名古屋大学 ２００８年度 最終講義

ＩＢ館大講義室 ２００９年３月２３日（月）人間のための画像処理
末永 康仁
名古屋大学 大学院情報科学研究科 メディア科学専攻
メデ ア科学専攻 知能メディア工学講座
知能メデ ア工学講座
1名古屋大学 ２００８年度 最終講義

ＩＢ館大講義室

２００９年３月２３日（月）人間のための画像処理
末永 康仁
名古屋大学
大学院情報科学 究科
大学院情報科学研究科
メディア科学専攻 知能メディア工学講座
メディア科学専攻・知能メディア工学講座

2

講義？
• 最初に困惑。何をお話したら良いのだろう？
• 大学（１２年間）に限定せず過去も含めよう。
大学（１２年間）に限定せず過去も含めよう• （決して公私混同でなく）公私混合でお話しよう。
• 一人で現在の６３歳になったのではない。親、家族 恩師 先輩 友人 同僚 学生諸君を含む全族、恩師、先輩、友人、同僚、学生諸君を含む全ての方々のおかげである。
• 講義とは名ばかり。題目の「人間のための画像処理」を軸に、生い立ちから今日の自分に至るまでを簡単にご紹介し、お世話になった全ての皆様に心からお礼申し上げる次第に心からお礼申し上げる次第。
3

犬山城

誕生 1945年11月23日
場所 犬山市本町（母の両親疎開先）

4

木曽川

犬山城

5

御岳

木曽川（犬山城より）6国宝 犬山城

7急勾配の階段 （犬山城内）
8巨大な梁 （犬山城内部）
9国宝 犬山城 守護神 針綱神社

10

犬山市文化資料館
市資料館（犬山城白帝文庫）
城白帝 庫
11

本町 （犬山市 中心街）

12

犬山市 本町 札の辻

13

14

生誕地 犬山市本町（母の両親疎開先）

15

犬山にて

16

東山動物園にて
真剣に象から逃げる17

東山動物園にて
18

千種区内山町にて

19

犬山にて
20

国宝 犬山城 （木曽川対岸（木曽川対岸＝岐阜県側より）
岐阜県側より）
21

１９４５年11月

犬山生まれ。 すぐ本籍地（千種区内山町） へ。

小中高生時代 １２年間
１９５２－１９５８ 名古屋市立内山小学校 徒歩５分
１９ ８ １９６１ 名古屋市立今池中学校 徒歩１０分
１９５８－１９６１
１９６１－１９６４ 愛知県立旭丘高等学校 徒歩２０分 水泳部
名古屋大学・学生時代 ９年間
１９６４－１９６８ 名古屋大学・工学部・電気電子工学科
１９６８－１９７３ 名古屋大学・工学研究科・修士／博士課程ＮＴＴ研究員時代 ２４年間
１９７３－１９９７ ＮＴＴ研究所（武蔵野、横須賀）（１９８５－１９８６（１９８５
１９８６ ＭＩＴメディア研究所）
名古屋大学・教員時代 １２年間
１９９７－２００３ 名古屋大学・工学研究科
２００３－２００９ 名古屋大学・情報科学研究科

22

趣味に近い生活の学生時代
木工
写真

映画
機械
散歩

ゴム鉄砲、船の模型、家具の製作。
後に 庭／家いじりに発展 現在も後に、庭／家いじりに発展、現在も。
白黒フィルム現像、印画紙焼付け。
ー＞後に、写真年賀状３０年継続＞後に 写真年賀状 年継続
２００８年は自分流ディジタル元年。
理屈抜きで好き。外国・語学への興味。
８ｍｍフィルム、ビデオ撮りへ、現在も。
幼少時、多くのペンを破損。まず自転車。
後に自動車いじりに発展、現在も。
自然・鳥観察に発展。現在も。
23

鉄砲

ゴム鉄砲（中学校時代。残存１丁）

24

25

工作から工学へ26

１９４５年11月

犬山生まれ。 すぐ本籍地（千種区内山町） へ。

小中高生時代 １２年間
年間
１９５２－１９５８ 名古屋市立内山小学校 徒歩５分
１９５８－１９６１
１９５８
１９６１ 名古屋市立今池中学校 徒歩１０分
１９６１－１９６４ 愛知県立旭丘高等学校 徒歩２０分 水泳部
大学生・大学院生時代 ９年間 徒歩４０分 （地下鉄５分）
１９６４－１９６８ 名古屋大学・工学部・電気電子工学科
１９６８ １９７３ 名古屋大学・工学研究科・修士／博士課程
１９６８－１９７３
名古屋大学
学研究科 修士／博士課程ＮＴＴ研究員時代 ２４年間
１９７３－１９９７ ＮＴＴ研究所（武蔵野、横須賀）（１９８５－１９８６ ＭＩＴメディア研究所）
名古屋大学教員時代 １２年間
１９９７ ２００３ 名古屋大学・工学研究科
１９９７－２００３
名古屋大学 工学研究科
２００３－２００９ 名古屋大学・情報科学研究科

27

１９６４年春 名古屋大学 入学
・ 日本は高度成長期
東京オリンピック・東海道新幹線
名神高速道路（cf.東名は数年後）
・ 工学部・電気電子工学科
電気＋電子、強電＋弱電、
真空管＋トランジスタ＋情報 （情報の理論、FORTRAN の講義）
・ 名大祭の手伝いで計算機室へ初めて見た計算機 NEAC2203
28

忘れがたい電子計算機名
NEAC ２２０３
名大 工学部
名大・工学部HITAC ５０２０E
東大
FACOM ２３０／６０ 京大・名大lntel ８００８、８０８０ NTT武研
DEC PDPPDP-１１／４５
１１／４５ NTT武研
DEC VAX-１１／７８０
VAX １１／７８０ NTT横研29

１９６８年春名古屋大学 工学研究科 電気電子専攻
修士課程入学 （福村研究室 所属）
指導教官
福村晃夫先生
直接指導者 鳥脇純一郎先生
研究は 応滑り出しとしては順調に思えた。
研究は一応滑り出しとしては順調に思えた。
テ マは、パタ
テーマはパターン認識のための２次判定
ン認識のための２次判定
関数の性質など。しかし勉強が主。
30

