特徴点ペアがどの程度重み付けされて位置合わせされるかを把握することができる。
【００６２】
（変形位置合わせ）
ステップＳ２０８において、画像処理装置１００の位置合わせ部１１２は、第１の画像と第２の画像の変形位置合わせを行う。すなわち、ステップＳ２０７までの処理で取得した全ての特徴点ペア（優先特徴点ペアと非優先特徴点ペア）とその重みの値を用いて、第１の画像から第２の画像への変位場を推定する。そして、推定した変位場に基づいて、第２の画像と形状が一致するように第１の画像を変形させた変形画像を生成する。このとき、位置合わせ部１１２は、優先特徴点ペアに対する重みｗｐ，ｉと、非優先特徴点ペアに対する重みｗｎ，ｊの値に基づき、優先特徴点ペアＰｐ，ｉおよび非優先特徴点ペアＰｎ，ｊがそれぞれ画像間で一致するように、第１の画像と第２の画像との間の変位場を推定する。
【００６３】
本実施形態では、位置合わせ部１１２は、位置合わせ処理において、変形位置合わせの適切さを評価する評価関数Ｅを最適化手法により最小化するような変位場を算出する。位置合わせ部１１２は、最適化手法として、一般的な手法である、最急降下法やニュートン法を用いることが可能である。但し、本実施形態の趣旨は、この例に限定されるものではなく、位置合わせ部１１２は、その他の最適化手法を用いることが可能である。
【００６４】
評価関数Ｅは、２つの画像間で、特徴点ペアの位置ずれをできるだけ小さくする拘束条件を表す項θ（ｘ１’，ｘ２）と、２つの画像間の画像の非類似度をできるだけ小さくする拘束条件を表す項Φ（ＩＭ’，ＩＦ）で構成され、以下の数式で記述される。ここで、第１の画像上の全ての特徴点（優先特徴点＋非優先特徴点）の集合をｘ１としたとき、ｘ１’は、評価関数Ｅの最適化最中において変形させた第１の画像上の全ての特徴点の座標の集合を表す。
【００６５】
ｘ２はｘ１’に対応する第２の画像上の全ての特徴点の座標の集合を表す。また、第１の画像をＩＭとしたとき、ＩＭ’は最適化最中において変形させた第１の画像を表し、ＩＦは第２の画像を表す。なお、第１の画像ＩＭと第２の画像ＩＦは、データ取得部１０２から取得されたものである。
【００６６】
Ｅ＝ｗθ・θ（ｘ１’, ｘ２）+ｗΦ・Φ（ＩＭ’，ＩＦ）・・・（３）
但し、ｗθ、ｗΦは、項θと項Φをバランスさせる重み係数である。本実施形態では、例示的な設定として、ｗθ＝１．０、ｗΦ＝１．０とする。また、項θは以下の式で表される。
【００６７】
【数１】
0006541363.tif 000002
【００６８】
但し、ｘ１，ｉおよびｘ１，ｊをそれぞれ、第１の画像上の全ての特徴点ｘ１に含まれるｉ番目の優先特徴点およびｊ番目の非優先特徴点の座標を表すとしたときに、ｘ１，ｉ’およびｘ１，ｊ’は、それぞれ、最適化の最中における変位場に従って座標ｘ，ｉおよびｘ１，ｊを第１の画像から第２の画像に変位させた座標を表す。また、ｘ２，ｉおよびｘ２，ｊは、それぞれ、第２の画像上の全ての特徴点ｘ２に含まれるｉ番目の優先特徴点およびｊ番目の非優先特徴点の座標を表す。（４）式により、重みｗｐ，ｉまたは重みｗｎ，ｊの値が大きいほど、それに対応する特徴点ペアの残差が項θ全体に与える影響が大きくなる。このため、位置合わせ処理における最終的な位置合わせ結果では、項θ全体を小さくするために、位置合わせ部１１２は、影響が大きい特徴点ペアほど残差を小さくするように位置合わせ処理を行う。これにより、影響が大きい特徴点ペアである全ての優先特徴点ペアは、重みが大きいため、画像間で十分に一致させることができる。一方、重みの値が小さい非優先特徴点ペアは、画像間で十分に一致しないという結果が生じ得る。
【００６９】
なお、２つの画像間の画像の非類似度をできるだけ小さくする拘束条件を表す項Φ（ＩＭ’，ＩＦ）については、一般的な画像類似度を用いた拘束条件であるので詳細な説明については省略する。位置合わせ部１１２は、位置合わせ処理において、例えば、ステップＳ５０１で用いたＦｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＦＦＤ）等の公知の手法を用いた変形モデルにより変位場を表現する。
【００７０】
また、上記の位置合わせ結果において、基準となる閾値と比較して優先特徴点ペアの残差が十分に小さくならなかった場合には、位置合わせ部１１２は、更に、優先特徴点ペア（例えば、第１の画像における優先特徴点）の近傍のみを局所的に変形させて優先特徴点ペアを一致させる位置合わせ処理を行う。例えば、位置合わせ部１１２は、入力された特徴点を完全に一致させるための一般的な手法である、Ｒａｄｉａｌ  Ｂａｓｉｓ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＲＢＦ）を利用した位置合わせ手法を用いることが可能である。ＲＢＦにおける基底関数として、例えば、ガウス関数のような原点から離れるほど値が大幅に減衰する関数を採用することで、位置合わせ部１１２は、変形が及ぼす影響範囲を優先特徴点ペアの近傍のみに留める位置合わせを行うことができる。なお、位置合わせ部１１２は、局所的な位置合わせのために上記のＲＢＦを用いるのは例示的なものであり、変形が及ぼす範囲が局所的であり、かつ特徴点を確実に一致させる手法であれば、採用する手法はＲＢＦに限らない。
【００７１】
最後に、位置合わせ部１１２は、生成された変位場を第１の画像に適用することで、第２の画像と形状が一致するように第１の画像を変形させた変形画像を生成する。また、必要に応じて、第１の画像と形状が一致するように第２の画像を変形させた変形画像を生成する。位置合わせ部１１２は、推定した変位場と生成した変形画像を不図示の記憶媒体に保存する。また、生成した変形画像を表示制御部１１４に出力する。以上の処理（変位場の推定と変形画像の生成）により、第１の画像と第２の画像の変形位置合わせが実行される。
【００７２】
（変形画像の表示）
ステップＳ２０９において、画像処理装置１００の表示制御部１１４は、ステップＳ２０８で生成された変形画像を表示部１９０に表示させる表示制御を行う。図７は、変形画像を表示した表示画面を例示する図である。図７において、表示制御部１１４は、変形画像の断面画像として、変形後の第１の断面画像７０１を表示する。変形後の第１の断面画像７０１において、変形後の優先特徴点７０３は図６の優先特徴点４０３に相当し、変形後の非優先特徴点７０５は図６の非優先特徴点４０５に相当する。
【００７３】
図７に示すように、位置合わせ部１１２の位置合わせ処理の結果により、重み６０７の値（値＝１．０）が大きい、変形後の優先特徴点７０３は、第２の断面画像３０２上の優先特徴点４０４にほぼ一致する位置に位置合わせされる。
【００７４】
一方、重み６０９の値（値＝０．２）が小さい、変形後の非優先特徴点７０５は、位置合わせ部１１２の位置合わせ処理の結果により、第２の断面画像３０２上の非優先特徴点４０５とは離れた位置に位置合わせされる。本実施形態により、必ず重みが大きく設定される優先特徴点ペアは画像間で一致した位置に位置合わせされる。また、重みが小さく設定された（つまり、他の特徴点との整合度が小さい）非優先特徴点は、画像間で一致させない状態に留めることができる。これにより、優先特徴点を含む他の特徴点と整合しない非優先特徴点を無理やり一致させることにより、不自然な変形が発生してしまうことを防ぐことができる。
【００７５】
（終了処理）
