JP2002032735A - 画像の位置合わせ方法および装置 - Google Patents
画像の位置合わせ方法および装置Info
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- JP2002032735A JP2002032735A JP2001044812A JP2001044812A JP2002032735A JP 2002032735 A JP2002032735 A JP 2002032735A JP 2001044812 A JP2001044812 A JP 2001044812A JP 2001044812 A JP2001044812 A JP 2001044812A JP 2002032735 A JP2002032735 A JP 2002032735A
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/30—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
- G06T7/33—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using feature-based methods
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- G—PHYSICS
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- G06T7/32—Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration using correlation-based methods
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30008—Bone
-
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
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- G06T2207/30061—Lung
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- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較読影の対象となる同一被写体についての
２つの画像を、従来よりも精度よく位置合わせする。 【解決手段】 同一被写体についての２つの画像Ｐ１，
Ｐ２の概略位置合わせを行なうべく第１画像Ｐ１に変換
処理を施す概略位置合わせ手段14と、概略位置合わせが
なされた第１画像Ｐ″（変換処理が施された後の第１画
像），Ｐ２中の、位置ずれ程度が高い局所領域を選択す
る領域選択手段15と、選択された局所領域およびその近
傍領域について再度位置合わせを行なう再位置合わせ手
段16とを備える。
２つの画像を、従来よりも精度よく位置合わせする。 【解決手段】 同一被写体についての２つの画像Ｐ１，
Ｐ２の概略位置合わせを行なうべく第１画像Ｐ１に変換
処理を施す概略位置合わせ手段14と、概略位置合わせが
なされた第１画像Ｐ″（変換処理が施された後の第１画
像），Ｐ２中の、位置ずれ程度が高い局所領域を選択す
る領域選択手段15と、選択された局所領域およびその近
傍領域について再度位置合わせを行なう再位置合わせ手
段16とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像の位置合わせ方
法および位置合わせ装置に関し、詳細には、同一被写体
についての２つの画像の位置合わせの改良に関するもの
である。
法および位置合わせ装置に関し、詳細には、同一被写体
についての２つの画像の位置合わせの改良に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、同一被写体についての２以上
の画像を比較読影して、両画像間の差異を調べ、その差
異に基づいて被写体の検査などを行うことが、種々の分
野において行われている。
