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2014 年度 実施状況報告書

スパースコーディングに基づく医療画像処理技術の開発とハードウェア実装

研究課題

研究課題/領域番号 26420350
研究機関金沢大学

研究代表者

今村 幸祐  金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (00324096)

研究分担者 松田 吉雄  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (20401896)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード医用画像処理 / スパースコーディング / ノイズ除去
研究実績の概要

平成26年度の検討事項は、スパースコーディングを用いたX線撮影画像のノイズ除去における要素技術の検討と医療画像におけるスパース表現の特性解析であった。研究計画に挙げた各テーマにおける具体的な検討内容と成果は以下の通りである。
(1) X線撮影画像に特化した基底辞書設計:スパースコーディングに基づく画像のノイズ除去および辞書設計においては、画像に含まれるノイズ量の正確な推定が重要である。X線画像に含まれるノイズはポアソンノイズであるため、ヒストグラムによる画素値分類により、画素値(線量)毎のノイズ推定と辞書学習を行う手法を提案し、X線画像に対して良好なノイズ除去を実現した。この成果について学会発表を行った。
(2) 画像領域の特徴に合わせた適応的な辞書選択による高速化:スパースコーディングの際に選択さえる基底辞書はOMPにおける初期内積値が高いものが頻繁に選択されるという特性が得られた。これを利用した高速辞書選択アルゴリズムを提案し、処理時間の高速化を実現した。この成果について学会発表を行った。
(3) 発展的な画像処理技術に向けたX線画像のスパース表現における特性解析:基礎的な画像のスパース表現における特性を調査すると共にハイブリッドなノイズ除去手法の検討に向けて、NLMによるノイズ除去法の検討も行なった。ノイズと誤って除去された画像領域を、ノイズ除去前後の変化量から推定し、診断箇所の特徴減弱を復元する手法を提案し、手法の有用性を向上させた。この内容について成果発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画の各項目について、下記のような成果が得られており、順調に進展していると考えられる。
(1)X線撮影画像に特化した基底辞書設計:画素値分類に基づくノイズ推定精度向上と適用辞書切換えによりノイズ除去性能の向上を実現しており、成果発表も行っている。
(2)画像領域の特徴に合わせた適応的な辞書選択による高速化:OMP基底辞書選択の特性に合わせた高速化アルゴリズムを提案し、処理時間の改善が実現しており、成果発表も行っている。
(3)発展的な画像処理技術に向けたX線画像のスパース表現における特性解析:画像のスパース表現の基礎的な特性解析とNLMとのハイブリッドなノイズ除去手法に対する検討の一環として、診断に重要な特性の保持手法を考案し、成果発表も行っている。

今後の研究の推進方策

今後は本年度の検討事項に加えて,以下の項目について検討を進める。
・ハードウェア化を考慮したアルゴリズム全体の最適化
・VLSIアーキテクチャの設計
・専門家による性能評価

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] NL-means を用いた医療画像ノイズ除去における微小石灰化減弱の改善に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      山下剛史,大柿護,加藤真里奈,今村幸祐,松田吉雄,真田茂
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告

      巻: IE2014-57 ページ: 45-50

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] スパース表現を用いた画像のノイズ除去のための高速な基底辞書選択2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤薫,今村幸祐,松田吉雄
    • 学会等名
      2015年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] ヒストグラムに基づく画素値分類を利用したスパース表現による医療画像のノイズ除去2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤薫,今村幸祐,松田吉雄
    • 学会等名
      平成26年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      富山高等専門学校
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-12

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公開日: 2016-05-27  

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