鳥脇純一郎先生：
胸部 線 真 自動診
胸部Ｘ線写真の自動診断の研究ー世界に先がけー
J. Toriwaki, T.Fukumura et al. “Automatic
Recognition of Abnormal Shadows in Chest
Roentgenograms ” Japanese Journal of
Roentgenograms,
Biomedical Engineering, 1968
最初の英論文：Memoirs of Faculty of Engineering, Nagoya
University31

１９６８年当時の計算機環境
大型計算機のみで、バッチジョブ方式
大型計算機のみでバッチジョブ方式
カード入力 画像入力なし
LP出力 画像出力なし
スクリーンエディタはなかった
おそい メモリ容量が小さい 高価
机上デバッグ重要 それ以前に手法を熟考
まず慎重に机上デバッグ
まず慎重に机上デッグ 少ないデ
少ないデータで考えるくせタで考えるくせターンアラウンドタイムは１時間～数日
ワープロもなかった。タイプライタのみ。
プ もなか た タイプライタのみ
論文は原稿用紙に手書きー＞版組・漢字タイプ等学会大会予稿や研究会資料は手書きのまま
32

昭和４４年電気四学会連合大会
１９６９年３月 仙台
33

34

35

36

１９６９年 修士課程２年次
進路に迷い、鳥脇先生、福村先生に相談。
進路に迷い
鳥脇先生 福村先生に相談
先生方のご助言で博士課程進学を選ぶ。
しかし、研究は進まず悩む日々が続く。
ある朝、登校時に運命の出会あり。
全てが進み始める 全力投球へ
全てが進み始める。全力投球へ。
電電公社の奨学生（博士課程）に採用。
電電公社の奨学生（博士課程）に採用
37

１９７０年３月

38

１９７０年３月

39

40

41

１９７０年博士課程に進学
胸部Ｘ線写真のパターン認識の研究に取り組む
間接撮影胸部X線写真の自動診断＝＞世界に先駆け
昭和40年代の大型計算機（現代の電卓にも及ばない）
きわめて限定された能力の入出力
データ取得は機械式スキャナ＝＞アナログ信号を小型計算機入力部でＡ／Ｄ変喚＝＞９ビットディジタル信号＝＞紙テープ＝＞磁気テープ＝＞大型計算機の磁気ディスクへ格納
計算機実験： カードリーダ＋ラインプリンタ
42実験に用いた間接撮影Ｘ線写真（16枚）
肺

心臓

肺

心臓

DATA1 正常

正常

DATA9

結核

正常

DATA2 がん

正常

DATA10 結核

正常

DATA3 結核

正常

DATA11 結核

正常

DATA4 Salcoidosis 正常

DATA12 正常

左室肥大

DATA5 正常左室肥大

DATA13 結核

正常

DATA6 結核

正常

DATA14 肺門部異常 正常

DATA7 結核

正常

DATA15 気管支拡張 正常

DATA8 胸膜炎

正常

DATA16 正常

43正常

胸部Ｘ線写真 DATA1

肺（正常）

心臓（正常）

44

胸部Ｘ線写真 DATA2

肺（がん）

心臓（正常）

45

胸部Ｘ線写真 DATA3

肺（結核）

心臓（正常）

46

胸部Ｘ線写真 DATA4 肺（Salcoidosis）心臓（正常）47

胸部Ｘ線写真 DATA5 肺（正常） 心臓（左室肥大）

48

胸部Ｘ線写真 DATA６

肺（結核）

心臓（正常）

49

胸部Ｘ線写真 DATA7

肺（結核）

心臓（正常）

50

胸部Ｘ線写真 DATA8

肺（胸膜炎） 心臓（正常）51正常と異常をどう見分けるか
常 異常を う見分け・ 肋骨、鎖骨、血管影を含む本来複雑な投影像
・ 割り切り：
割り切り 肺尖部（鎖骨より上）と肺野周辺部を除く
肺野の主要部分のみを扱う
・ 局所的視野と大局的視野（cf.ナスカ地上絵） 鍵は机・ 濃度差の検出
周囲と一定の濃度差がある部分の検出を目指す

R
Range
Filt
Filterと Bridge
B id Filt
Filter・ 肋骨のモデル化と実画像へのあてはめ（Fitting)
規則性を有する肋骨のModel Fittingにより肋骨の位置を検出して濃度差の判定に利用
52

（１次）差分型線形フィルタ
末永、鳥脇、福村 信学論１９７３53

（２次）差分型線形フィルタ信（Bridge（g Filter）） 末永、鳥脇、福村 信学論
信学論１９７３
54

Bridge Filter の構成例：
構成
５ ５平滑化との組み合わせ
５ｘ５平滑化との組み合わせ55

Range Filter

末永 鳥脇 福村 信学論１９７３
末永、鳥脇、福村

各点近傍領域内の Range = Max – Min を出力目的により近傍領域の大きさ 形状を調整目的により近傍領域の大きさ・形状を調整
平滑化フィルタとの組み合わせも有効
56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

２次差分線形フィルタ（Ｂｒｉｄｇｅ
次差分線
タ（Ｆｉｌｔｅｒ）
）
１

－２

１

１

－２

１

１
－２

１

－２
１

１

67

後に、清水昭伸氏によるBridge Filterの拡張。
多方向ブリッジフィルタ出力の最小値をとる。
２次元から３次元へ適用。 考え方は同じ。
MinDD フィルタとして現在も重用。
フィルタとして現在も重用

68

胸部Ｘ線写真 DATA2

肺（がん）

心臓（正常）

69

背部肋骨像Ｍｏｄｅｌ Ｆｉｔｔｉｎｇ70

画像パターン認識・解析

71

72

73

福村研究室 夏の研究室旅行

74

福村研究室
ハイキング
御在所岳
在
75

御在所岳
76

御在所岳
77

御在所岳
78

T.Fukumura, J.Toriwaki
anddY
Y.Suenaga:
S“Pattern“P
tt
R
Recognition
iti off
Chest Photofluorograms”（胸部X線写真のパタ ン認識）
（胸部X線写真のパターン認識）

