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画像処理装置、コンピュータプログラム及び画像補完方法 NEW

国内特許コード P200016928
整理番号 5867
掲載日 2020年6月5日
出願番号 特願2019-525492
出願日 平成30年6月13日(2018.6.13)
国際出願番号 JP2018022618
国際公開番号 WO2018230615
国際出願日 平成30年6月13日(2018.6.13)
国際公開日 平成30年12月20日(2018.12.20)
優先権データ
  • 特願2017-117213 (2017.6.14) JP
発明者
  • 曽我部 舞奈
  • 大関 真之
  • 瀬原 淳子
出願人
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 画像処理装置、コンピュータプログラム及び画像補完方法 NEW
発明の概要 撮影時間を短縮することができる画像処理装置、コンピュータプログラム及び画像補完方法を提供する。
画像処理装置は、z方向に沿って撮像された複数のxy平面画像の画像データを取得する取得部と、取得部で取得した画像データに基づいて、当該複数のxy平面画像及びz方向に沿って位置する補完対象xy平面画像を含む補完後画像の画像データを推定する推定部と、補完後画像の隣接する画素の画素値の差分を算出する第1差分算出部と、補完後画像の各画素の画素値の和を算出する和算出部とを備え、推定部は、第1差分算出部で算出した差分及び和算出部で算出した和に基づいて補完後画像の画像データを推定する。
従来技術、競合技術の概要

生体イメージングは、医学、生物学の分野で注目されている新しい技術である。生体イメージングでは、生体組織の長時間イメージングによって、生命現象をリアルタイムで捉える。生体組織の立体的画像を得るため、例えば、60μm~100μmの間を数十枚程度の光学切片画像を取得する必要がある。

生体組織の立体的画像を得るためには、例えば、多光子励起顕微鏡、共焦点顕微鏡、蛍光顕微鏡などの計測機器が用いられる。非特許文献1には、2光子励起顕微鏡についての改善が開示されている。

産業上の利用分野

本発明は、画像処理装置、コンピュータプログラム及び画像補完方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
実空間画像を補完する画像処理装置であって、
z方向に沿って撮像された複数のxy平面画像の画像データを取得する取得部と、
該取得部で取得した画像データに基づいて、前記複数のxy平面画像及び前記z方向に沿って位置する補完対象xy平面画像を含む補完後画像の画像データを推定する推定部と、
前記補完後画像の隣接する画素の画素値の差分を算出する第1差分算出部と、
前記補完後画像の各画素の画素値の和を算出する和算出部と
を備え、
前記推定部は、
前記第1差分算出部で算出した差分及び前記和算出部で算出した和に基づいて前記補完後画像の画像データを推定する画像処理装置。

【請求項2】
前記取得部で取得した前記複数のxy平面画像の画像データと、前記補完後画像の画像データのうち前記複数のxy平面画像に対応する画像データとの差分を算出する第2差分算出部を備え、
前記推定部は、
前記第2差分算出部で算出した差分に基づいて前記補完後画像の画像データを推定する請求項1に記載の画像処理装置。

【請求項3】
前記第1差分算出部で算出した差分、前記和算出部で算出した和及び前記第2差分算出部で算出した差分の合計を、前記補完後画像の画像データの推定値を変数とする所定関数として算出する関数算出部を備え、
前記推定部は、
前記所定関数が小さくなるように前記推定値を更新して、前記補完後画像の画像データを推定する請求項2に記載の画像処理装置。

【請求項4】
前記第1差分算出部は、
前記補完後画像のz方向に沿って隣接する画素の画素値の差分を算出する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項5】
前記第1差分算出部は、
前記補完後画像の注目画素の重み付けされた画素値と、前記注目画素を間にしてz方向に沿って隣接する各画素の重み付けされた画素値との差分を算出する請求項4に記載の画像処理装置。

【請求項6】
前記第1差分算出部は、
前記補完後画像のx方向及びy方向に沿って隣接する画素の画素値の差分を算出する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項7】
前記第1差分算出部は、
前記補完後画像の注目画素の重み付けされた画素値と、前記注目画素を間にしてx方向及びy方向に沿って隣接する各画素の重み付けされた画素値との差分を算出する請求項6に記載の画像処理装置。

【請求項8】
前記第1差分算出部は、
前記補完後画像のz方向に沿って隣接する画素の画素値の差分のL1ノルムを算出し、
前記推定部は、
前記第1差分算出部で算出したL1ノルムが最小になるように前記補完後画像の画像データを推定する請求項4又は請求項5に記載の画像処理装置。

【請求項9】
前記第1差分算出部は、
前記補完後画像のx方向及びy方向に沿って隣接する画素の画素値の差分のL2ノルムを算出し、
前記推定部は、
前記第1差分算出部で算出したL2ノルムが最小になるように前記補完後画像の画像データを推定する請求項6又は請求項7に記載の画像処理装置。

【請求項10】
前記推定部が推定した画像データによって得られた前記補完後画像のxz平面画像又はyz平面画像に対してカーブレット変換を施す変換部を備える請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項11】
前記和算出部は、
前記補完後画像に対してカーブレット変換を施して得られた各画素の画素値の和を算出する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項12】
複数の高解像度画像と該複数の高解像度画像を疑似的に劣化させた複数の低解像度画像とを対応付けた辞書データを記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶した複数の低解像度画像の中から前記推定部が推定した画像データによって得られた前記補完後画像を構成する複数の低解像度画像を特定する特定部と、
該特定部で特定した複数の低解像度画像に対応する複数の高解像度画像に基づいて高解像度補完後画像を生成する生成部と
を備える請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項13】
実空間画像を補完する画像処理装置であって、
時系列に撮像された複数の2次元画像の画像データを取得する取得部と、
該取得部で取得した画像データに基づいて、前記複数の2次元画像及び時間方向に沿って位置する補完対象2次元画像を含む補完後画像の画像データを推定する推定部と、
前記補完後画像の隣接する画素の画素値の差分を算出する第1差分算出部と、
前記補完後画像の各画素の画素値の和を算出する和算出部と
を備え、
前記推定部は、
前記第1差分算出部で算出した差分及び前記和算出部で算出した和に基づいて前記補完後画像の画像データを推定する画像処理装置。

【請求項14】
コンピュータに、実空間画像を補完させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
z方向に沿って撮像された複数のxy平面画像の画像データを取得する処理と、
取得した画像データに基づいて、前記複数のxy平面画像及び前記z方向に沿って位置する補完対象xy平面画像を含む補完後画像の画像データを推定する処理と、
前記補完後画像の隣接する画素の画素値の差分を算出する処理と、
前記補完後画像の各画素の画素値の和を算出する処理と、
算出した差分及び算出した和に基づいて前記補完後画像の画像データを推定する処理と
を実行させるコンピュータプログラム。

【請求項15】
実空間画像を補完する画像補完方法であって、
z方向に沿って撮像された複数のxy平面画像の画像データを取得部が取得し、
取得された画像データに基づいて、前記複数のxy平面画像及び前記z方向に沿って位置する補完対象xy平面画像を含む補完後画像の画像データを推定部が推定し、
前記補完後画像の隣接する画素の画素値の差分を第1差分算出部が算出し、
前記補完後画像の各画素の画素値の和を和算出部が算出し、
算出された差分及び算出された和に基づいて前記補完後画像の画像データを前記推定部が推定する画像補完方法。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 公開
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