ステップＳ２１０において、画像処理装置１００の終了判定部１１６は、終了指示（作業者の操作入力）が入力されたか否かを判定する。終了指示が入力されていない場合（Ｓ２１０−Ｎｏ）、終了判定部１１６は、処理をステップＳ２０２に戻し、同様の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２１０の判定で、終了指示が入力されている場合（Ｓ２１０−Ｙｅｓ）、終了判定部１１６は、処理を終了させる。表示制御部１１４は、表示部１９０の表示画面に、作業者が処理を続けるか（Ｓ２１０−Ｎｏ）、終了するか（Ｓ２１０−Ｙｅｓ）を選択するためのＧＵＩ（例えば、ウィンドウ、アイコンやラジオボタン等）を表示し、ＧＵＩを介した作業者の操作入力により、終了判定部１１６は、処理を終了させるか、処理を続行するかを判定する。以上の処理手順に従って、画像処理装置１００は処理を実行する。
【００７６】
本実施形態によれば、作業者が確実に一致させたい特徴点（優先特徴点）について確実に一致させることが可能になる。そして、優先特徴点以外の非優先特徴点については、他の特徴点との整合度に応じて位置合わせを行うことが可能になる。これにより、優先特徴点を含む全体の特徴点と空間的に矛盾するような非優先特徴点が存在する場合でも、作業者が確実に一致させたい特徴点（優先特徴点）が確実に一致するように位置合わせを行うこと可能になり、かつ全体的に変形の不自然さのない適切な位置合わせ結果を得ることができる。
【００７７】
＜変形例１：優先ラベル／非優先ラベルを後で設定＞
第１実施形態の図２のステップＳ２０３では、直前のステップＳ２０２で取得された入力特徴点に対して、表示制御部１１４は、表示画面３００上に特徴点の種類（優先特徴点、非優先特徴点）を選択するための選択入力部３０５（ＧＵＩ）を表示させていた。そして、特徴点取得部１０６は、操作部１８０を介した作業者の指示に従って、入力特徴点を優先特徴点として設定するか、非優先特徴点として設定するかを識別する識別情報（優先ラベル、非優先ラベル）を取得する構成を説明した。しかしながら、優先ラベルまたは非優先ラベルを取得する構成は、この例に限定されるものではない。
【００７８】
例えば、ステップＳ２０３において、表示制御部１１４は、ステップＳ２０２の直後に選択入力部３０５（ＧＵＩ）を表示画面３００に表示させずに、後で作業者が優先ラベルまたは非優先ラベルを設定するようにしてもよい。その場合、特徴点取得部１０６は、ステップＳ２０２で直前に取得された入力特徴点に対して、優先ラベルまたは非優先ラベルを設定せず、入力特徴点を「ラベルなし」の状態とする。
【００７９】
そして、表示制御部１１４は、直前のステップＳ２０２で入力された入力特徴点以外の、既に入力済みの入力特徴点ペアの情報を特徴点取得部１０６から取得し、それらを表示部１９０に表示する。そして、作業者は、表示された全ての入力特徴点ペアの中から、優先ラベルまたは非優先ラベルを付与（あるいは変更）したい入力特徴点ペアを操作部１８０によって指定する。例えば、作業者は、表示部１９０に表示されている、既に入力済みの入力特徴点ペアの中から、優先ラベルまたは非優先ラベルを付与する入力特徴点を、操作部１８０を介してまとめて指定することができる。
【００８０】
表示制御部１１４は指定された入力特徴点ペアに対して、優先ラベルまたは非優先ラベルを選択するための選択入力部（ＧＵＩ）を表示させる。特徴点取得部１０６は、作業者が表示された選択入力部（ＧＵＩ）上で選択した優先ラベルまたは非優先ラベルの情報を取得する。表示制御部１１４は、後に入力する選択入力部（ＧＵＩ）として、先に説明したステップＳ２０３と同様の選択入力部３０５を表示画面３００に表示させる。作業者は、選択入力部（ＧＵＩ）を介した操作入力を繰り返すことで、複数の入力特徴点ペアについて優先ラベルまたは非優先ラベルをまとめて設定することができる。
【００８１】
＜変形例２：優先ラベル／非優先ラベルを初期値として設定＞
第１実施形態の変形例２として、特徴点取得部１０６は、ステップＳ２０３で優先ラベルまたは非優先ラベルを設定するのではなく、初期値として、入力特徴点ペアに対する「優先ラベル」、または「非優先ラベル」、または「ラベルなし」の何れかを予め付与するようにしてもよい。本変形例によれば、ステップＳ２０２からステップＳ２０４の処理を、特徴点入力の処理が終了するまで繰り返すことで、作業者は入力特徴点ごとに優先ラベルまたは非優先ラベルを選択する手間をかけずに、複数の入力特徴点をまとめて入力することができる。そして、「ラベルなし」の入力特徴点ペアについて、特徴点取得部１０６は、後に優先ラベルまたは非優先ラベルをまとめて設定する。この場合、表示制御部１１４は、変形例１で説明したように、優先ラベルまたは非優先ラベルを選択するための選択入力部（ＧＵＩ）を表示させる。特徴点取得部１０６は、作業者が表示された選択入力部（ＧＵＩ）上で選択した優先ラベルまたは非優先ラベルの情報を取得し、そして、特徴点取得部１０６は、初期値として「ラベルなし」の入力特徴点ペアについて取得したラベルを設定する。
【００８２】
ここで、初期値として「ラベルなし」が設定されている入力特徴点ペアに対してラベル（優先ラベル、非優先ラベル）が設定されず、かつ、ステップＳ２０５において、作業者から特徴点入力の終了指示が入力された場合、表示制御部１１４は、作業者に対して、優先ラベルまたは非優先ラベルが、まだ設定されていない入力特徴点ペアが存在することを報知する報知表示を表示部１９０に表示させる。表示制御部１１４の表示制御により、表示部１９０に報知表示がされると、例外的に、特徴点取得部１０６は、ステップＳ２０３に処理を進め、入力特徴点（入力特徴点ペア）に設定する優先ラベル／非優先ラベルを取得する。これにより、作業者は、まだ優先ラベルまたは非優先ラベルが設定されていない入力特徴点ペアにラベルを設定することができる。このとき、表示制御部１１４は、ラベル（優先ラベルまたは非優先ラベル）が設定されていない入力特徴点ペアの表示を、既にラベル（優先ラベルまたは非優先ラベル）が設定された入力特徴点ペアに対して表示画面３００上で区別できるようにするため、表示を異ならせるように表示制御を行う。例えば、ラベル（優先ラベルまたは非優先ラベル）が設定されていない入力特徴点ペアについて、表示制御部１１４は、例えば、図３の入力特徴点３０３、３０４のように点線の○で表示するように表示制御を行う。また、表示制御部１１４は、ラベルが設定された入力特徴点ペアについて、優先ラベルまたは非優先ラベルの値に応じて、図４の優先特徴点４０３、４０４（優先特徴点ペア）、および非優先特徴点４０５、４０６（非優先特徴点ペア）と同様に、実線の○と×で表示されるように表示制御を行う。このような表示制御により、作業者は、表示された入力特徴点ペアの中から、どの入力特徴点ペアについて、まだラベル（優先ラベルまたは非優先ラベル）が設定されていないかを認識することができる。
【００８３】
そして、ステップＳ２０４において、特徴点取得部１０６は、全ての入力特徴点ペアに対して優先ラベルまたは非優先ラベルが設定されているときのみ、処理をステップＳ２０５に移すようにする。これにより、特徴点取得部１０６は、優先ラベルまたは非優先ラベルが未設定の入力特徴点ペアを取得しないように、ラベル（優先ラベルまたは非優先ラベル）の設定を行うことができる。
【００８４】
＜変形例３：重みを０か１で設定＞