First USA
USA-JAPAN
JAPAN
Computer Conference,
October 3
3-5,
5 1972
1972, Tokyo
Range Filter
andBridge Filter

79

80

１９７３

CGIP誌 鳥脇、末永，根来、福村
鳥脇 末永 根来 福村

81

結納 １９７２年初夏
82

結婚 １９７２年１１月
83

小中高生時代 １２年間
１９５２－１９５８
１９５２
１９５８ 名古屋市立内山小学校
１９５８－１９６１ 名古屋市立今池中学校
１９６１－１９６４ 愛知県立旭丘高等学校
大学生・大学院生時代 ９年間
１９６４ １９６８ 名古屋大学・工学部
１９６４－１９６８
名古屋大学 工学部
１９６８－１９７３
同・工学研究科・修士／博士課程ＮＴＴ研究員時代 ２４年間
１９７３－１９９７ ＮＴＴ研究所（武蔵野、横須賀）（１９８５－１９８６ ＭＩＴメディア研究所）
名古屋大学教員時代 １２年間
１９９７－２００３ 名古屋大学・工学研究科
２００３－２００９
２００３
２００９
同
・情報科学研究科
情報科学研究科84

１９７３年４月 日本電信電話公社 入社
中央学園にて１ 月の前期訓練
中央学園にて１ヶ月の前期訓練

85

86

中央学園での前期訓練

講義＋体力づくり87

約３００名の同期社員とともに中央学園に
おおいて１ヶ月の前期訓練を受ける。
ヶ月 前期訓練を受ける。
１９７３年５月、約１５０名が事業部門配属。
１９７３年５月
約１５０名が事業部門配属
約１５０名が研究所（武蔵野、横須賀、茨城）に配属 博士課程修了者は全て研究城）に配属。博士課程修了者は全て研究所に配属。
末永は、武蔵野電気通信研究所・画像通末永は、武蔵野電気通信研究所
画像通信研究部・表示機器研究室に配属。
88

知の泉を汲んで研究し実用化により世に恵を具体的に提供しよう
１９４８年８月１日
逓信省電気通信研究所発足
初代所長 吉田五郎

89画像処理研究の環境や道具は皆無。大型計算機
画像処理研究の環境や道具は皆無
大型計算機
DIPSはバッチジョブのみで、実質上全く使えず。
使えたミニコンは主記憶６４Kbyte（OS領域込み）。
自分で環境を整えることを決意。当時話題のマイク
ロコンピュ タを活用する仕事を提案 この仕事を遂
ロコンピュータを活用する仕事を提案。この仕事を遂行しつつ、副産物（本命）としての巨大ランダムアク
セスメモリ兼高解像度カラ 表示装置の製作を推進
セスメモリ兼高解像度カラー表示装置の製作を推進。
当時最新の４Kbit/ChipのRAM使用を選択。
制御装置込みで１９インチラック２台をフル使用することとなることとなる。
90

１９７４年秋 工学博士
91

Ｄｉ ｉｔ ｌ ＴＶ （ＤＴＶ－１）の製作
Ｄｉｇｉｔａｌ（ＤＴＶ １）の製作 （１）
幸運にも優れたミニコンピュータ（DEC社のPDP幸運にも優れたミニコンピュ
タ（DEC社のPDP
11/45）が漢字パターン評価用の実験装置として納入され 使えるようになった 当時すでにスクリ ン
入され、使えるようになった。当時すでにスクリーン
エディタを備え、非常に使いやすい計算機であった。
しかし、主記憶は６４Kバイト（OS領域を含む）。プロ
グラムしか乗らない 画像領域としてはせいぜい数グラムしか乗らない。画像領域としてはせいぜい数
１０ｘ数１０画素しかとれない。少し大きめの画像を処理するためには 補助メモリ（磁気ディス
画像を処理するためには、補助メモリ（磁気ディスク）から１行ずつ読み出し、時間をかけて処理するしかなかった
かなかった。
92

Ｄｉ ｉｔ ｌ ＴＶ （ＤＴＶ－１）の製作（２）
Ｄｉｇｉｔａｌ（ＤＴＶ １）の製作（２）DTV-1の入出力部をPDP-11/45の入出力ポー
DTV
1の入出力部をPDP 11/45の入出力ポトに合わせて設計。大成功を収める。
ＤＴＶ-1が備える５１２ｘ５１２画素のカラー画像をランダムアクセスメモリの中で処理できるようになった。
当時としては想像を超える大容量メモリであり、それを高解像度カラ CRTに常時直接表示でそれを高解像度カラーCRTに常時直接表示できるようにしたことにより、会話型画像処理が楽々と出来るようにな た
楽々と出来るようになった。
93

ディジタルTV-1
デ
ジタルTV 1 はその後、技術革新の激しい当時にはその後 技術革新の激しい当時にあって１１年間も所内で重用される幸運に恵まれた。
（漏電事故に逢うも 三ツ矢英司氏により完全修復）（漏電事故に逢うも、三ツ矢英司氏により完全修復）
直線 円弧の高速生成法 ＩＥＥＥ Ｔｒ．Ｃ
直線・円弧の高速生成法
Ｔ Ｃ
カラー画像処理用DTV
カラ
画像処理用DTV（電子計算機による塗り絵）

信学論

FAXのみを入出力装置とする原稿編集
IJICAI ICPR,IJICAI,ICPR 信学論、ＩＥＥＥ
信学論 ＩＥＥＥ Ｔｒ．ＰＡＭＩ
Ｔ ＰＡＭＩ（名倉正計 岡田守 三ツ矢英司 の各氏 他）（名倉正計、岡田守、三ツ矢英司、の各氏、他）
94

95

96

ＤＴＶ １
ＤＴＶ－１
巨大メモリ
＋
制御装置
装
97

98

99

100

101

小林公知氏Ｉ－ＸＹ／ＣＲＴ102

ＤＴＶ－１103

I-XY/CRTの作成経験と画像処理研究用道具である
Digital TVの完成により、停滞研究が一気に進展
・直線・円弧の高速生成アルゴリズム
MDCM（IEEE Trans. C.)
・連結領域内ぬりつぶしアルゴリズム
如意棒法
電子計算機による塗り絵
カラー画像処理用ディジタルTV（信学会学術奨励賞、信学論）
・手書きマーク識別による原稿編集
図面・英文を含む原稿編集（ICPR,信学論、IEEE Trans.PAMI)
104

