專利名稱：圖像處理設(shè)備、方法及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于判別圖像中的線狀結(jié)構(gòu)或板狀結(jié)構(gòu)的圖像處理設(shè)備和圖像處理方法，以及涉及一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該圖像處理方法的程序。
背景技術(shù)：
近幾年來隨著醫(yī)療設(shè)備(諸如多檢測器CT)的發(fā)展，高質(zhì)量的三維圖像被用在影像診斷中。這種三維圖像由許多二維圖像形成，從而具有大量的信息。因此，醫(yī)生可能花費(fèi)一定時(shí)間來找到期望的要被觀察的部分以及對(duì)該部分進(jìn)行診斷。為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)實(shí)踐的方法是提取所關(guān)注的器官并且以MIP、VR、(PR或類似方式進(jìn)行顯示，以增強(qiáng)整個(gè)器官和損傷的可見性，從而提高診斷的效率。另一方面，作為在醫(yī)學(xué)圖像中提取血管和骨骼的技術(shù)，使用海賽矩陣(Hessian matrix) (JAL Α. F. Frangi ^AW "Multiscale vessel enhancement filtering”，MICCAI, Vol. 1496/1988，PP. 130-137，1998，下文中該文獻(xiàn)將被稱為非專利文獻(xiàn)1)。海賽分析被用來分析海賽矩陣的特征值(eigenvalue)，以判別圖像中的局部結(jié)構(gòu)是點(diǎn)、線還是面，其中所述海賽矩陣包含作為其元素的使用諸如高斯核(Gaussian Kernel)之類的預(yù)定濾波器的二階導(dǎo)數(shù)核計(jì)算得到的二階偏導(dǎo)數(shù)。使用海賽分析使得能夠?qū)⒀芘袆e為“線狀結(jié)構(gòu)”，而將骨骼判別為“板狀結(jié)構(gòu)”。然而，由于血管和骨骼具有各種厚度和尺寸，因此僅僅使用海賽分析可能不能實(shí)現(xiàn)血管和骨骼的判別。例如，在諸如脊柱之類的皮質(zhì)骨作為板狀結(jié)構(gòu)被提取出來的情況下， 如果使用了其尺寸足以檢測到皮質(zhì)骨的表面部分的濾波器核，則不僅骨骼100的板狀結(jié)構(gòu)而且厚血管102的表面都有可能被判別為板狀結(jié)構(gòu)，如圖8中的斜線區(qū)域所示。出現(xiàn)該問題的原因是二階偏導(dǎo)數(shù)在垂直于厚血管表面的方向上高而在平行于血管表面的兩個(gè)方向上低，因此，厚血管所表現(xiàn)出的特征與板狀結(jié)構(gòu)的相同。相反，在血管作為線狀結(jié)構(gòu)被提取出來的情況下，如果使用了其尺寸足以檢測到血管的線狀部分的濾波器核，則不僅血管102 的形成線狀結(jié)構(gòu)的部分而且還有骨骼100的角部分都有可能被判別為線狀結(jié)構(gòu)，如圖9中的斜線區(qū)域所示。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是防止錯(cuò)誤地判別圖像中包含的線狀結(jié)構(gòu)和板狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第一方面包括導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置，用于計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值；以及估計(jì)裝置，用于基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值來計(jì)算像素位置的成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和/或成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中一階偏導(dǎo)數(shù)值越大，所述估計(jì)裝置輸出的估計(jì)值越小。
在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第一方面中，所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置可以使用具有不同尺寸的濾波器來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，其中用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的濾波器的尺寸大于用于計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的濾波器的尺寸。在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第一方面中，所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置可以對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率變換，以獲得具有不同分辨率的分辨率圖像，以及在分辨率圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)像素位置上使用具有預(yù)定尺寸的濾波器計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，其中用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的分辨率圖像的分辨率小于用來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的分辨率圖像的分辨率。 在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第一方面中，導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置可以使用一維基本高斯核(basic Gaussian Kernel)、通過基本高斯核的一階微分獲得的一階導(dǎo)數(shù)核和通過基本高斯核的二階微分獲得的二階導(dǎo)數(shù)核來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第一方面可以進(jìn)一步包括分割裝置，用于通過基于估計(jì)值為圖像的每個(gè)像素設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性、屬于背景區(qū)域的可能性、以及相鄰像素屬于同一區(qū)域的可能性來分割目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域。在這種情況下，所述分割裝置可以基于成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性，以及可以基于成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于背景區(qū)域的可能性。