第１実施形態のステップＳ２０７では、優先特徴点ペアおよび非優先特徴点ペアの重みを、細かい段階で設定できるようにした構成例を説明した。しかし、重みの設定はこの例に限定されるものではなく、例えば、重み設定部１１０は、優先特徴点ペアおよび非優先特徴点ペアに対して、「１」または「０」のどちらかを設定することも可能である。具体的には、優先特徴点ペアは確実に一致させるものであるため、重み設定部１１０は、全ての優先特徴点ペアの重みを「１」を設定する。非優先特徴点ペアに関しては、ステップＳ２０６で求めた整合度が一定の閾値以上となる場合に、重み設定部１１０は、整合度が閾値以上となる非優先特徴点ペアの重みを「１」に設定する。整合度が閾値未満となる場合に、重み設定部１１０は、閾値未満となる非優先特徴点ペアの重みを「０」を設定する。例えば、重み設定部１１０は、整合度が０以上ならば、非優先特徴点ペアの重みを「１」に設定し、整合度が０未満ならば、非優先特徴点ペアの重みを「０」に設定するようにする。これにより、位置合わせにおいて、整合度が閾値未満となる重み「０」の非優先特徴点ペアは無視される。位置合わせ部１１２は、実質的には全ての優先特徴点ペアと、重み「１」に設定された非優先特徴点ペアとを用い、かつ、それらの特徴点は全て平等に扱って、位置合わせする。
【００８５】
位置合わせ部１１２は、例えば、ステップＳ２０８における、Ｒａｄｉａｌ  Ｂａｓｉｓ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＲＢＦ）を利用した位置合わせ手法に対して、本変形の重み付けを適用することができる。この場合、ＲＢＦを利用した位置合わせ手法において、重み「０」の特徴点ペアは完全に無視される一方で、非優先特徴点であっても重み「１」の特徴点ペアは完全に一致させることができる。第１実施形態では、優先特徴点ペアが一致の対象となる例を説明したが、本変形例によれば、位置合わせ処理において、優先特徴点ペアが一致の対象となるばかりではなく、更に、整合度が閾値以上となる非優先特徴点ペアが一致の対象となる。すなわち、本変形例によれば、位置合わせ部１１２は、第１実施形態の構成に比べて、より広い範囲で位置合わせを行うことが可能になる。
【００８６】
＜変形例４：優先特徴点の重みも評価値に基づいて設定する＞
第１実施形態のステップＳ２０６、Ｓ２０７では、非優先特徴点ペアのみ、評価値（整合度）に基づいて重みを設定し、優先特徴点ペアには一定の値（１）を設定する構成例を説明した。しかし、優先特徴点ペアの重みの設定はこの例に限定されるものではない。例えば、ステップＳ２０６において、整合度算出部１０８は、非優先特徴点ペアの整合度だけではなく、優先特徴点ペアの整合度も同様の方法で算出するようにしてもよい。そして、ステップＳ２０７において、重み設定部１１０は、ステップＳ２０７で算出した整合度に基づいて、優先特徴点ペアの重みも算出するようにしてもよい。このとき、優先特徴点ペアは、基本的には作業者が必ず一致させたい特徴点ペアであるため、重みを調整する範囲は、非優先特徴点ペアよりもごく小さく設定する。さらに、優先特徴点ペアの重みは非優先特徴点ペアよりも大きいという条件は必ず満たすようにする。例えば、整合度の値に基づいて、非優先特徴点ペアの重みを０．０〜０．９の範囲で設定し、優先特徴点ペアの重みを０．９〜１．０の範囲で設定するようにする。これは、ステップＳ２０６において非優先特徴点ペア、優先特徴点ペアの整合度をそれぞれＭｎ，ｊ、Ｍｐ，ｉとして算出したとき、それぞれを（２）式のＭｊに代入して重みの暫定値をそれぞれ取得し、さらに各暫定値をそれぞれ上述の設定範囲で正規化することで算出することができる。これにより、優先特徴点ペアに関しても、他の特徴点ペアに対する整合性を考慮した重みを設定でき、作業者が入力した特徴点ペアであっても、全体の特徴点ペアと空間的に矛盾するような場合は、位置が一致する度合いを少し小さくした位置合わせ結果を得ることができる。
＜変形例５：特徴点は画像間で１対１に対応する点でなくても良い＞
第１実施形態における優先特徴点と非優先特徴点は、第１の画像と第２の画像の間で１対１に対応する点であった。しかし、優先特徴点と非優先特徴点は画像間で必ずしも１対１に対応する点でなくてもよく、例えば、第１の画像または第２の画像の何れか一方のみから取得された、他方の画像上において対応する点の座標が明らかではない特徴点であってもよい。以下、特徴点として対応点を与えない場合の処理ステップについて、実施形態との差異を説明する。
【００８７】
まず、ステップＳ２０１において、特徴点抽出部１０４は、第１の画像および第２の画像の少なくともいずれか一方から抽出特徴点を抽出する。このとき、画像間における特徴点の対応付け処理は行わない。そして、特徴点取得部１０６は、全ての抽出特徴点（ペアでない）を非優先特徴点に確定する。
【００８８】
次に、ステップＳ２０２において、特徴点取得部１０６は、第１の画像および第２の画像の少なくともいずれか一方に関して作業者が入力した入力特徴点を取得する。このときも同様に、画像間における特徴点の対応付けは行わない。
【００８９】
そして、ステップＳ２０３とステップＳ２０４において、特徴点取得部１０６は、作業者が付与する優先ラベルと非優先ラベルに基づき、夫々の入力特徴点（ペアでない）が優先特徴点と非優先特徴点の何れであるかを確定する。
【００９０】
ステップＳ２０６において、整合度算出部１０８は、非優先特徴点（ペアでない）の夫々について、それ以外の他の特徴点に対する整合度を算出する。
【００９１】
まず、整合度算出部１０８は、ステップＳ２０６の内部処理であるステップＳ５０１において、全ての特徴点から注目特徴点を除いた特徴点（ペアでない）に基づいて、第１の変位場を算出する。このとき、特徴点は対応付けられていないため、ステップＳ５０１に記載した、特徴点ペアの位置を一致させるように画像を変位させる方法で変位場を求めることはできない。そこで、例えば第１の画像上で与えられた特徴点の周囲に関心領域（ＲＯＩ）を設定し、設定された関心領域（ＲＯＩ）を第２の画像上で移動させながら、各位置における関心領域（ＲＯＩ）とそれに対応する第２の画像上の領域との画像の非類似度を計算する。そして、第２の画像上の各位置を変数とした非類似度関数を取得する。この非類似度関数を特徴点ごとに取得し、夫々の非類似度関数の和を評価関数として定義し、最適化処理を用いて評価関数の値を極力最小にするように第１の画像を第２の画像に向けて変位させることで、変位場を算出する。これにより、特徴点に対応する点が与えられなくても、例えば、第１の画像上の特徴点付近の領域と、第２の画像上のそれに類似する領域が概ね近くなるような変位場を求めることができる。
【００９２】
なお、非類似度関数の算出は、例えば、予め画像間の変形が小さいことが分かっている場合は、画像の変形前に一度だけ計算するようにする。そうでない場合は、画像間の変形量が一定の値より大きくなるたびに非類似度関数を再計算して更新するようにする。変形量の計算は、例えば、画像間の変位場における各位置の変位量の平均値を採用し、非類似度関数を更新するごとに値がリセットされるものとする。
【００９３】
整合度算出部１０８はさらに、ステップＳ５０２において、全ての特徴点（ペアでない）に基づいて、第２の変位場を算出する。変位場の算出方法はステップＳ５０１と同様であるため、説明を省略する。そして、ステップＳ５０３において、注目特徴点の整合度を算出し、ステップＳ２０７において、重み設定部１１０は、優先特徴点と非優先特徴点の重みを設定する。これらの２つの処理は、元の処理において特徴点ペアであった部分を対応付けられていない特徴点に置き換えただけのものなので、具体的な説明は省略する。