の画像を比較読影して、両画像間の差異を調べ、その差
異に基づいて被写体の検査などを行うことが、種々の分
野において行われている。
【０００３】例えば工業製品の製造分野においては、あ
る製品について新品の状態の時に撮影された画像と、当
該製品の耐久試験後に撮影された画像とを比較読影し
て、両者の差異の大きな部位に注目することにより、製
品の耐久性を向上させるべき部位を検討することが行わ
れており、また医療分野においては、ある患者の疾患部
位について時系列的に撮影された複数枚の放射線画像を
医師が比較読影することにより、当該疾患の進行状況や
治癒状況を把握して治療方針を検討することが行われて
いる。
る製品について新品の状態の時に撮影された画像と、当
該製品の耐久試験後に撮影された画像とを比較読影し
て、両者の差異の大きな部位に注目することにより、製
品の耐久性を向上させるべき部位を検討することが行わ
れており、また医療分野においては、ある患者の疾患部
位について時系列的に撮影された複数枚の放射線画像を
医師が比較読影することにより、当該疾患の進行状況や
治癒状況を把握して治療方針を検討することが行われて
いる。
【０００４】このように２以上の画像を比較読影するこ
とが日常的に各種の分野で行われているが、その比較読
影のために、これら２以上の画像を画像表示装置等に表
示させる場合がある。すなわち画像を濃度信号や輝度信
号に変換したうえで、画像表示装置等に表示し、または
プリンターによりフイルム等の媒体に出力するのであ
る。
とが日常的に各種の分野で行われているが、その比較読
影のために、これら２以上の画像を画像表示装置等に表
示させる場合がある。すなわち画像を濃度信号や輝度信
号に変換したうえで、画像表示装置等に表示し、または
プリンターによりフイルム等の媒体に出力するのであ
る。
【０００５】ここで比較読影の対象となる２以上の画像
を出力する場合、それらの画像を単に並べて出力するの
が一般的であるが、比較読影を行なう場合に読影者にと
って最も関心があるのはこれらの画像間の差異である。
しかし、上述したように例えば２つの画像を単に並べて
この差異を発見するのは、その差異が小さい程困難であ
り、比較読影の性能向上が求められている。
を出力する場合、それらの画像を単に並べて出力するの
が一般的であるが、比較読影を行なう場合に読影者にと
って最も関心があるのはこれらの画像間の差異である。
しかし、上述したように例えば２つの画像を単に並べて
この差異を発見するのは、その差異が小さい程困難であ
り、比較読影の性能向上が求められている。
【０００６】そこで一般的には、比較読影の対象とされ
る２以上の画像間で画素を対応させた減算処理をはじめ
とした画像間演算を行なって、上記差異を抽出・強調す
ることが行われる（特願平11−342900号等）。このよう
に画像間の差異のみが抽出・強調されることにより、読
影者に対して画像間の差異を確実に視認させることがで
きるため、進行または治癒する病変部の見落としを防止
することができると考えられる。
る２以上の画像間で画素を対応させた減算処理をはじめ
とした画像間演算を行なって、上記差異を抽出・強調す
ることが行われる（特願平11−342900号等）。このよう
に画像間の差異のみが抽出・強調されることにより、読
影者に対して画像間の差異を確実に視認させることがで
きるため、進行または治癒する病変部の見落としを防止
することができると考えられる。
【０００７】ところでこの画像間演算の前提となるの
は、比較対象すなわち画像間演算の対象となる２つの画
像間で精度良く位置合わせがなされている必要がある。
精度よく位置合わせがなされていないと、画素を対応さ
せた画像間演算により画像中の構造物のアーティファク
トが生じるからである。
は、比較対象すなわち画像間演算の対象となる２つの画
像間で精度良く位置合わせがなされている必要がある。
精度よく位置合わせがなされていないと、画素を対応さ
せた画像間演算により画像中の構造物のアーティファク
トが生じるからである。
【０００８】一方、比較対象となる２つの画像は、時系
列的に同時に撮影された画像だけでなく、時間的に離れ
た２つの時点でそれぞれ取得されたものである場合が多