而且，分割裝置可以基于以下估計(jì)值來設(shè)置屬于同一區(qū)域的可能性，這些估計(jì)值為僅僅基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算出的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，或者通過降低一階偏導(dǎo)數(shù)值影響計(jì)算出來的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法的第一方面包括計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值，并且基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和/或成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中一階偏導(dǎo)數(shù)值越大，估計(jì)值越小。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第二方面包括導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置，用于計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值；以及估計(jì)裝置，用于基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值來計(jì)算像素位置的成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值的可能性的估計(jì)值，其中所述估計(jì)裝置基于所述一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值 (magnitude)來改變所述估計(jì)值。在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第二方面中，所述估計(jì)裝置可以根據(jù)與所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的每個(gè)值的二階偏導(dǎo)方向相對(duì)應(yīng)的一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值來校正所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣中的每個(gè)值，并且基于所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的校正值來計(jì)算所述估計(jì)值。 在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第二方面中，所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置可以使用具有不同尺寸的濾波器來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，并且用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的濾波器的尺寸大于用于計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的濾波器的尺寸。 在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第二方面中，所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置可以對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率變換，以獲得具有不同分辨率的分辨率圖像，并且在分辨率圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)像素位置上使用具有預(yù)定尺寸的濾波器計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，其中用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的分辨率圖像的分辨率小于用來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的分辨率圖像的分辨率。在根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第二方面中，導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置可以使用一維基本高斯核、通過基本高斯核的一階微分獲得的一階導(dǎo)數(shù)核和通過基本高斯核的二階微分獲得的二階導(dǎo)數(shù)核來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備的第二方面可以進(jìn)一步包括分割裝置，用于通過基于估計(jì)值為圖像的每個(gè)像素設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性、屬于背景區(qū)域的可能性、以及相鄰像素屬于同一區(qū)域的可能性來分割目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域。在這種情況下，所述分割裝置可以基于成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性。而且，分割裝置可以基于以下估計(jì)值來設(shè)置屬于同一區(qū)域的可能性，這些估計(jì)值為僅僅基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算出的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，或者通過降低一階偏導(dǎo)數(shù)值的影響而計(jì)算出來的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法的第二方面包括計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值；和基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中所述估計(jì)值基于所述一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值而改變。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理方法可以以使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像處理方法的第一和/或第二方面的程序的形式來提供。在使用海賽矩陣判別包含于醫(yī)學(xué)圖像中的諸如血管之類的線狀結(jié)構(gòu)期間錯(cuò)誤地提取了骨骼結(jié)構(gòu)的情況下，以及在判別包含于醫(yī)學(xué)圖像中的諸如皮質(zhì)骨之類的板狀結(jié)構(gòu)期間錯(cuò)誤地提取了血管的情況下，在錯(cuò)誤提取的區(qū)域的亮度值圖案中存在一維偏差。例如，在圖8所示的錯(cuò)誤提取的情況下，可以理解為存在這種一維偏差血管內(nèi)部區(qū)域的亮度值較高，而血管外部區(qū)域的亮度值較低。由于在亮度值圖案中存在的這種一維偏差，一階偏導(dǎo)數(shù)值變大。相反，理想的線狀結(jié)構(gòu)和理想的板狀結(jié)構(gòu)關(guān)于其中心對(duì)稱，因此一階偏導(dǎo)數(shù)值為0。