【００９４】
そして、ステップＳ２０８において、位置合わせ部１１２は、優先特徴点（ペアでない）と該優先特徴点の重みの値、及び、非優先特徴点（ペアでない）と該非優先特徴点の重みの値に基づいて、第１の画像を変形させて第２の画像に位置合わせする処理を行う。具体的には、まず、上述の本変形例のステップＳ５０１の処理と同様の方法により、各特徴点に対して、非類似度関数を算出する。そして、各特徴点の非類似度関数に対して各特徴点の重みを掛け合わせて、特徴点の数の分だけ和を取った数式を項θ’として定義する。そして、この項θ’を、本変形例における位置合わせの評価関数Ｅ’と定義する。この評価関数Ｅ’を最小化させることにより、夫々の特徴点の重みを考慮した上で、一方の画像の特徴点が他方の画像上の類似する領域と極力一致するように、二つの画像を位置合わせすることができる。これにより、特徴点が第１の画像と第２の画像の間で１対１に対応付いた点ではなく、何れか一方の画像のみで取得されるものであっても、作業者が確実に一致させたい特徴点を確実に一致させ、かつ全体的に変形の不自然さのない適切な位置合わせ結果を得る事ができる。なお、画像間で対応付けられた特徴点と対応付けられていない特徴点は混在して（併用して）用いてもよい。
【００９５】
例えば、抽出特徴点については対応付け処理まで行う（抽出特徴点ペアとして扱う）ようにしてもよいし、反対に、入力特徴点については対応点の指定まで行う（入力特徴点ペアとして扱う）ようにしてもよい。また、抽出特徴点や入力特徴点の夫々の中に、対応付けられた特徴点と対応付けられていない特徴点が混在するようにしてもよい。これらの場合には、夫々の状態（対応付いているか否か）に応じて定義した評価項の和によって評価関数を定義すればよい。
【００９６】
＜第２実施形態：対応付けの信頼度で非優先特徴点の重み付け＞
第１実施形態では、非優先特徴点の夫々について、他の特徴点との整合度に基づく評価値を用いて位置合わせの重みを設定する構成を説明したが、重みを設定するための評価値はこれに限らない。
【００９７】
第２実施形態では、非優先特徴点の夫々について、その特徴点の対応付けの信頼度を評価値として位置合わせの重み付けを行う構成を説明する。即ち、非優先特徴点の対応付けの信頼度が低ければ、その非優先特徴点の重みを小さく設定する。そして、非優先特徴点の対応付けの信頼度が高ければ、その非優先特徴点の重みを大きく設定する。これにより、誤対応した特徴点が存在する場合でも、作業者が一致させたい特徴点について確実に一致させ、かつ不自然な対応がない、適切な位置合わせ結果を得ることができる。以下、第２実施形態に係る画像処理装置について、第１実施形態との相違部分についてのみ説明する。
【００９８】
図８は、第２実施形態に係る画像処理装置８００を有する画像処理システムの構成例を示す図である。図８において、画像処理装置８００は、図１の画像処理装置１００における整合度算出部１０８の代わりに信頼度算出部８０８が含まれている点以外は、画像処理装置１００と同じ構成であるため、同じ構成に関しては説明を省略する。
【００９９】
信頼度算出部８０８は、非優先特徴点の夫々の点に関する第１の画像と第２の画像との間の対応付けの信頼度を、夫々の非優先特徴点の評価値として算出することが可能である。すなわち、信頼度算出部８０８は、非優先特徴点の夫々の点に関する第１の画像と第２の画像との間の画像類似度に基づいて、非優先特徴点の対応付けの信頼度を、評価値として算出する。信頼度算出部８０８は、例えば、非優先特徴点の夫々の点に関して、その非優先特徴点の近傍の画像類似度に基づいた、対応付けの信頼度を算出する。そして、算出した信頼度を重み設定部１１０へと出力する。重み設定部１１０は、信頼度に基づき非優先特徴点に対する重みを設定する。
【０１００】
図９は、画像処理装置８００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。なお、図９のステップＳ９００からステップＳ９０５、ステップＳ９０８からステップＳ９１０の処理は、第１実施形態における図２のステップＳ２００からステップＳ２０５、ステップＳ２０８からステップＳ２１０までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１０１】
（夫々の非優先特徴点の信頼度を算出）
ステップＳ９０６において、信頼度算出部８０８は、非優先特徴点ペアの夫々の点について、その点近傍の画像の類似度に基づいて、対応付けの信頼度を算出する。そして、信頼度算出部８０８は、算出した信頼度を重み設定部１１０に送信する。以下、図１０のフローチャートを用いて、ステップＳ９０６における信頼度の算出処理の詳細について説明する。なお、図１０のステップＳ１０００、およびステップＳ１００４の処理は、第１実施形態で説明した図５におけるステップＳ５００、およびステップＳ５０４の処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１０２】
（Ｓ１００１）
ステップＳ１００１において、信頼度算出部８０８は、注目特徴点ペアにおいて、夫々の画像上の注目特徴点の近傍の画像の類似度に基づいて、注目特徴点の対応付けの信頼度を算出する。ここで、対応付けの信頼度とは、第１の画像における特徴点と第２の画像における特徴点との対応付けにおいて、どの程度信頼できる対応付けがなされているかを定量化したものである。本実施形態では、例えば、第１の画像における注目特徴点の近傍の画像と、対応する第２の画像における注目特徴点の近傍の画像との類似度が高ければ、注目特徴点付近の解剖学的特徴がより一致すると解釈し、信頼度は高いと評価する。以下に具体的な処理を説明する。
【０１０３】
まず、信頼度算出部８０８は、第１の画像上の注目特徴点の近傍の画像を関心領域１として取得する。同様に、信頼度算出部８０８は、第２の画像上の注目特徴点の近傍の画像を関心領域２として取得する。関心領域の設定方法は、例えば、注目特徴点を中心に所定の半径（例えば、５ｍｍ）の球状の領域を設定する。その他にも、注目特徴点を中心に、所定の長さの矩形領域（例えば、直方体の領域）を設定してもよい。次に、信頼度算出部８０８は、関心領域１と関心領域２との間の画像類似度を計算する。信頼度算出部８０８は、画像類似度の取得手法として、第１実施形態のステップＳ２０１で用いた画像類似度を計算する処理手法と同様の方法を用いる。信頼度算出部８０８は、例えば、Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＳＳＤ）やＳｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＳＡＤ）、相互相関係数などの公知の手法を用いることが可能である。以下の説明では、画像の類似度をＳＳＤにより算出する例を説明するが、他の手法においても同様に本実施形態の処理を適用することは可能である。以下、関心領域の類似度としてＳＳＤの値をＲＳＳＤと記述する。ＲＳＳＤの値が小さいほど画像が類似することを意味する。すなわち、ＲＳＳＤの値が小さいほど画像類似度は高くなることを意味する。
【０１０４】
（Ｓ１００２）
ステップＳ１００２において、信頼度算出部８０８は、第１の画像と第２の画像との間の注目特徴点ペアの近傍の画像類似度に基づき、信頼度Ｓを算出する。ここで、信頼度算出部８０８は、以下の数式を用いて画像類似度ＲＳＳＤを０から１の範囲で正規化した値として信頼度Ｓを算出する。