く、それぞれの取得時において、被写体の撮影体位のず
れ、誤差等により、得られた２つの画像間には通常、位
置ずれが存在する。したがって、画像間演算に先立っ
て、これらの位置ずれを予め補正する必要がある。
列的に同時に撮影された画像だけでなく、時間的に離れ
た２つの時点でそれぞれ取得されたものである場合が多
く、それぞれの取得時において、被写体の撮影体位のず
れ、誤差等により、得られた２つの画像間には通常、位
置ずれが存在する。したがって、画像間演算に先立っ
て、これらの位置ずれを予め補正する必要がある。
【０００９】そこで比較対象となる同一被写体について
の２つの画像のうち少なくとも一方の画像全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小等の大局的位置合
わせ（アフィン変換等の線形変換）や、局所領域ごとの
テンプレートマッチングにより得られた対応位置関係に
基づく非線形歪変換（例えば２次元多項式によるカーブ
フィッティングを用いた非線形歪み変換等）処理（ワー
ピング）による局所位置合わせ、またはこれら大局的位
置合わせと局所位置合わせとを組み合わせて行うなどの
概略位置合わせが行なわれている（特開平7-37074 号、
同8-335721号等）。そしてこのような概略位置合わせ処
理によれば、画像全体について、ある程度の位置合わせ
を実現することができる。
の２つの画像のうち少なくとも一方の画像全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小等の大局的位置合
わせ（アフィン変換等の線形変換）や、局所領域ごとの
テンプレートマッチングにより得られた対応位置関係に
基づく非線形歪変換（例えば２次元多項式によるカーブ
フィッティングを用いた非線形歪み変換等）処理（ワー
ピング）による局所位置合わせ、またはこれら大局的位
置合わせと局所位置合わせとを組み合わせて行うなどの
概略位置合わせが行なわれている（特開平7-37074 号、
同8-335721号等）。そしてこのような概略位置合わせ処
理によれば、画像全体について、ある程度の位置合わせ
を実現することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば胸部放
射線画像における肋骨のように、近接する局所間に類似
のテクスチャーが存在する場合等には、上述した概略位
置合わせ処理では、一部の局所領域において、なお位置
ずれが残る場合がある。
射線画像における肋骨のように、近接する局所間に類似
のテクスチャーが存在する場合等には、上述した概略位
置合わせ処理では、一部の局所領域において、なお位置
ずれが残る場合がある。
【００１１】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、比較対象となる２つの画像の位置ずれを従来より
もさらに抑制して、精度の高い位置合わせを実現するこ
とができる画像の位置合わせ方法および装置を提供する
ことを目的とするものである。
って、比較対象となる２つの画像の位置ずれを従来より
もさらに抑制して、精度の高い位置合わせを実現するこ
とができる画像の位置合わせ方法および装置を提供する
ことを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の画像の位置合わ
せ方法および装置は、画像全体に処理を施して２つの画
像の概略位置合わせを行ない、この概略位置合わせによ
ってもなお位置ずれ程度が高い一部の局所領域を選択
し、この選択された局所領域および必要に応じてその近
傍領域についてのみさらに再位置合わせ処理を施すこと
により、その位置ずれ程度が高かった局所領域の位置ず
れ程度を低くすることができ、画像全体の位置ずれ程度
を従来よりも抑制したものである。
せ方法および装置は、画像全体に処理を施して２つの画
像の概略位置合わせを行ない、この概略位置合わせによ
ってもなお位置ずれ程度が高い一部の局所領域を選択
し、この選択された局所領域および必要に応じてその近
傍領域についてのみさらに再位置合わせ処理を施すこと
により、その位置ずれ程度が高かった局所領域の位置ず
れ程度を低くすることができ、画像全体の位置ずれ程度