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，計(jì)算圖像中的任意像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，并且基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值來計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和/或成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，從而一階偏導(dǎo)數(shù)值越大，估計(jì)裝置輸出的估計(jì)值越小。因此，防止了錯(cuò)誤地判別包含于圖像中的線狀結(jié)構(gòu)和板狀結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線狀結(jié)構(gòu)和板狀結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確判別。另一方面，針對(duì)理想的線狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)通過對(duì)二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值應(yīng)用特征值分解來得到三個(gè)方向上的特征值時(shí)，在垂直于線狀結(jié)構(gòu)形成的組織主軸的方向上的兩個(gè)特征值基本上彼此相等。不過，在例如沿著心臟外圍運(yùn)行的冠狀動(dòng)脈的情況下，當(dāng)線狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在板狀結(jié)構(gòu)周圍時(shí)，從線狀結(jié)構(gòu)到板狀結(jié)構(gòu)的方向(與板狀結(jié)構(gòu)正交的方向)上的特征值變大。因此，提供了低的成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，這導(dǎo)致無法成功確定線狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備和方法的第二方面，計(jì)算圖像中任意像素位置處的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，并且基于所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值來計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中所述估計(jì)值基于所述一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值而變化。特別是，根據(jù)與所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的每個(gè)值的二階偏導(dǎo)方向相對(duì)應(yīng)的一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值來校正所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣中的每個(gè)值，并且基于所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的校正值來計(jì)算所述估計(jì)值。這樣，即使當(dāng)板狀結(jié)構(gòu)附近存在線狀結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以在沿著存在板狀結(jié)構(gòu)的方向以及垂直于此方向的方向上提供基本相等的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值。這能夠避免降低關(guān)于成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)線狀結(jié)構(gòu)的精確辨別。而且，在使用具有不同尺寸的濾波器來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值的情況下，用來計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的濾波器的尺寸大于用來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的濾波器的尺寸，或者在通過對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率變換來獲得具有不同分辨率的分辨率圖像以及在分辨率圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)像素位置使用具有預(yù)定尺寸的濾波器來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值的情況下，用來計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的分辨率圖像的分辨率小于用來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的分辨率圖像的分辨率。這使得能夠更容易地捕獲亮度值的一維偏差，從而能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算出成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值。更進(jìn)一步地，在使用一維基本高斯核、通過基本高斯核的一階微分獲得的一階導(dǎo)數(shù)核和通過基本高斯核的二階微分獲得的二階導(dǎo)數(shù)核來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值的情況下，能夠通過相對(duì)簡單的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值的計(jì)算， 從而提高運(yùn)算速度。更進(jìn)一步地，在通過基于估計(jì)值為圖像的每個(gè)像素設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性、 屬于背景區(qū)域的可能性以及相鄰像素屬于同一區(qū)域的可能性來分割目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域的準(zhǔn)確分割。具體地講，通過基于成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性，以及基于成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于背景區(qū)域的可能性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像中的諸如血管之類的線狀結(jié)構(gòu)和諸如骨骼之類的板狀結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確分割。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理設(shè)備的構(gòu)造的示意性框圖2是用于說明多分辨率變換的示圖3是示出高斯核的示圖4是用于說明線狀結(jié)構(gòu)的特征值的示圖5是用于說明板狀結(jié)構(gòu)的特征值的示圖6是用于說明Graph Cut區(qū)域分割方法的示圖7是示出本發(fā)明實(shí)施例中執(zhí)行的處理的流程圖8是用于說明板狀結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤檢測的示圖；以及