105

106

107

108

109

110

111

112

実際に本原稿
編集システムを利用して作成
した学会予稿
電子情報通信学会 昭和５４
学会・昭和５４
年度総合大会113

意気揚々と原稿編集の研究成果を発表
IJICAI’７９、Tokyo、Japan に採録（ECL２０分の２）
IJCPR’80、Miami Beach, Floridaに採録
初めての海外出張（３５歳） 直前まで辞令交付
海外出張壮行会、帰朝報告会の空気残存。
１９８０年１２月NY滞在出張中にジョン・レノン死去
帰国し、年明けとともに、地獄の任務が待っていた。
年
も獄 任務が待NTT横須賀研究所の育成担当調査役（２年間）
横 賀 究所 育成担
査役 年
名育成役！＋末永はあれ（育成）でおかしくなった！
114

横須賀通研 企画管理室 育成担当調査役 （３５歳）（１９８１ー１９８３ 研究を離れた管理監督部門）
育成・訓練（表）＋人事管理（含評価、完全極秘）調査員（１９８１－１９８２）
石垣昭一郎（会社重役）ー 極秘システム完成
高 正博 （現 東海大教授）
調査員（１９８２－１９８３）
安達 文幸（現 東北大教授、G-COEリーダ）
服部 文夫（現 立命館大学教授）
概念の変革： より自然に、自分と人を大切に115

手の動き検出：Hand
手
動き検出
Reader
末永康仁、間瀬健二、
情処全大（昭和６０年前期）

人物像の認識116

手の動き検出：Hand Reader
末永康仁 間瀬健二
末永康仁、間瀬健二、
情処全大（昭和６０年前期）

117

１９８５年３月 １９８６年３月 ボストンへ
１９８５年３月～１９８６年３月
ボストン
NTTよりマサチューセッツ工科大学（MIT)の科大学
メディア研究所に客員研究員として派遣される。
５年間のNTT-MIT共同研究の一環
事業部門より３名、研究所から以下の４名派遣
１ 末永康仁２ 下原勝憲原勝憲 氏
３ 外村佳伸氏
４ 間瀬健二氏
間瀬健 氏

現 同志社大学教授
現 NTTーＣ科学基礎研究所長
現 名古屋大学教授

118

119
１９８４年１２月 安全祈願 （諏訪神社、横須賀市）

MIT

120

Prof. Nicholas Negroponte
MIT メディア研究所 所長

121

Walter

メディア研究所の若手教員 Walter Benderの家へ

122

1985
MIT
Media
Laboratory123

メディア研究所の大学院生たちと

Mark

Eric
David
Mark
Steve

124

１９８５年 Damon Park
Park, Arlington

125

MITメディア研究所にて
126

MITメディア研究所の自室（ターミナルガーデン脇）にてガ デ127

谷本正幸先生（名古屋大学）128

Negroponteg p
メディア研究所長

NHK
国重氏

NHK
為ヶ谷氏
朝日新聞
馬上氏

129

出動！! Arlington Firestation130

チャールズ河畔
ボストンポップスの名指揮者
アーサー・フィードラーの石像

131

１ガロンで約１ドル
レギュラーとは有鉛
132

MITメディア研究所の学生研究室（ターミナルガーデン）にて133

Arlingtonのアパートにて

134

135

136

137

Prof. Marvin Minsky

138雲の上の存在と認識していたMITメディアラボの実態の良い面と悪い面の両方を知って帰国
１年間＋であったが、学んだことは実に多かった
どんなに優れても一人で出来ることは限られる。
夢を示し 多くの人の賛同を得ることの重要さ夢を示し、多くの人の賛同を得ることの重要さ
良い目標をとらえた音声と映像の威力を実感。
良い目標をとらえた音声と映像の威力を実感
組織的研究の重要さを考えるようになった。
組織的研究の重要さを考えるようになった139

データ/記述/概念

コンピュータビジ
ビジョン

コンピュータグ
グラフィックスク

画像認識/理解

画像生成

画像から
データ/記述/概念への変換

データ/記述/概念
デタ 記述 概念から画像への変換

画像処理

入力画像

出力
140

図1.1 画像処理、コンピュータビジョン、コンピュータグラフィクスの関係

Applications

Transmission Database

High-Level
Description

Mid-Level
Description

Original Image

Reproduced Image

Computer Vision

Computer Graphics

Dual pyramids of CV and CG.

141

ModelTransmission
Lines

Model

Ultra low bit-rata
CV CoderCG Decoder

Coder

Narrow band

Decoder

Original Image

Wide band

Reproduced Image

Model Based CODEC

142

重要な情報源としての人物像
人の顔や姿かたちは非常に多くの情報を含む
ただし，推定出来るに過ぎないものもある．
年齢，性別，人種，出身地方，
感情（喜怒哀楽），心理状態，
意志，意図，欲望の有無／種類，
関心，感心，放心，
健康状態，体型，体格，
性格／気質（内向的 外向的 豪胆 臆病 柔和 素直 等）
性格／気質（内向的，外向的，豪胆，臆病，柔和，素直，等），
直前の行動（寝起き，運動後）等，“よく当る”占い師は観察上手で聞き上手よく当る 占い師は観察上手で聞き上手
免許証写真，お見合い写真，記念写真，
手配写真 著者紹介写真 等
手配写真，著者紹介写真，等，
人物像は現代社会に不可欠の情報

143

人物像の認識（Human Image Recognition）

Person Image Reader
Head Reader
Face Reader
Eye Reader
Lip Reader
Hand Reader
Body Reader