を従来よりも抑制したものである。
【００１３】すなわち本発明の画像の位置合わせ方法
は、同一被写体についての２つの画像を位置合わせする
画像の位置合わせ方法であって、前記２つの画像全体に
対して処理を施して該両画像の概略位置合わせを行な
い、前記概略位置合わせによって概略位置合わせがなさ
れた後の前記２つの画像中の、位置ずれ程度が高い局所
領域を選択し、少なくとも前記選択された局所領域につ
いてさらに、再度の位置合わせを行なうことを特徴とす
るものである。
は、同一被写体についての２つの画像を位置合わせする
画像の位置合わせ方法であって、前記２つの画像全体に
対して処理を施して該両画像の概略位置合わせを行な
い、前記概略位置合わせによって概略位置合わせがなさ
れた後の前記２つの画像中の、位置ずれ程度が高い局所
領域を選択し、少なくとも前記選択された局所領域につ
いてさらに、再度の位置合わせを行なうことを特徴とす
るものである。
【００１４】ここで被写体には、人体等の他、動植物、
工業製品、地形、天体、風景等あらゆるものが含まれ
る。
工業製品、地形、天体、風景等あらゆるものが含まれ
る。
【００１５】同一被写体についての２つの画像は、高度
な位置合わせ精度が求められる画像間演算に供されるも
のを適用するのが好ましく、この画像間演算としては、
特に、２つの画像をそれぞれ表す画像情報間の画素を対
応させた減算処理が適用されるものが好ましい。この場
合、単純な減算であってもよいし、重み付けを行なった
うえでの減算であってもよい。減算処理によって得られ
た画像間演算画像は一般にサブトラクション画像と称さ
れ、このサブトラクション画像としては、時系列的に略
同時に撮影して得られたエネルギー分布の互いに異なる
２つの原画像（＝オリジナルの画像；高圧画像（通常の
放射線画像）および低圧画像（高圧抑制画像））に基づ
いて（単純減算または荷重減算によって）得られるエネ
ルギサブトラクション画像、時系列的に異なる時期に撮
影して得られた２つの原画像に基づいて得られる経時サ
ブトラクション画像、造影剤の注入前後にそれぞれ撮影
して得られる血管の２つの原画像に基づいて得られるＤ
ＳＡ（デジタルサブトラクション・アンギオグラフィ）
画像等が含まれる。
な位置合わせ精度が求められる画像間演算に供されるも
のを適用するのが好ましく、この画像間演算としては、
特に、２つの画像をそれぞれ表す画像情報間の画素を対
応させた減算処理が適用されるものが好ましい。この場
合、単純な減算であってもよいし、重み付けを行なった
うえでの減算であってもよい。減算処理によって得られ
た画像間演算画像は一般にサブトラクション画像と称さ
れ、このサブトラクション画像としては、時系列的に略
同時に撮影して得られたエネルギー分布の互いに異なる
２つの原画像（＝オリジナルの画像；高圧画像（通常の
放射線画像）および低圧画像（高圧抑制画像））に基づ
いて（単純減算または荷重減算によって）得られるエネ
ルギサブトラクション画像、時系列的に異なる時期に撮
影して得られた２つの原画像に基づいて得られる経時サ
ブトラクション画像、造影剤の注入前後にそれぞれ撮影
して得られる血管の２つの原画像に基づいて得られるＤ
ＳＡ（デジタルサブトラクション・アンギオグラフィ）
画像等が含まれる。
【００１６】なお、上記「同一被写体についての２つの
画像」とは、例えば、同一被写体の同一部位を時系列的
に異なる時期に撮影して得られた２つの放射線画像が挙
げられるが、これに限られるものではなく、同一日時に
撮影された画像中のほぼ同一の形状を有する部位（例え
ば、左右肺、左右乳房など）を表わす各画像部分をも含
む。すなわち、２つの画像とは、互いに異なる画像に限
るものではなく、同一画像中の異なる画像部分をも含む
ものを意味する。
画像」とは、例えば、同一被写体の同一部位を時系列的
に異なる時期に撮影して得られた２つの放射線画像が挙
げられるが、これに限られるものではなく、同一日時に
撮影された画像中のほぼ同一の形状を有する部位（例え
ば、左右肺、左右乳房など）を表わす各画像部分をも含
む。すなわち、２つの画像とは、互いに異なる画像に限
るものではなく、同一画像中の異なる画像部分をも含む
ものを意味する。
【００１７】また、上記画像としては、特に医療用放射
