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公開番号2024085201
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-26
出願番号2022199601
出願日2022-12-14
発明の名称三次元画像の中心線抽出プログラム
出願人株式会社アイブイラボ,株式会社シムロン,個人
代理人個人
主分類G06T 7/60 20170101AFI20240619BHJP(計算;計数)
要約【課題】対象物の三次元画像データから中心線を抽出して描画する。
【解決手段】対象物を表す全てのボクセルの内部に一定量の熱量を連続して出し続ける発熱源を設定し、外部のボクセルには、温度が零度で限りなく熱を吸収する吸熱源を設定する。ボクセル間で一定の温度差が保持された状態で定常状態になったときの、全ボクセルの温度を、有限要素法による三次元定常熱伝導解析により算出する。温度差を読み取って、周囲より温度の高いボクセル群を残して繋ぐ。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
下記の処理をコンピュータにより実行する手段を備えた、対象物の三次元画像データから演算処理により中心線を抽出して描画するための中心線抽出装置。
（ａ）対象物の輪郭形状を表す三次元画像を取得して、三次元画像全体が、画素に相当するボクセルで隙間無く満たされているものとする。
（ｂ）上記の全てのボクセルの内部に、もしくは規則的に分散配置された格子点に、単位時間あたり一定量の熱量を連続して出し続ける発熱源を設定する。
（ｃ）上記の発熱源の熱はボクセルの中心から全方向に向かって放出され得るものとする。
（ｄ）対象物の最も外側の面にあるボクセルと隣接している外部のボクセルは、温度が零度で限りなく熱を吸収する吸熱源とする。
（ｅ）発熱源を有するボクセルと吸熱源を有するボクセルの間、及び、発熱源を有するボクセルと発熱源を有する他のボクセルの間で熱交換が行われて、それぞれのボクセル間で一定の温度差が保持された状態で定常状態になったときの、全てのボクセルの温度を算出する。
（ｆ）上記の温度差を読み取って、周囲より温度の高いボクセル群を残す。
（ｇ）残存した周囲より温度の高いボクセル群を順番に接続して中心線を描画する。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
温度の低いボクセルから順番に削除する処理を繰り返して、周囲より温度の高いボクセル群を残すことを特徴とする請求項１に記載の中心線抽出装置。
【請求項３】
それぞれのボクセル間で一定の温度差が保持された状態で定常状態になったときの、全てのボクセルの温度を、熱拡散方程式により算出することを特徴とする請求項１または２に記載の中心線抽出装置。
【請求項４】
コンピュータを請求項１に記載の手段として機能させる中心線抽出用コンピュータプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読取り可能な記録媒体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の三次元画像データから演算処理により中心線を抽出して描画するための、中心線抽出プログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、多孔質セラミック材料の内部に形成された連続細孔や、ＭＲＩで撮影をした人体内部の血管等は、曲がりくねっており太さも断面形状も不均一である。こうした対象物の状態を解析するために、これらの中心線を抽出して描画することが行われる。
【０００３】
対象物を撮影して得られた三次元画像データから、コンピュータの演算処理により中心線を抽出するための、様々な演算処理技術が紹介されている（特許文献１～４）（非特許文献１～３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－２６９５３９号公報
特許４６７５５０９号公報
特許４６８８３６１号公報
特許４７４８８４３号公報
【非特許文献】
【０００５】
ユークリッド距離変換を用いた三次元ディジタル画像の薄面化および細線化の逐次型アルゴリズ厶とその諸性質、電子情報通信学会論文誌 D-ll Vol. J79-D-II No.10 pp.1675-1685 1996年10月
細線化を用いた三次元ネットワーク構造のトポロジー解析、高分子論文集(Kobunshi Ronbunshu), Vol. 58, No.1,pp.13?21 (Jan., 2001)
「有限要素法による三次元定常熱伝導解析プログラム」中島研吾著・東京大学情報基盤センター
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような既存の手法で、特に、対象物の分岐点や対象物がループを描いているような部分で、抽出した中心線が乱れることがある。その場合、対象物の画像から普通に感じ取れるような中心線の自動抽出は困難だった。本発明はこうした問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
【０００８】
＜構成１＞
下記の処理をコンピュータにより実行する手段を備えた、対象物の三次元画像データから演算処理により中心線を抽出して描画するための中心線抽出装置。
（ａ）対象物の輪郭形状を表す三次元画像を取得して、三次元画像全体が、画素に相当するボクセルで隙間無く満たされているものとする。
（ｂ）上記の全てのボクセルの内部に、もしくは規則的に分散配置された格子点に、単位時間あたり一定量の熱量を連続して出し続ける発熱源を設定する。
（ｃ）上記の発熱源の熱はボクセルの中心から全方向に向かって放出され得るものとする。
（ｄ）対象物の最も外側の面にあるボクセルと隣接している外部のボクセルは、温度が零度で限りなく熱を吸収する吸熱源とする。
（ｅ）発熱源を有するボクセルと吸熱源を有するボクセルの間、及び、発熱源を有するボクセルと発熱源を有する他のボクセルの間で熱交換が行われて、それぞれのボクセル間で一定の温度差が保持された状態で定常状態になったときの、全てのボクセルの温度を算出する。
（ｆ）上記の温度差を読み取って、周囲より温度の高いボクセル群を残す。
（ｇ）残存した周囲より温度の高いボクセル群を順番に接続して中心線を描画する。
【０００９】
＜構成２＞
温度の低いボクセルから順番に削除する処理を繰り返して、周囲より温度の高いボクセル群を残すことを特徴とする構成１に記載の中心線抽出装置。
【００１０】
＜構成３＞
それぞれのボクセル間で一定の温度差が保持された状態で定常状態になったときの、全てのボクセルの温度を、熱拡散方程式により算出することを特徴とする構成１または２に記載の中心線抽出装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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