Massageg
Integrator

Foot Reader

People Image Reader
Person Image Recognizer

Human Reader

144

Computer Vision （CV) と Computer Graphics（CG)
人物像の認識と生成
正面像と側面像からの３D顔画像生成 秋本高明
高速光線追跡法 秋本高明、橋本秋彦
頭髪像の生成渡部保日児、山名岳志
形状とカラーの一致計測
形状とカラの 致計測 渡部保日児 Ｒ．Ｗａｌｌａｃｅ
Ｗａ ａｃｅ
頭部・顔動作の読取 間瀬健二
手・腕動作の読取
手腕動作の読取 福本雅朗、佐藤敦
顔画像認識 赤松 茂、 佐々木 努、 増井信彦
基礎 上田修功、荒川賢一、森本正志、田修功、荒川賢 、森本正志、
小林公知、名倉正計、岡田守、三ツ矢英司、保坂憲一
・・・・・各氏
各氏
145

サイバーウェア社
レ ザ スキャナ
レーザースキャナ
形状＋カラーの一致同時計測（渡部保日児）世界中で使用
人物像研究
映画（T2等）

146

147

148

149

150

151

152

153

154

人物像の認識155

人物像の生成SIGGRAPH’90 Openingpg Session“Two Persons” Y.Watanabe and Y.Suenaga

156

157

158

優れたインタフェースの実現を目指して
Human Reader（１） コンピュータに顔ができた（２） 人物像の認識と生成
物像
生成
159

NCS Gesture Recognition Engine•

3次元データから「ジェスチャー」を認識して任意のアプリケーションに通知する、
非接触ユーザインタフェース提供エンジン

ＮＣＳ（日本コントロールシステム株式会社） 提供

160

非接触UI
非接触
UIの実現
の実現
実現
•

エンジンにより、指や手の形状・動きを利用した非接触UIの提供が可能
ポインティングとアクション（マウスやタッチパネルのエミュレーション）
ジェスチャ によるダイレクトコントロ ル
ジェスチャーによるダイレクトコントロール

ＮＣＳ（日本コントロールシステム株式会社） 提供
161

１９９７年２月 横須賀から名古屋へ
162

１９４５年11月

犬山生まれ。 すぐ本籍地（千種区内山町） へ。

小中高生時代 １２年間
１９５２－１９５８ 名古屋市立内山小学校
１９ ８ １９６１ 名古屋市立今池中学校
１９５８－１９６１
１９６１－１９６４ 愛知県立旭丘高等学校
大学生・大学院生時代 ９年間
１９６４－１９６８ 名古屋大学・工学部・電気電子工学科
１９６８－１９７３ 名古屋大学・工学研究科・修士／博士課程ＮＴＴ研究員時代 ２４年間
１９７３－１９９７ ＮＴＴ研究所（武蔵野、横須賀）（１９８５－１９８６（１９８５
１９８６ ＭＩＴメディア研究所）
名古屋大学教員時代 １２年間
１９９７－２００３ 名古屋大学・工学研究科
２００３－２００９ 名古屋大学・情報科学研究科

163

164

１９９７年春 名古屋大学へ着任
NTT勤務２４年（１９７３－１９９７）の間に医用画像診断の世界は大きく進歩。
医用画像診断の世界は大きく進歩
画像取得技術の進歩
X線CT
MRI
内視鏡
超音波像
PET
・・・・

コンピュータの進歩
価格・大きさ速度・メモリ
入出力機器
通信・ネット
I/F
・・・・

165

同一被検者に見る
直接撮影像とＣＴ像
１９８５年頃

直接撮影像

ＣＴ像
166

名古屋大学教員時代
１９９７春－２００３春 工学研究科 計算理工学専攻
２００３春－２００９春

情報科学研究科 メディア科学専攻

2002-2006 ２１世紀ＣＯＥ 名古屋大学拠点「社会情報基盤のための音声 映像の知的統合 拠点リ ダ「社会情報基盤のための音声・映像の知的統合」拠点リーダ
2003-2006 特定領域研究 「多次元医用画像の知的診断支援」「可視化と実時間検査支援」計画班 研究代表者
2006-2008
006 008 科学技術振興調整費 名古屋大学拠点「分析・診断医工学による予防早期医療の創成」 ＤＳＴ-Ｇリーダ
他 特定領域 究 科 費
他に特定領域研究、科研費、厚労省助成金の分担者
労省助成金 分担者 （略）略167

末永研究室の教員構成((1997-2009))97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09
工学研究科
末永康仁

（略）
森 健策

情報科学研究科教授
ＣＯＥリーダ
特定・班長
PME・G長長

助手ー講師ー助教授ーー准教授ー

北坂孝幸

助手ー助教

（大橋理恵）（秘書）

168

Virtual
Endoscopy
仮想化内視鏡森健策 他
１９９４

医用画像利用のキーテクノロジー
July,
July 1994
3D Image Conferenceat Tokyo
y
169

主題：

優れたインタフェース実現のための画像の認識と生成
・ 手書き数式認識・ 人物姿勢推定・ 医用画像処理技術の探究と計算機
支援画像診断および外科支援170

• 手書き数式認識処理の研究
Texによる数式入力：
例：

便利だが慣れが必要。

¥int~{¥infty}_{-¥infty}f(x)dx

手書きを直接Texに変換
書 を直接
変換
171

手書 数 認識処
手書き数式認識処理の研究
研究
手書きストローク

入力

青島史郎,鈴木隆弘他 信学論2000
豊住健一他
豊住健
他 信学論2003

文字切り出し文字認識
数式構造認識出力
LaTeX, MathML

172

人物画像を用いた静力学に基づく
背骨姿勢推定と椎骨負荷解析

古川大介

背
背骨モデル
デ
•
•
•

17個の椎骨(第1腰椎) 外形形状をポリゴン近似
CT像のボリューム
CT像のボリム
各椎骨間にある椎間板 8本のばねで近似
X線CT像(Visible Human Dataset)に基づきモデル構築 レンダリング画像

椎骨

椎間板
173

重り位置の差による第5腰椎への荷重の違い
重りの位置: 近

重りの位置: 遠

古川大介

174

文科省２１世紀ＣＯＥ 名古屋大学拠点 ２００３－２００７

社会情報基盤のための音声・映像の知的統合
拠点リ ダ
拠点リーダー
末永康仁（名古屋大学）
大規模な実世界データベースの構築とそれを用いた国際コンペティションの実施によりメディア処理技術の実証的研究を推進