圖9是用于說明線狀結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤檢測的示圖。
測。圖10是用于說明在板狀結(jié)構(gòu)附近出現(xiàn)線狀結(jié)構(gòu)的情況下對(duì)線狀結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤檢
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理設(shè)備的構(gòu)造的示意性框圖。應(yīng)當(dāng)注意，圖1所示的圖像處理設(shè)備1的構(gòu)造是通過在計(jì)算機(jī)(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī))上運(yùn)行已裝載到計(jì)算機(jī)輔助存儲(chǔ)設(shè)備(未示出)中的程序來實(shí)現(xiàn)的。 程序可以通過存儲(chǔ)在諸如⑶-ROM之類的信息存儲(chǔ)介質(zhì)中或者通過諸如Internet之類的網(wǎng)絡(luò)來分布，以安裝到計(jì)算機(jī)上。圖像處理設(shè)備1例如使用X射線CT設(shè)備2拍攝的大量二維圖像來產(chǎn)生三維圖像 M0，并且自動(dòng)分割包含于三維圖像MO中的線狀結(jié)構(gòu)或者板狀結(jié)構(gòu)。圖像處理設(shè)備1包括圖像獲得單元10、檢測區(qū)域設(shè)置單元20、判別單元30、分割單元40、顯示單元50和輸入單元 60。圖像獲得單元10例如獲得利用X射線CT設(shè)備2拍攝的大量CT圖像(二維圖像)， 并且根據(jù)二維圖像產(chǎn)生三維圖像M0。應(yīng)當(dāng)注意，圖像獲得單元10不限于獲得CT圖像的設(shè)備，可以是獲得二維圖像(諸如所謂的MRI圖像、RI圖像、PET圖像或X射線圖像)的任意設(shè)備。檢測區(qū)域設(shè)置單元20首先將三維圖像MO的體素大小(voxelsize)變換為各向同性體素大小。例如，如果三維圖像MO的體素大小在三維圖像MO的X方向、Y方向和Z方向上是0. 3mmX0. 3mmX0. 6mm，則三維圖像MO的體素大小被變換為(X，Y，Z) = (0. 5,0. 5, 0. 5) (mm)的各向同性體素大小。將三維圖像MO的體素大小以此方式變換為各向同性體素大小使得判別單元30能夠在X方向、Y方向和Z方向上應(yīng)用同一尺寸的核(以下將進(jìn)行描述)，從而可以簡化運(yùn)算。在三維圖像MO變換為各向同性體素大小之后，檢測區(qū)域設(shè)置單元20對(duì)三維圖像 MO進(jìn)行多分辨率變換，以產(chǎn)生如圖2所示的具有不同分辨率(高斯金字塔)的三維多分辨率圖像Msi (i = 0至η)。應(yīng)當(dāng)注意，“i = 0”表示該圖像的分辨率與三維圖像MO的分辨率相同，而“i = η”表示該圖像具有最低分辨率。三維多分辨率圖像Msi的體素大小是按從最高分辨率開始的順序，(X，Y，Z) = (0.5，0.5，0.5)、(1.0，1.0，1.0)、(2.0，2.0，2.0)等等。判別單元30包括濾波單元32和估計(jì)單元34。濾波單元32對(duì)每個(gè)三維多分辨率圖像Msi執(zhí)行利用高斯核的濾波，以使用海賽矩陣來執(zhí)行海賽分析。即，針對(duì)具有不同分辨率的三維多分辨率圖像Msi中的每一個(gè)，對(duì)同一大小的濾波器核(σ = 1.0)進(jìn)行卷積。這基本上等同于對(duì)三維圖像MO應(yīng)用具有不同大小的濾波器核，并且允許檢測具有不同大小的線狀結(jié)構(gòu)(例如，血管)和板狀結(jié)構(gòu)(例如，諸如皮質(zhì)骨之類的骨骼)?，F(xiàn)在，描述海賽分析。海賽分析中使用的海賽矩陣是用于三維圖像的3X3矩陣， 如下公式(1)所示
權(quán)利要求
1.一種圖像處理設(shè)備，包括導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置，用于計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值；以及估計(jì)裝置，用于基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值來計(jì)算像素位置上的成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和/或成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中一階偏導(dǎo)數(shù)值越大，所述估計(jì)裝置輸出的估計(jì)值越小。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置利用具有不同尺寸的濾波器來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，以及其中用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的濾波器的尺寸大于用于計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的濾波器的尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率變換，以獲得具有不同分辨率的分辨率圖像，以及在分辨率圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)像素位置上使用具有預(yù)定尺寸的濾波器計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，其中用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的分辨率圖像的分辨率小于用來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的分辨率圖像的分辨率。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置使用一維基本高斯核、通過基本高斯核的一階微分獲得的一階導(dǎo)數(shù)核和通過基本高斯核的二階微分獲得的二階導(dǎo)數(shù)核來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，還包括分割裝置，用于通過基于估計(jì)值為圖像的每個(gè)像素設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性、屬于背景區(qū)域的可能性、以及相鄰像素屬于同一區(qū)域的可能性來分割目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像處理設(shè)備，其中所述分割裝載基于成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性，并且基于成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于背景區(qū)域的可能性。
