変動する物体のための次世代コンピュ-タトモグラフィに関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460133
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 小川 英光 東京工業大学, 工学部, 教授 (50016630)
• 研究分担者: 井宮 淳 金沢大学, 工学部, 講師 (10176505) ; 山下 幸彦 東京工業大学, 工学部, 助手 (90220350) ; 熊沢 逸夫 東京工業大学, 工学部, 助手 (70186469)
• キーワード: コンピュ-タトモグラフィ / 投影デ-タ / 3次元画像 / 動画像 / 画像処理 / 画像再構成 / 円錐ビ-ム投影 / 射影フィルタ

研究概要

医学の分野に革命をもたらしたコンピュ-タ・トモグラフィ(CT)は、ここ10数年の間に目覚ましい発展を遂げてきた。しかしながら、現在の技術では、直接再構成できる断面は、体軸横断面、あるいは、それから僅かにずれた傾きを持つ断面に限られている。この様な2次元画像を再構成するアルゴリズムを用いて、任意断面や3次元画像を再構成することは大変効率が悪く、デ-タの計測、計算に時間がかかるため、従来、変動する物体の2次元、あるいは3次元断層像を再構成することは不可能であると考えられてきた。研究代表者らは、この難問に対して、本年度に次のような研究成果を上げ、変動画像に対するCTの実現に向けて着実に一歩前進することができた。まず、投影方式として、従来より用いられている多層スライス方式に代わり、円錐ビ-ム投影方式により3次元対象から高速にデ-タを収集することを想定し、円錐ビ-ムデ-タから直接3次元画像を再構成することのできるアルゴリズムを提案した。それは、特に、検出器を高速回転したときに生じるブレの問題をも考慮した、現実的な手法となっている。また、2次元画像デ-タ、及び3次元画像デ-タの投影が持つ冗長性の構造を明確にし、それを利用して再構成画像の精度、品質を高める手法を導いた。さらに3次元空間中で任意方向に隣接した画像値の連続性等、3次元画像の持つ特有の冗長性や構造を、計算アルゴリズムに反映するために、それらの構造を線形部分空間として記述して利用する、部分射影フィルタの理論を構築した。またエミッションCTに対する3次元画像再構成アルゴリズムを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 小川英光: "信号と画像の復元〔I〕-復元問題の普遍性-" 電子情報通信学会誌. 71. 491-497 (1988)
• [文献書誌] 小川英光: "信号と画像の復元〔II〕-古典的最適復元フィルタ--" 電子情報通信学会誌. 71. 593-601 (1988)
• [文献書誌] 小川英光: "信号と画像の復元〔III〕-最適復元のための射影フィルタ-族-" 電子情報通信学会誌. 71. 739-748 (1988)
• [文献書誌] 小川英光: "信号と画像の復元〔IV・完〕-非線形復元-" 電子情報通信学会誌. 71. 828-835 (1988)
• [文献書誌] 井宮淳: "離散化された不完全投影からの画像直接再構成" 電子情報通信学会論文誌(A). J71-A. 891-899 (1988)
• [文献書誌] 井宮淳: "標本化定理を利用した逆問題の離散化法" 電子情報通信学会論文誌(D). J71-D. 1718-1725 (1988)
• [文献書誌] 井宮淳: "標本化された線積分値からの3次元画像直接再構成" 電子情報通信学会論文誌(D). J71-D. 1726-1735 (1988)
• [文献書誌] Atsushi Imiya: "Reconstruction of rotatory moving image from projections" Proc.of 9th ICPR. 879-881 (1988)
• [文献書誌] Hidemitsu Ogawa: "Partial Projection filter for image restration" The 6th Scandinavian Conference on Image Analysis,University of Oulu,Oulu,Finland. 1. 270-277 (1989)
• [文献書誌] Hidemitsu Ogawa: "Projection filters for image and signal restoration" Proc.of the IEEE International Conference on System Engineering,Dayton,Ohio,U.S.A. 93-97 (1989)
• [文献書誌] 杉山博史: "パラメトリック部分射影フィルタによる画像復元" 電子情報通信学会論文誌(DII). J72-DII. 1618-1626 (1989)
• [文献書誌] 井宮淳: "回転する画像の投影からの再構成" 電子情報通信学会論文誌(DII). J72-DII. 1992-1999 (1989)
• [文献書誌] 熊沢逸夫: "疑似双直交性理論によるアナログ符号の対雑音安定性の評価" 電子情報通信学会論文誌(A). J72-A. 425-431 (1989)
• [文献書誌] 熊沢逸夫: "アナログ符号理論に基づく誤りを含む投影デ-タからの画像再構成" 電子情報通信学会論文誌(A). J72-A. 406-413 (1989)
• [文献書誌] Hidemitsu Ogawa: "An operator pseudo-inversion lemma" SIAM J.Applied Mathematics. 48. 1527-1531 (1988)
• [文献書誌] 井宮淳: "単一投影からの3次元画像再構成" 電子情報通信学会論文誌(DII). J73-DII. 130-132 (1990)
• [文献書誌] 井宮淳: "離散X線変換とその応用" 電子情報通信学会論文し(DII). J73-DII. (1990)
• [文献書誌] 井宮淳: "重量積分法による放射形投影からの3次元画像直接再構成" 電子情報通信学会論文誌(DII). J73-DII. (1990)