メディア情報処理理論の質的高度化
物理現象 －＞＞ 視点の転換 ー＞＞ 人間活動音声（「聴」）と映像（「視」）の知的メディア統合「脳」）
175

拠点の世界的実績（２０世紀）音響ＣＯＥ「多元音響信号の統合的理解」
音声信号圧縮と携帯電話への応用（板倉、武田）
人間と音との関わりの多面的研究 大規模デ タベ ス
人間と音との関わりの多面的研究・大規模データベース

音響空間再生音声対話

空間音響知覚医用画像処理（鳥脇・末永） 高度３次元動画像処理（谷本）
高度信号処理の実証的研究

実人体と仮想化人体の融合

大規模信号計測に基づく画像処理

多視点撮影画像リアルタイム
任意視点画像生成
176

意味
意

人間活動

意味を介した多信号の知的統合

意味による
信号分離

物理現象

意味
意

意味

音声と映像の知的統合

単 メディア
単一メディア
多点計測信号の統合

空間
音信号空間

空間
複数メディア
信号の統合

映像信号空間177

事業推進担当者（２００６年度）
末永 康仁

（メ）

画像処理

間瀬 健二

（基C）インタフェース

阿草 清滋（情） ソフトウエア工学

武田 一哉

（メ）

谷本 正幸

（電） 画像通信工学

長尾 確（メC） メディア情報学

渡邉 豊英（社） 知識情報処理

山里 敬也（メC） 通信理論

横井 茂樹（社） メディア情報学

河口 信夫（電） ネットワーク

石井 健
健一郎
郎 （社） パターン認識
タ ン認識

森 健策

（メ）
（
）

画像情報処理坂部 俊樹（情） 計算機言語論

三輪 和久

（メ）

認知科学

平田 富夫

（計） アルゴリズム

藤井 俊彰（電） 画像情報処理

大西 昇

（メ）

生体情報工学

工藤 博章

（メ）

村瀬 洋

（メ）

画像処理

事務局 阿部真記子、棚橋絵未
阿部真記子 棚橋絵未

メ: 情報科学研究科・メディア科学専攻
社:情報科学研究科・社会システム情報学専攻
社:情報科学研究科
社会システム情報学専攻
情:情報科学研究科・情報システム学専攻
計:情報科学研究科・計算機数理科学専攻

音声情報処理

音声音響信号処理

電: 工学研究科・電子情報システム専攻
メC: 情報情報メディア教育センター
ィ 教育
タ
基C: 情報連携基盤センター
178

高性能カメラ・マイク

179

高解像度ビデオカメラで取得した画像

高解像度ビデオカメラ

NTSCビデオカメラ相当
NTSC
ビデオカ
ビデオカメラ相当
相当
180High Precision Audio and Video Signal Acquisition System

181

COEコア - 多点多元計測装置
装置概観
装

特徴
多チャンネル音声・映像
各チャンネル完全同期
スケーラブルな拡張性
高解像度映像映像 1392x1040pixels 29.4118fps
音声 16-96kHz
16 96kHz

2004

2005

2006

2007
182

自由視点テレビ
大規模なカメラ群により撮影される映像か
ら任意視点の映像を生成 ((谷本・藤井))•世界的インパクト–MPEG(Moving Picture Experts
Group)会合における成果発表–MPEGの最も挑戦的な課題と認められ標準化対象として採択

自由視点テレビシステム
多視点映像（入力）•著名学会誌等での紹介–米国光学会
米国光学会–コンピュータ専門誌
自由視点映像（出力）183データベースに基づく車内音声音響処理
大規模実世界データを利用した統計的モデルにより高度なメディア処理を実現(板倉・武田・河口・松原)•受賞
受賞 (優秀コーパス賞)
優秀パ 賞–EuroSpeech2003 (隔年・発表
800件・音声分野でベスト３会議の一つ)•国際共同研究
国際共同研究–海外大学院学生の滞在研究• コロラド大
ロラド大 (USA)• トリノ工科大 (イタリア)• ナンヤン工科大 （シンガポール）–ワークショップ(査読つき)主催（2回）

分散マイクロホン

分散カメラ

実世界データベース
800人・20チャネル（質・量とも世界一）（質
量とも世界 ）
対話記述

運転行動( ) スペクトル回帰に基づく雑音抑圧
(1)
回帰
雑音抑
(2) 映像・音声を統合した音声認識
184(3) 実例に基づく対話制御

184

直線配列カメラ（100台）と新体操の演技

半円配列カメラ（100台）とチェロの演奏
185

医用画像処理の国際的な位置づけ
シカゴ大学,東京農工大，徳島大学，岐阜大学
個々の診断支援システムの実用化

名大世
世界中に多大
大な影響

医用画像
像処理研究
分野の
の創成

実時
時間処理
理

(基本的概念・手法は多く名大から輸出)

名大の特色（医用画像処理）
・医用画像処理研究における世界的先駆者
名大 開発した基本的概念を世界中 医用・名大の開発した基本的概念を世界中の医用
画像処理研究グループが継承(1)2次元・3次元画像処理技術の約４0年にわたる蓄積(2)世界的先駆研究多数
胸部X線像自動診断(72年)・手術シミュレ
ーションシステム(86年)・仮想化内視鏡(94年)・内視鏡ﾅﾋﾞｹﾞｰｼｮﾝ(99年) 等多数
名大の研究水準（現状）多次元信号処理 人体可視化技術に（現状）多次元信号処理，人体可視化技術において世界最高水準（今後）実時間での実・仮想融合．人体ナビゲ
ーション診断で世界をさらにリードション診断で世界をさらにリ ドハーバード大学，東京大学，ロンドン ガイ病院
画像誘導外科手術研究において世界最高水準(86年の名大の手術シミュレーション研究を基盤)