線画像を適用するのが好ましい。
線画像を適用するのが好ましい。
【００１８】本発明の画像位置合わせ方法において、概
略位置合わせとしては、２つの画像のうち少なくとも一
方の画像全体に対して、回転、平行移動および拡大・縮
小のうち少なくとも１つからなる変換処理（アフィン変
換等）を施すことによる大局的位置合わせや、２つの画
像のうち一方の画像に対して、多数の小領域であるテン
プレート領域を設定し、他方の画像に対して、一方の画
像における各テンプレート領域にそれぞれ対応する、各
テンプレート領域よりも大きい領域の探索領域を設定
し、各探索領域において、対応するテンプレート領域内
の画像が略一致する部分領域を求め、各テンプレート領
域と各部分領域との対応位置関係に基づいて、両画像の
うち少なくとも一方の画像全体に対して、両画像が略一
致するように非線形歪変換処理（例えば２次元多項式に
よるカーブフィッティングを用いた非線形歪み変換等）
を施すことによる局所的位置合わせなどを適用するのが
好ましい。画像全体の概略位置合わせとして、ある程度
の位置ずれを解消させることができるからである。ま
た、概略位置合わせとして、上記大局的位置合わせを行
なったうえでさらに上記局所位置合わせを行なうもの
（特開平7-37074 号、同8-335721号等）を適用してもよ
い。なお、探索領域内における部分領域は、テンプレー
ト領域との間で例えば相互相関値が最も大きい値を示す
領域や画素値差の絶対値の総和が最も小さい値を示す領
域として求めればよい。
略位置合わせとしては、２つの画像のうち少なくとも一
方の画像全体に対して、回転、平行移動および拡大・縮
小のうち少なくとも１つからなる変換処理（アフィン変
換等）を施すことによる大局的位置合わせや、２つの画
像のうち一方の画像に対して、多数の小領域であるテン
プレート領域を設定し、他方の画像に対して、一方の画
像における各テンプレート領域にそれぞれ対応する、各
テンプレート領域よりも大きい領域の探索領域を設定
し、各探索領域において、対応するテンプレート領域内
の画像が略一致する部分領域を求め、各テンプレート領
域と各部分領域との対応位置関係に基づいて、両画像の
うち少なくとも一方の画像全体に対して、両画像が略一
致するように非線形歪変換処理（例えば２次元多項式に
よるカーブフィッティングを用いた非線形歪み変換等）
を施すことによる局所的位置合わせなどを適用するのが
好ましい。画像全体の概略位置合わせとして、ある程度
の位置ずれを解消させることができるからである。ま
た、概略位置合わせとして、上記大局的位置合わせを行
なったうえでさらに上記局所位置合わせを行なうもの
（特開平7-37074 号、同8-335721号等）を適用してもよ
い。なお、探索領域内における部分領域は、テンプレー
ト領域との間で例えば相互相関値が最も大きい値を示す
領域や画素値差の絶対値の総和が最も小さい値を示す領
域として求めればよい。
【００１９】位置ずれ程度が高い領域の選択は、両画像
間で位置ずれ程度が高い局所領域を任意に手動で設定す
ることによって行なってもよいし、両画像の全体に亘っ
て、位置ずれ程度の高低に拘わらずそれぞれ多数の局所
領域を自動的に設定して対応する局所領域間で位置ずれ
程度をそれぞれ各別に求め、その求められた位置ずれ程
度に基づいて位置ずれ程度の高い局所領域を自動的に選
定することによって行なってもよいが、手動で設定する
ことによる労力を省くうえで、自動的に選定する方法を
適用するのが好ましい。この場合、画像の位置ずれ程度
として、対応する局所領域間でそれぞれ各画素値差の絶
対値の総和値により求め、位置ずれ程度が高い局所領域
の選択としては、画素値差の絶対値の総和値について閾
値処理することにより行なうのが実用上好ましい。ただ
し、位置ずれ程度として、その他の指標値（例えば、正
規化相互相関値等）を適用することを排除するものでは
なく、このような指標値を用いて、位置ずれ程度が高い
局所領域を選択するようにしてもよい。また両画像の対
応する局所領域は、両画像において同一中心、同一形状
の領域（例えば矩形形状の領域）を適用すればよい。手
動で位置ずれ程度が高い領域を選択する場合は、一方の