【０１０５】
Ｓ＝１−ＲＳＳＤ／（１＋ＲＳＳＤ）・・・（５）
これにより、画像類似度ＲＳＳＤが０の場合（この場合、２つの画像が一致することを意味する）、信頼度算出部８０８は、信頼度Ｓとして１を取得する。逆に、画像類似度ＲＳＳＤが限りなく大きい場合（この場合、２画像が全く一致しないことを意味する）、信頼度算出部８０８は、信頼度Ｓとして限りなく０に近い値を取得することになる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、画像類似度の算出手法として、ＳＳＤを用いた信頼度の算出方法を説明したが、その他の画像類似度の算出手法を用いる場合であっても、算出手法により求められた値を所定の範囲に正規化する方法であれば、どのような算出方法でもよい。以上のようにして、信頼度算出部８０８は、夫々の非優先特徴点ペアについて、対応付けの信頼度Ｓを算出することができる。また、信頼度の算出方法は、輝度情報を直接利用した画像類似度に基づくものに限られるものではない。例えば、特徴点の周辺の画像を解析して得られる様々な特徴量（輝度・形状・テクスチャなど）の類似度に基づいて信頼度を算出するようにしてもよい。
【０１０７】
（Ｓ９０７）
説明を図９に戻し、ステップＳ９０７において、重み設定部１１０は、全ての特徴点ペア（優先特徴点ペア、非優先特徴点ペア）に対して、位置合わせのための重みを設定する。そして、重み設定部１１０は、設定した重みの値を位置合わせ部１１２と表示制御部１１４に送信する。重み設定部１１０は、優先特徴点ペアの重みについて、第１実施形態で説明した設定方法と同様の方法により重みの設定を行う。具体的な設定方法は、第１実施形態のステップＳ２０７と同じであるため説明を省略する。
【０１０８】
非優先特徴点ペアについて、重み設定部１１０は、図１０のステップＳ１００２において、信頼度算出部８０８により算出された夫々の非優先特徴点ペアの信頼度に基づいて、位置合わせのための重みを設定する。非優先特徴点ペアの重みの設定方法を説明するために、図２のステップＳ２０７と同様に、非優先特徴点ペアをＰｎ，ｊ（０≦ｊ≦Ｎｎ，Ｎｎは非優先特徴点ペアの個数）とする。また、非優先特徴点ペアＰｎ，ｊに対応する信頼度をＳｊとする。このとき、通常、位置合わせのための重みは０以上であるのに対し、信頼度Ｓｊの値の範囲は０＜Ｍｊ≦１であるため、信頼度Ｓｊをそのまま重みｗｎ，ｊとして設定する（ｗｎ，ｊ＝Ｓｊ）。以上によって、画像処理装置８００の処理が実施される。
【０１０９】
本実施形態によれば、作業者が確実に一致させたい特徴点（優先特徴点）について確実に一致させることが可能になる。そして、優先特徴点以外の非優先特徴点については、対応付けの信頼度に応じて位置合わせを行うことが可能になる。これにより、誤対応した特徴点が存在する場合でも、作業者が一致させたい特徴点について確実に一致させ、かつ不自然な対応がない、適切な位置合わせ結果を得ることができる。
【０１１０】
＜第３実施形態：多段階で優先度を入力＞
第１実施形態および第２実施形態では、特徴点を優先特徴点と非優先特徴点の２種類に分類して特徴点の入力を行ったが、作業者が特徴点を入力する際の分類方法はこれに限らない。
【０１１１】
第３実施形態では、作業者が特徴点を入力する際に、確実に一致させたい特徴点の優先度を多段階に分類して入力できるようにする構成を説明する。これにより、入力された特徴点に対し、作業者が意図する、位置を一致させる度合に応じた優先度を特徴点の位置合わせに反映させることができ、より作業者の望む位置合わせ結果を取得することができる。以下、第３実施形態に係る画像処理装置について、第１実施形態との相違部分についてのみ説明する。
【０１１２】
第３実施形態に係る画像処理装置を含む画像処理システムの構成は図１と同様である。また、第３実施形態に係る画像処理装置が行う全体の処理手順は図２と同様である。ただし、以下に示すように、各ステップの処理内容の一部は第１実施形態とは異なっている。なお、ステップＳ２００およびステップＳ２０２、ステップＳ２０５、ステップＳ２０６、およびステップＳ２０８からステップＳ２１０の処理は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１３】
（優先度の取得）
ステップＳ２０３において、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、作業者の指示に従って、ステップＳ２０２で取得した入力特徴点（入力特徴点ペア）に設定する優先度を取得する。具体的には、以下のようにして行う。
【０１１４】
図１４は、作業者が入力特徴点に対して優先度を設定するための表示部１９０の表示画面３００を例示する図である。表示制御部１１４は、特徴点を一致させる度合いを示す優先度を数値情報により設定可能な優先度設定部を表示部１９０に表示させる。すなわち、表示制御部１１４は、ステップＳ２０２で入力特徴点ペアが取得された後に、その入力特徴点ペアに対して優先順位を示す優先度を数値情報により設定可能な優先度設定部１４０５を表示部１９０上に表示させる。
【０１１５】
優先度設定部１４０５は、特徴点を一致させる優先順位を示す優先度を、数値情報として、多段階（例えば、「１〜５」の５段階）に設定できる。優先度設定部１４０５には、優先順位を示す優先度を「１〜５」で示すように多段階に設定可能な設定スケールを有する。この設定スケールに設定スライダを合わせて決定ボタンを作業者が押下すると、入力特徴点ペアに対して優先順位を示す優先度を設定することができる。特徴点取得部１０６は、優先度設定部１４０５の設定に応じて、優先特徴点および非優先特徴点の設定を行うことが可能である。
【０１１６】
ここで設定される優先度の値は、数字が大きいほど特徴点を一致させる度合い（優先度）が高いことを意味する。例えば、作業者が優先度設定部１４０５の設定スケール上の「５」と表示された箇所に設定用スライダを合わせた状態で、優先度設定部１４０５の決定ボタンを押下した場合、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、入力特徴点ペアに対して優先度：５を設定する。また、作業者が、優先度設定部１４０５の設定スケール上の「１」と表示された箇所に設定用スライダを合わせた状態で、優先度設定部１４０５の決定ボタンを押下した場合、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、入力特徴点ペアに対して優先度：１を設定する。
【０１１７】
設定スケール上の他の数字に設定用スライダを合わせた場合も同様に、設定スケール上に合わされた設定用スライダの位置に応じて、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、入力特徴点ペアに対して優先度を設定することができる。尚、作業者に優先度を選択させるための表示は、図１４の表示例に限定されず、優先度を多段階に設定できるものであれば、どのような方式であってもよい。例えば、表示制御部１１４は、表示画面３００内の領域に、優先度を選択させる優先度設定部として、「１〜５」の５種類のラジオボタンを表示させることも可能である。優先度の設定において、作業者は、その入力特徴点に対してどの程度の確信を持っているか、という観点で、優先度を選択するものとする。優先度：５を設定する入力特徴点としては、例えば、被検体内の血管の分岐部など、作業者が３次元位置を特定でき、画像間で同定可能な特徴点が挙げられる。また、優先度：１を設定する入力特徴点としては、例えば、作業者の判断において、明確な３次元位置の対応が特定しにくい曖昧さを含んでいる特徴点が挙げられる。