ハンブルグ大学
３次元医用画像可視化技術を利用した解剖図作成技術において世界最高水準
186

187

名古屋大学における医用画像処理研究-臓器領域自動セグメンテーション臓器領域自動セグメンテ ション

肝臓、脾臓、腎臓、縦隔内大血管、気管支、胸部の血管、腹部大動脈、胃壁

187文部科学省 特定領域研究（２００３－２００６）

多次元医用画像の知的診断支援◆ 領域申請代表者
総括班・A01 計画遂行とりまとめ

小畑秀文（東京農工大）◆ 計画班研究代表者
A01 内部構造の3Dモデリング部構リ

田村 進一（阪大）（阪 ）A02 CADの汎用化と高度化

仁木登（徳島大） 木戸尚治（山口）藤田広志（岐阜大） 杉本 直三（京大）

A03 可視化と実時間検査支援

末永 康仁（名大）A04 モダリティ融合CADの開発
A05 ＣＡＤの基盤技術

本谷 秀堅（山形大）
池田 充（名大）188

「電体新書」と「電脳医学大全」• 電体新書– 現代版「解体新書」– ディジタルデータとして人体構造を記述• 電脳医学大全– 画像診断アルゴリズムの画像診断アリ
データベース• これら2つにより– 迅速・安全・正確な診断• One
O stop diagnosis,dii 横断型診断– 知の蓄積

190

191

高次元・
高精細
医用画像

将来のCADシステム
将来のCADシステム
将来
シ テ

左肺

右肺

左肺150度に異常（2002年徳島大学）

各種臓器構造の抽出と理解 （2002年名古屋大学）

191

先端融合領域イノベーション創出拠点の形成

1

分析・診断医工学による（２００６～）
予防早期医療の創成
創てのひらに名医・大病院を高度診断のグローバル化
医療データの蓄積・自動抽出による病院の携帯化「安 という価値の創造から次世代医療産業「安心」
次世代 療産業創生へ
我が国の優れた診断治療能力を世界に向けて発信
192
高度診断治療分野における国際競争力向上

予防早期医療とは

画像診断((詳細画像))早期医療

積極的発症予防・早期発見治療「個の医療 を実現
「個の医療」を実現

193

治療支援

(人体深部)

)

予防医療

細胞診

外(科的内科的画像診断(喀痰 粘膜(喀痰・粘膜
血液・尿)

高
予後推定・
治療法選択

細胞診
体液診

内視鏡
組織採取

侵襲度・費用
等 )
(C
CT/M
MRI

個人

低

内視鏡G (リーダ 末永康仁)• 次世代内視鏡術システム– 仮想化・実内視鏡の複合による仮想化 実内視鏡の複合による生体組織検査– 負担最小1000枚/人名大・・・オリジナル• 超高感度画像診断• 仮想化内視鏡 (CT等から)等から• 知的全身診断支援(個のモデル)

オリンパス• 極細径内視鏡

画像診断

治療
支援

細胞診

予後推定
治療法

内視鏡

画像
診断

個人

細胞診

194

次世代内視鏡術システム
CT画像を基に的確知的誘導→低侵襲/高効率/安全/正確な診断治療
実内視鏡画像
解剖学的名前
を自動表示

仮想化
内視鏡画像
実内視鏡に
自動追従
CTデ タから
CTデータから生成

気管支樹構造
外観
現在位置の
俯瞰

CT画像
像
CTデータ
スライス像
イ 像

195

医用画像の認識理解技術の確立
解剖学的知識に基づいて人体構造を自動認識

196

森健策

197

手術ナビゲーション手法の確立
手術ナ
ゲ ション手法の確立

森健策

複雑な気管支内部もナビ付きなら迷わない198

新しい画像提示手法の開発
大腸に沿った観察で効率的な診断を可能に199

手術シミ レ ションシステムの開発
手術シミュレーションシステムの開発
患者固有の変形モデルで手術のリハ サルを
患者固有の変形モデルで手術のリハーサルを200

背景(1)
内視鏡を用いた低侵襲治療の普及
手術支援ロボットの登場
患者にかかる負担の軽減
入院期間の短縮化
患者のQOLの向上
医療費削減

手術に高度な技術が必要

201

背景(2)
イメージング装置の発達
人体の高精細な画像が取得可能
手術前に人体の内部構造が把握可能
術中の参照画像としての利用

医用画像を用いた手術支援

202

大輔
多時相ＣＴ像からの肝臓領域抽出 出出口大輔

動脈
肝臓
静脈

胃
脾臓
筋肉

肝臓
脾臓
胃
動脈
静脈
筋肉

多時相ＣＴ像（造影剤注入後、時間間隔をおいて取得された複数のＣＴ像）の各臓器のCT
203値分布にもとづき肝臓領域を抽出

Case 1Case 8

Case 18

Case 19204

気管支鏡ナビゲーションシステム
実気管支鏡検査時の医師に情報を提示
実気管支鏡観察位置
壁面下の血管や臓器の位置情報
臓器の解剖学的名称
気管支鏡挿入経路
実気管支鏡
仮想化内視鏡観察位置合わせが必要

205

気管支鏡カメラの位置・動き推定
気管支鏡
ラ 位置 動き推定

実気管支鏡像

出口大輔

仮想化内視鏡像206

高解像度歯科用CT像の3次元画像処理
長尾慈郎

正常の
歯槽骨
レベル

歯槽骨
領域

歯槽骨
吸収
207

歯槽骨吸収の深さ測定(従来法)

長尾慈郎

プロービング（手作業、適圧）
歯の周囲の歯槽骨吸収量を推定
歯周囲 歯槽骨吸収量を推定
プローブを歯周ポケットに挿入• 空間的分布の把握が困難• 高々６点。測定再現性の問題も高々６点 測定再現性の問題も208

歯周囲の歯槽骨吸収計測結果

凡例

CEJ
測定距離
BoR

エナメル質
ナメル質
象牙質

長尾慈郎

B:頬側(Buccal) L:舌側(Lingual)
M:前歯側(Mesial) D:奥歯側(Distal)
209
C:中央

擬似カラーによる可視化結果

長尾慈郎

5mm

0mm

歯科医の評価：歯科
評価 吸収の内方への広がりと高さを
吸収 内方
広がりと高さを
210
同時に表示でき，優れている

腹腔鏡手術シミュレータ
3次元CT像仮想気腹処理臓器領域データ

鬼頭正和
変形モデル生成

デバイス操作
変形処理

シミュレーション211

腹腔鏡手術シミュレーション映像
腹腔鏡手術シミション映像 鬼頭正和

212

気管支鏡検査太田 峻輔• 呼吸器系疾患の診断に必須• メリット– 気管支鏡を鼻・口から挿入– 気管支
気管支内部を直接観察可能
部を直接観察可能– 切開等の必要無
患者の負担小カメラ
気管支鏡• デメリット– 気管支鏡から得られる画像の変化小– 気管支の構造が複雑– 現在位置の把握が困難
医師の高度な技術が
必要