7.如權(quán)利要求5所述的圖像處理設(shè)備，其中基于僅僅根據(jù)二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算出來的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，或者基于通過降低一階偏導(dǎo)數(shù)值影響計(jì)算出來的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，所述分割裝置設(shè)置屬于同一區(qū)域的可能性。
8.一種圖像處理方法，包括計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值，以及基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和/或成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中一階偏導(dǎo)數(shù)值越大，估計(jì)值越小。
9.一種圖像處理設(shè)備，包括導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置，用于計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值；以及估計(jì)裝置，用于基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值來計(jì)算像素位置的成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值的可能性的估計(jì)值，其中所述估計(jì)裝置基于所述一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值來改變所述估計(jì)值。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像處理設(shè)備，其中所述估計(jì)裝置根據(jù)與所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的每個(gè)值的二階偏導(dǎo)方向相對(duì)應(yīng)的一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值來校正所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣中的每個(gè)值，并且基于所述二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的校正值來計(jì)算所述估計(jì)值。
11.如權(quán)利要求9所述的圖像處理設(shè)備，其中所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置使用具有不同尺寸的濾波器來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，并且用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的濾波器的尺寸大于用于計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的濾波器的尺寸。
12.如權(quán)利要求9所述的圖像處理設(shè)備，其中所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率變換，以獲得具有不同分辨率的分辨率圖像，并且在分辨率圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)像素位置上使用具有預(yù)定尺寸的濾波器計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值，其中用于計(jì)算一階偏導(dǎo)數(shù)值的分辨率圖像的分辨率小于用來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的分辨率圖像的分辨率。
13.如權(quán)利要求9所述的圖像處理設(shè)備，其中所述導(dǎo)數(shù)值計(jì)算裝置使用一維基本高斯核、通過基本高斯核的一階微分獲得的一階導(dǎo)數(shù)核和通過基本高斯核的二階微分獲得的二階導(dǎo)數(shù)核來計(jì)算二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和一階偏導(dǎo)數(shù)值。
14.如權(quán)利要求9所述的圖像處理設(shè)備，進(jìn)一步包括分割裝置，所述分割裝置用于通過基于估計(jì)值為圖像的每個(gè)像素設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性、屬于背景區(qū)域的可能性、以及相鄰像素屬于同一區(qū)域的可能性來分割目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的圖像處理設(shè)備，其中所述分割裝置基于成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值來設(shè)置屬于目標(biāo)區(qū)域的可能性。
16.如權(quán)利要求14所述的圖像處理設(shè)備，其中所述分割裝置基于以下估計(jì)值來設(shè)置屬于同一區(qū)域的可能性，這些估計(jì)值為僅僅基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算出的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，或者通過降低一階偏導(dǎo)數(shù)值的影響而計(jì)算出來的像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值。
17.一種圖像處理方法，包括計(jì)算圖像中每個(gè)像素位置上的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值；和基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，其中所述估計(jì)值基于所述一階偏導(dǎo)數(shù)值的幅值而改變。
全文摘要
本發(fā)明公開了圖像處理設(shè)備、方法及程序。防止了對(duì)包含于圖像中的線狀結(jié)構(gòu)和板狀結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤判別。濾波單元(32)計(jì)算圖像中的任意像素位置處的像素值的二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣和至少一個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù)值。估計(jì)單元(34)基于二階偏導(dǎo)數(shù)矩陣的值計(jì)算像素位置上成線狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值和成板狀結(jié)構(gòu)的可能性的估計(jì)值，使得一階偏導(dǎo)數(shù)值越大，估計(jì)值越小。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102194229SQ20111005060
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者北村嘉郎 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社