【０１１８】
（優先特徴点・非優先特徴点の確定）
ステップＳ２０４において、画像処理装置１００の特徴点取得部１０６は、優先度設定部１４０５の設定に応じて、優先特徴点および非優先特徴点の設定を行う。例えば、特徴点取得部１０６は、入力特徴点ペアに設定された優先度の情報と、抽出特徴点ペアの情報に基づき、優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアを確定する。特徴点取得部１０６は、例えば、優先度：５が設定された入力特徴点ペアを、優先特徴点ペアに確定する。そして、特徴点取得部１０６は、優先度：１から優先度：４までが設定された入力特徴点ペアを、非優先特徴点ペアに確定する。
【０１１９】
このとき、特徴点取得部１０６は、非優先特徴点ペアに対して、入力特徴点ペアに設定された優先度に応じた優先係数を設定する。本実施形態では、特徴点取得部１０６は、例えば、優先度が「１」、「２」、「３」、「４」の順に、それぞれ優先係数を「０．２５」、「０．５」、「０．７５」、「１．０」と設定する。なお、優先度が設定されていない抽出特徴点ペアから生成された非優先特徴点ペアに対して、特徴点取得部１０６は、例えば、優先係数を一律に「１．０」と設定する。
【０１２０】
なお、優先係数の設定は例示的なものであり、優先係数の与え方はこれに限定されるものではない。例えば、優先度に応じて、優先係数の最小値が「１．０」となるように値を設定してもよい。また、抽出特徴点ペアに対しては、例えば優先係数を一律に「０．５」と設定しても良い。また、特徴点取得部１０６は、特徴点ペア間の画像類似度に応じて、優先係数を設定することも可能である。この場合、優先係数は第２実施形態における対応付けの信頼度と同じことを意味するので、具体的な設定方法の説明は省略する。そして、特徴点取得部１０６は、設定した優先係数の情報を不図示の記憶部に記憶する。
【０１２１】
（特徴点ペアの重みを設定）
ステップＳ２０７において、重み設定部１１０は、夫々の非優先特徴点ペアの整合度と、優先係数に基づいて、全ての特徴点ペア（優先特徴点ペア、非優先特徴点ペア）に対して、位置合わせのための重みを設定する。重み設定部１１０は、優先特徴点ペアの重みに関して、第１実施形態と同様の方法で重みを設定する。設定方法は第１実施形態と同様であるため、重複した説明は省略する。
【０１２２】
次に、重み設定部１１０は、非優先特徴点ペアの重みを、夫々の非優先特徴点ペアの整合度と、設定された優先係数とに基づいて設定する。ここで、夫々の非優先特徴点ペアと、それに対応する整合度、重みを、第１実施形態と同様に、Ｐｎ，ｊ、Ｍｊ、ｗｎ，ｊとする。さらに、非優先特徴点ペアＰｎ，ｊに対応する優先係数をｃｊとする。このとき、重み設定部１１０は、重みは以下の数式によって算出する。
【０１２３】
ｗｎ，ｊ＝ｃｊ・（０．５・Ｍｊ＋０．５）・・・（６）
重み設定部１１０は、整合度（Ｍｊ）に対して、さらに優先係数（ｃｊ）を掛け合わせた値に基づいて重みを設定できる。本実施形態によれば、作業者が、その入力特徴点に対してどの程度の確信を持っているか、という観点（確信度）を反映した位置合わせの重みを設定できる。
【０１２４】
また、上記の処理の例において、特徴点取得部１０６は、優先度：５のときのみ優先特徴点ペアに分類するため、優先特徴点ペアの中では段階分けはされなかった。しかし、優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアとを分類する際の優先度の基準（基準優先度）は、上記の処理の例に限定されるものではない。例えば、優先度：４以上であるか、優先度：４未満であるかを、優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアとを分類する基準優先度としてもよい。この場合、特徴点取得部１０６は、設定されている優先度が「４」、「５」の２種類の特徴点ペアを優先特徴点ペアとして分類する。このとき、優先度が「５」の優先特徴点ペアは、画像間で最も優先して一致させる特徴点ペアである。このため、第１実施形態におけるステップＳ２０８のように、位置合わせ部１１２は、Ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＦＦＤ）等を用いた特徴点の重み付けによる位置合わせの後に、Ｒａｄｉａｌ  Ｂａｓｉｓ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＲＢＦ）による位置合わせを施し、それらの特徴点ペアを完全に一致させる。
【０１２５】
一方、優先度が「４」の優先特徴点ペアは、優先度が「５」の優先特徴点ペアよりも一致させる優先度が低いため、位置合わせ部１１２は、ＲＢＦの処理を施さないようにする。これにより、位置合わせ部１１２は、優先特徴点ペアの中で、一致させる程度を段階分けすることができる。なお、優先度の付与は作業者が明示的に行わなくてもよい。例えば、作業者は入力特徴点に部位名（例えば、乳頭や血管分岐等）を入力するようにして、部位名毎に、その部位の重要度等に基づいて予め定めた（ルックアップテーブル等で保持する）優先度を付与するようにしてもよい。また、同じ優先特徴点であっても、より優先する特徴点（ＲＢＦの処理を施す特徴点）とそうでない特徴点を、部位名の入力の有無や、入力された部位名に応じて区別するようにしてもよい。
【０１２６】
本実施形態によれば、作業者が、その入力特徴点に対してどの程度の確信を持っているか、という観点（確信度）を反映した位置合わせの重みに基づいて位置合わせすることができる。従って、本実施形態によれば、作業者の確信度に応じた度合いで所望の特徴点の位置を一致させることができるため、より作業者の望む位置合わせ結果を取得することができる。
【０１２７】
＜第４実施形態：優先特徴点に与える影響度で非優先特徴点の重み付け＞
第１実施形態では、非優先特徴点の夫々について、他の特徴点との整合度のみを評価値として位置合わせの重みを設定したが、重みを設定するための評価値はこれに限らない。第４実施形態では、非優先特徴点の夫々について、他の特徴点との整合度と、その非優先特徴点が優先特徴点に与える影響度とを考慮した評価値により位置合わせの重み付けを行う構成を説明する。
【０１２８】
より具体的には、本実施形態では、整合度に基づく重みを用いて変形位置合わせを一度行った後に、更に作業者によって優先特徴点が追加された場合を想定する。このとき、既に入力されている非優先特徴点の夫々の点について、新たに追加された優先特徴点に対して与える影響度が大きければ、非優先特徴点の重みを０に設定する。これにより、影響度の大きい非優先特徴点の影響を低減させることができる。また、非優先特徴点の夫々の点について、新たに追加された優先特徴点に対して与える影響度が小さければ前回の位置合わせにおいて設定された適切な重みに基づいて位置合わせする。以下、第４実施形態に係る画像処理装置１１００について、第１実施形態との相違部分についてのみ説明する。
【０１２９】
図１１は、第４実施形態に係る画像処理装置１１００を有する画像処理システムの構成例を表す図である。図１１において、画像処理装置１１００は、図１の画像処理装置１００に対して更に影響度算出部１１０９が含まれている。画像処理装置１１００の構成において、影響度算出部１１０９を除く構成については、第１実施形態で説明した画像処理装置１００と同じ構成であるため、同じ構成に関しては重複した説明を省略する。