気管支鏡像

気管支構造[1][1] FF. Netter
Netter, 相磯貞和訳,
相磯貞和訳 “ネッター解剖学図譜第2
ネッタ 解剖学図譜第2版”, 丸善株式会社, 2001

検査支援システムの開発に期待213

気管支鏡ガイダンスシステム

太田 峻輔、他• 気管支鏡の位置追跡
気管支鏡 位 追跡• 付加情報の表示– 壁面下に存在する臓器(血管等)情報– 現在観察している位置– 進行方向– 目的地までの経路
目的地ま経路

気管支枝の解剖学的名称(気管支枝名)が有用

CT像

気管支
抽出

枝名対応
付け
気管支領域＆木構造

気管支枝名自動対応付け手法が必要

214

気管支鏡ガイダンスシステムへの応用
太田 峻輔、他

観察中の気管支枝名

目的地までの経路
215

大腸がん診断支援
腸診断支援 林雄一郎、 小田昌宏 他• 大腸がん– 近年の患者数増加– 早期発見・治療が重要
がん– 診断
診断でポリープ，早期がんを発見
リ
，早期
を発見

ポリープ

• ポリープはがんの前病変– 治療では大腸内視鏡を用いて病変切除
診断

治療

便潜血検査

大腸内視鏡を用いた
216
病変切除など大腸内視鏡検査

大腸の内視鏡診断

小田昌宏 他• 大腸内視鏡を用いた検査
鏡– 食事制限，下剤により大腸の内容物を排出– 肛門から大腸内視鏡を挿入し大腸壁面を観察• 患者の負担大• 検査に長い時間を要する• 穿孔（内視鏡先端で大腸壁を破る）の心配も完全にゼロではない
217

仮想化内視鏡利用診断支援システム
林雄一郎、 小田昌宏 他

仮想展開像

CPR像

仮想化
内視鏡像
外形像

MPR像

218

統合型計算機支援画像診断システム
二村幸孝、出口大輔 他

共通基盤システムの開発- あらゆる診断支援機能を統合可能- 用途特化型から高機能システムまで実現- 医師の要望に即座に対応- 臓器疾病横断型の診断支援を実現- 最先端の研究成果を利用可能
View

View

View

CAD
SystemCAD
SystemCAD
System

統合化

CAD
PluginCAD
PluginCAD
PluginView
PluginCommon CAD Platform
CT Imageg

CT Imageg

DataSingle-purpose CAD system

CT Imageg

CT Imageg

Data

General-purpose CAD system219

共通基盤システムの応用例 二村幸孝、出口大輔 他

共通基盤システム

腹部リンパ節診断支援システム

気管支鏡ガイダンスシステム

220

肺気腫診断支援システム

温故知新＝＞過去４０年間に我々は何を手に入れたか？
早い うまい やすい
早い、うまい、やすい
次の４０年間次
年
計算機（１００万倍以上の性能向上）、画像関連技術の進歩で可能となるもの、そうでないもの
大切な鍵
利用者である人間をよく見つめ知ること迷った時、「人間のために」を思い起こすこと。
221

１９９８年２月

222

223

１９９９年度卒業式・修了式

224

２０００年７月２４日 研究室旅行

225

２００１年８月４日
年 月
研究室バーベキュー（８号北館前）
究室バ ベキ（ 号北館前）226

２００３年１１月６日 研究室

227

卒業アルバム用 研究室写真（２００４年６月２２日）
228

229

230

231

研究室旅行 ２００８年９月２７日 郡上八幡

232

２００９年３月１６日
年 月 日 末永研究室 歓送会

233電気系 情報系送別会 （２００９．３．７）
電気系・情報系送別会（２００９ ３ ７）234

大学で若手とともに歩んできた充実の１２年
J F ケネディの大統領就任演説 （自ら積極的役割）
J.F.ケネディの大統領就任演説
研究室とは、部屋ではなく人である。教員と学生の研究室とは部屋ではなく人である 教員と学生の両方を含む、前に進む人たちの複合体。極端な言いかたをするならば学生自身が研究室。
言いかたをするならば学生自身が研究室
研究室が自分に何をしてくれるかではなく、まず自分研究室が自分に何をしてくれるかではなくまず自分が研究室のために何を出来るかを考えよう。それは必ず自分自身の向上につながる。
必ず自分自身の向上につながる研究室を社会や政府と置き換えても同じ研究室を社会や政府と置き換えても同じ。
235

２００９年
年• リンカーン生誕200年• オバマ米国大統領就任演説
リンカ ン使用の聖書を使用
リンカーン使用の聖書を使用
New Era of Responsibility（新しい責任の時代： 責任の新しい時代）• 天文年
ガリレオ 手作り望遠鏡での宇宙観測４００年＝＞技術視野 望遠鏡・顕微鏡 宇宙から細胞まで＝＞社会視野 本来は世界の状況把握236

古今東西不変• 本質を見る外見に振り回されず核心を• 本物にふれる
本当に良い仕事、人、体験• 温故知新時代が変わっても重要なものあり• 模倣＋独創
模倣 独創
過去なしにはあり得ない• 広い視野広 視野
空間的、時間的、社会的237

大自然に頭を垂れて• 人間は偉大なる大自然のほんの一部。
無生物、生物すべてが連鎖。自然に回帰。
一部に過ぎぬが、影響大。大きな責任あり。
部に過ぎぬが、影響大。大きな責任あり。
• 物質的豊かさより精神的豊かさを。
なぜ物質的豊かさを追求？
それによる精神的満足・豊かさの追求。
• 大地の恵み。
本当に良い仕事は本当に良い土作りから。
本当に良い仕事は本当に良い土作りから地上しか見えないが、本当は地中こそ重要。
将来の世代にも良い収穫を。
238

ご清聴有難うございました
239