【０１３０】
影響度算出部１１０９は、優先特徴点と非優先特徴点との相対的な位置関係により優先特徴点に対して非優先特徴点の夫々が与える影響度を、夫々の非優先特徴点の評価値として算出することが可能である。例えば、影響度算出部１１０９は、非優先特徴点の夫々の点に関して、その非優先特徴点が新たに追加された優先特徴点に対して与える影響度を算出する。そして、算出した影響度を重み設定部１１０へと出力する。
【０１３１】
図１２は、画像処理装置１１００が行う全体の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１２におけるステップＳ１２００からＳ１２０３、Ｓ１２０５、Ｓ１２０７、ステップＳ１２１１からＳ１２１３の処理は、第１実施形態における図２のステップＳ２００からＳ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０６、ステップＳ２０８からＳ２１０までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【０１３２】
（優先特徴点ペア・非優先特徴点ペアの確定）
ステップＳ１２０４において、特徴点取得部１０６は、入力特徴点ペアに設定された優先ラベルまたは非優先ラベルの情報に基づき、優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアを確定する。具体的な処理は第１実施形態のステップＳ２０４と同様であるため、説明を省略する。
【０１３３】
次に、本ステップにおいて、特徴点取得部１０６は、確定した優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアを不図示の記憶部に記憶する。本実施形態において、記憶された優先特徴点ペアと非優先特徴点ペアの情報は、ステップＳ１２０２からＳ１２１３の位置合わせのループが複数回実行された場合でも、上書きされずに新たに別の領域に記憶され、記憶部に保持されるものとする。
【０１３４】
（位置合わせ未実行であるか否かの判定）
ステップＳ１２０６において、特徴点取得部１０６は、位置合わせが未実行であるか否かを判定し、位置合わせが未実行であると判定した場合（Ｓ１２０６−Ｙｅｓ）、特徴点取得部１０６は、特徴点ペアの情報を信頼度算出部８０８へと出力し、処理をステップＳ１２０７へと進める。
【０１３５】
一方、ステップＳ１２０６の判定で、特徴点取得部１０６は位置合わせが実行済みであると判定した場合（Ｓ１２０６−Ｎｏ）、特徴点取得部１０６は特徴点ペアの情報を影響度算出部１１０９へと出力し、処理をステップＳ１２０８へと進める。
【０１３６】
ステップＳ１２０６の判定処理において、特徴点取得部１０６は、位置合わせが実行済みであるか否かを表す判定情報を参照して、位置合わせが未実行であるか否かを判定する。すなわち、特徴点取得部１０６は、不図示の記憶部に記憶された位置合わせが実行済みであるか否かを表す判定情報（位置合わせフラグ）の値を参照し、判定情報（位置合わせフラグ）の値が「ｆａｌｓｅ」の場合、特徴点取得部１０６は位置合わせが未実行であると判定する。判定情報（位置合わせフラグ）の値が「ｔｒｕｅ」の場合、特徴点取得部１０６は位置合わせが実行済みと判定する。なお、判定情報（位置合わせフラグ）の値は、初期値が「ｆａｌｓｅ」の状態で設定されており、ステップＳ１２１１において位置合わせ部１１２が位置合わせを実行した際に、位置合わせ部１１２は、初期値「ｆａｌｓｅ」を「ｔｒｕｅ」に設定変更する。位置合わせが行われている場合に、影響度算出部１１０９は、位置合わせ後に新たに追加された優先特徴点に対して非優先特徴点の夫々が与える影響度を算出する。
【０１３７】
（追加された優先特徴点ペアの特定）
ステップＳ１２０８において、特徴点取得部１０６は、新たに追加された優先特徴点ペアを特定する。ここで、新たに追加された優先特徴点ペアとは、少なくとも１回変形位置合わせ処理が行われた状態において、作業者によって新たに入力された優先特徴点ペアのことを意味する。具体的には、特徴点取得部１０６は、前回の位置合わせのループにおけるステップＳ１２０４で不図示の記憶部に記憶された優先特徴点ペアの情報と、今回のステップＳ１２０４で不図示の記憶部に記憶された優先特徴点ペアの情報とを取得する。そして、今回の優先特徴点ペアの情報と前回の優先特徴点ペアの情報との差分から、特徴点取得部１０６は、新たに追加された優先特徴点ペア（追加優先特徴点ペアと呼ぶ）を特定する。このとき特定された追加優先特徴点ペアは、単数であっても複数であっても追加優先特徴点ペアと呼ぶものとする。
【０１３８】
（夫々の非優先特徴点ペアの影響度を算出）
ステップＳ１２０９において、影響度算出部１１０９は、非優先特徴点ペアの夫々の点について、ステップＳ１２０８で特定された追加優先特徴点ペアに対して与える影響度を算出する。すなわち、特徴点取得部１０６は、位置合わせが実行済みであるか否かを表す判定情報を参照して、位置合わせが未実行であるか否かを判定し、位置合わせが行われている場合に、影響度算出部１１０９は、位置合わせ後に新たに追加された優先特徴点に対して非優先特徴点の夫々が与える影響度を算出する。そして、影響度算出部１１０９は、算出した影響度を重み設定部１１０に送信する。
【０１３９】
以下、図１３のフローチャートを用いて、夫々の非優先特徴点ペアの影響度を算出するステップＳ１２０９の算出処理の詳細について説明する。なお、ステップＳ１３００、およびＳ１３０４の処理は、第１実施形態におけるステップＳ５００、およびステップＳ５０４の処理と同様であるため、重複した説明を省略する。
【０１４０】
（Ｓ１３０１）
ステップＳ１３０１において、影響度算出部１１０９は、注目特徴点ペアと追加優先特徴点ペアとの距離を算出する。具体的な処理を以下に説明する。まず、注目特徴点ペアをＰｍとしたとき、第１の画像および第２の画像における注目特徴点ペアＰｍの座標をそれぞれｘ１，ｍおよびｘ２，ｍとする。次に、追加優先特徴点ペアをＰａ，ｋ（０≦ｋ≦Ｎａ，Ｎａは追加優先特徴点ペアの個数）としたとき、第１の画像および第２の画像における追加優先特徴点ペアＰａ，ｋの座標をそれぞれｘ１，ｋおよびｘ２，ｋとする。このとき、追加優先特徴点ペアＰａ，ｋに関する、注目特徴点ペアＰｍとの距離は、第１の画像上および第２の画像上のそれぞれにおいて以下の数式で表される。
【０１４１】
ｄ１，ｋ＝||ｘ１，ｍ−ｘ１，ｋ||・・・（７）
ｄ２，ｋ＝||ｘ２，ｍ−ｘ２，ｋ||・・・（８）
（Ｓ１３０２）
ステップＳ１３０２において、影響度算出部１１０９は、注目特徴点ペアが追加優先特徴点ペアに与える影響度を算出する。具体的な処理を以下に説明する。追加優先特徴点ペアＰａ，ｋと注目特徴点ペアＰｍとの距離に関して、以下の数式で表されるように、第１の画像と第２の画像のそれぞれにおける距離の平均値ｄｋを算出する。
【０１４２】
ｄｋ＝（ｄ１，ｋ＋ｄ２，ｋ）／２・・・（９）
そして、影響度算出部１１０９は、距離の平均値ｄｋに基づき、注目特徴点ペアＰｍが追加優先特徴点ペアＰａ，ｋに与える影響度Ａｋを以下の数式を用いて算出する。
【０１４３】
Ａｋ＝１−ｄｋ／（１＋ｄｋ）・・・（１０）
上記の式において、距離の平均値ｄｋが「０」の場合、影響度算出部１１０９は、影響度Ａｋとして「１」を取得する。距離の平均値ｄｋが限りなく大きい場合、影響度算出部１１０９により取得される影響度Ａｋは限りなく「０」に近い値となる。なお、上記の説明では、影響度算出部１１０９は、第１の画像と第２の画像のそれぞれにおける距離の平均値に基づいて影響度を算出したが、影響度の算出方法はこれに限らない。例えば、影響度算出部１１０９は、第１の画像上の距離または第２の画像上の距離の何れか一方に基づいて影響度を算出することが可能である。
【０１４４】
以上のようにして、影響度算出部１１０９は、夫々の非優先特徴点ペアについて、追加優先特徴点ペアに与える影響度を算出することができる。また、影響度は、単純に特徴点の距離に基づいて算出される値であるため、影響度算出部１１０９は、小さい計算コストで影響度を取得することができる。
【０１４５】
（特徴点ペアの重みを設定）
ステップＳ１２１０において、重み設定部１１０は、夫々の非優先特徴点ペアの整合度または影響度に基づいて、全ての特徴点ペアの位置合わせのための重みを設定する。まず、ステップＳ１２０７から本ステップ（Ｓ１２１０）へと処理が移ってきた場合を説明する。この場合、重み設定部１１０は、優先特徴点ペアの重みｗｐ，ｉおよび非優先特徴点ペアの重みｗｎ，ｊを、第１実施形態のステップＳ２０７（図２）と同様の設定方法により設定する。具体的な設定方法は、第１実施形態のステップＳ２０７と同じであるため説明を省略する。重み設定部１１０は、設定した、優先特徴点ペアの重みｗｐ，ｉおよび非優先特徴点ペアの重みｗｎ，ｊを不図示の記憶部に記憶する。そして、記憶された重みの情報は、ステップＳ１２０２からＳ１２１３の位置合わせのループが複数回実行された場合でも、上書きされずに新たに別の領域に記憶されるものとする。
【０１４６】
次に、ステップＳ１２０９から本ステップ（Ｓ１２１０）へと処理が移ってきた場合を説明する。この場合、優先特徴点ペアの重みｗｐ，ｉの設定方法は、第１実施形態のステップＳ２０７と同じであるため説明を省略する。
【０１４７】
次に、非優先特徴点の重みｗｎ，ｊの設定方法を説明する。ステップＳ２０７（図２）と同様に、非優先特徴点ペアをＰｎ，ｊ（０≦ｊ≦Ｎｎ，Ｎｎは非優先特徴点ペアの個数）とする。
【０１４８】
また、非優先特徴点ペアＰｎ，ｊが追加優先特徴点ペアＰａ，ｋに与える影響度をＡｊ，ｋとする。ここで、非優先特徴点について、重み設定部１１０は、影響度と閾値との比較により、非優先特徴点の重みを設定する。また、非優先特徴点ペアについて、重み設定部１１０は、影響度と閾値との比較により、非優先特徴点ペアの重みを設定する。
【０１４９】
非優先特徴点について、重み設定部１１０は、影響度が閾値以上となる場合、非優先特徴点の重みをゼロに設定する。また、非優先特徴点について、重み設定部１１０は、影響度が閾値未満となる場合、位置合わせにおいて使用された重みを非優先特徴点の重みとして設定する。
【０１５０】
また、非優先特徴点ペアについて、重み設定部１１０は、影響度が閾値以上となる場合、非優先特徴点ペアの重みをゼロに設定する。また、重み設定部１１０は、影響度が閾値未満となる場合、位置合わせにおいて使用された重みを非優先特徴点ペアの重みとして設定する。例えば、全ての追加優先特徴点ペアについて、影響度Ａｊ，ｋが所定の閾値（例えば、０．８）以上となる場合に、重み設定部１１０は、非優先特徴点ペアＰｎ，ｊの重みｗｎ，ｊを「０」に設定する。これにより、夫々の非優先特徴点ペアＰｎ，ｊに関して、一つでも影響度Ａｊ，ｋが閾値を上回るような追加優先特徴点が存在する場合、重みｗｎ，ｊは「０」となる。
【０１５１】
また、上記の処理で「０」に設定されなかった、非優先特徴点ペアの重みｗｎ，ｊをｗｎ，ｊ，ｙｅｔと表記すると、ｗｎ，ｊ，ｙｅｔに関しては以下のような方法で値を設定する。
【０１５２】
重み設定部１１０は、前回の位置合わせのループにおけるステップＳ１２１０で不図示の記憶部に記憶された非優先特徴点ペアの重みの情報を取得する。この重みをｗｎ，ｊ，ｏｌｄと表す。そして、重みｗｎ，ｊ，ｙｅｔの値を、それに対応するｗｎ，ｊ，ｏｌｄの値に設定する。重み設定部１１０は、追加優先特徴点ペアに一定距離以上近く、影響度の大きい非優先特徴点ペアについては、その影響度を低減するように重みを「０」に設定し、かつ、それ以外の非優先特徴点ペアについては、前回の位置合わせ時に算出した重み（ｗｎ，ｊ，ｏｌｄ）を設定する。位置合わせ部１１２は、以上のように重み設定部１１０により設定された重みに基づいて位置合わせを行うことができる。
【０１５３】
なお、本実施形態では、影響度Ａｊ，ｋが所定の閾値以上となる場合、重み設定部１１０は、非優先特徴点の重みｗｎ，ｊをゼロ（「０」）に設定し、影響度Ａｊ，ｋが所定の閾値未満となる場合、重み設定部１１０は、前回の位置合わせ時に使用した重みを設定する構成について説明した。しかしながら、非優先特徴点の重みｗｎ，ｊの設定方法はこれに限られない。例えば、重み設定部１１０は、影響度のＡｊ，ｋの大きさに応じて、全ての非優先特徴点ペアの重みｗｎ，ｊを設定することも可能である。この場合、例えば、全ての非優先特徴点ペアの重みｗｎ，ｊに関して、重み設定部１１０は、前回の位置合わせ時の重みｗｎ，ｊ，ｏｌｄに対して影響度Ａｊ，ｋに基づく値を掛け合わせて、全ての非優先特徴点ペアの重みｗｎ，ｊを算出することが可能である。
【０１５４】
本実施形態によれば、優先特徴点が追加された場合に、その優先特徴点に大きく影響を与える非優先特徴点については、その影響度を低減するように重みを設定し、かつ、それ以外の非優先特徴点については、前回の位置合わせにおいて設定された適切な重みを設定して位置合わせをすることが可能になる。
【０１５５】
本実施形態によれば、作業者が一致させたい特徴点について確実に一致させ、かつ、その周囲において変形の不自然さのない、適切な位置合わせ結果を得ることができる。更に、第１実施形態のように優先特徴点が追加されるたびに、整合度を計算するために変位場を算出するという大きな計算コストをかけることなく、小さい計算コストで簡便に変形位置合わせ結果を得ることができる。
【０１５６】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
１００  画像処理装置、１０２  データ取得部、１０４  特徴点抽出部、
１０６  特徴点取得部、１０８  整合度算出部、１１０  重み設定部、
１１２  位置合わせ部、１１４  表示制御部、１１６  終了判定部
【図１】
0006541363.tif 000003
【図２】
0006541363.tif 000004
【図３】
0006541363.tif 000005
【図４】
0006541363.tif 000006
【図５】
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【図６】
0006541363.tif 000008
【図７】
0006541363.tif 000009
【図８】
0006541363.tif 000010
【図９】
0006541363.tif 000011
【図１０】
0006541363.tif 000012
【図１１】
0006541363.tif 000013
【図１２】
0006541363.tif 000014
【図１３】
0006541363.tif 000015
【図１４】
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