画像中でその局所領域を設定すると、他方の画像中にお
いて、一方の画像中で設定した局所領域と同一位置、同
一の大きさの局所領域が自動的に設定されるようにする
のが好ましい。２つの画像に同一位置、同一サイズの領
域を手動で正確に設定するのは一般に困難だからであ
る。
間で位置ずれ程度が高い局所領域を任意に手動で設定す
ることによって行なってもよいし、両画像の全体に亘っ
て、位置ずれ程度の高低に拘わらずそれぞれ多数の局所
領域を自動的に設定して対応する局所領域間で位置ずれ
程度をそれぞれ各別に求め、その求められた位置ずれ程
度に基づいて位置ずれ程度の高い局所領域を自動的に選
定することによって行なってもよいが、手動で設定する
ことによる労力を省くうえで、自動的に選定する方法を
適用するのが好ましい。この場合、画像の位置ずれ程度
として、対応する局所領域間でそれぞれ各画素値差の絶
対値の総和値により求め、位置ずれ程度が高い局所領域
の選択としては、画素値差の絶対値の総和値について閾
値処理することにより行なうのが実用上好ましい。ただ
し、位置ずれ程度として、その他の指標値（例えば、正
規化相互相関値等）を適用することを排除するものでは
なく、このような指標値を用いて、位置ずれ程度が高い
局所領域を選択するようにしてもよい。また両画像の対
応する局所領域は、両画像において同一中心、同一形状
の領域（例えば矩形形状の領域）を適用すればよい。手
動で位置ずれ程度が高い領域を選択する場合は、一方の
画像中でその局所領域を設定すると、他方の画像中にお
いて、一方の画像中で設定した局所領域と同一位置、同
一の大きさの局所領域が自動的に設定されるようにする
のが好ましい。２つの画像に同一位置、同一サイズの領
域を手動で正確に設定するのは一般に困難だからであ
る。
【００２０】「少なくとも前記選択された局所領域につ
いてさらに再度の位置合わせを行なう」とは、その選択
された局所領域を主として再位置合わせの対象とするも
のであるが、その局所領域だけを処理した場合、隣接す
る局所領域が選択されていない場合には、同一画像上の
選択されて処理された局所領域と選択されずに処理され
ない局所領域との境界において位置ずれが生じる虞があ
るため、選択された局所領域だけでなく、必要に応じて
その選択された局所領域の近傍領域についてもさらに再
度の位置合わせを行なうようにしてもよいことを意味す
るものであり、選択された局所領域とともに、選択され
なかった全ての局所領域も含めて、画像を一体的に再度
の位置合わせに供することを意味するものではない。
いてさらに再度の位置合わせを行なう」とは、その選択
された局所領域を主として再位置合わせの対象とするも
のであるが、その局所領域だけを処理した場合、隣接す
る局所領域が選択されていない場合には、同一画像上の
選択されて処理された局所領域と選択されずに処理され
ない局所領域との境界において位置ずれが生じる虞があ
るため、選択された局所領域だけでなく、必要に応じて
その選択された局所領域の近傍領域についてもさらに再
度の位置合わせを行なうようにしてもよいことを意味す
るものであり、選択された局所領域とともに、選択され
なかった全ての局所領域も含めて、画像を一体的に再度
の位置合わせに供することを意味するものではない。
【００２１】再度の位置合わせとしては、位置ずれ程度
が高い、２つの画像中の各局所領域のうち、一方の画像
中の各局所領域にテンプレート領域を設定し、他方の画
像中の各局所領域に探索領域を設定し、探索領域内にお
いて対応するテンプレート領域と画像の一致程度の高い
部分領域を求め、各テンプレート領域および対応する前
記分領域の各対応位置関係を求め、テンプレート領域お
よび探索領域を、段階的に小さくしつつ、前記各対応位
置に基づいて設定して、順次各対応位置関係を求める操
作を繰り返し、最終的に求められた各対応位置関係に基
づいて、概略位置合わせがなされた後の２つの画像のう
ち少なくとも一方の画像に対して、両画像の位置ずれ程
度が高い局所領域が略一致するように、変換処理を施す
ことによる処理を適用するのが好ましい。テンプレート
領域および探索領域を順次段階的に小さくしながら、一
致程度が高くなるような対応位置関係を順次求め、この
対応位置関係に基づいて位置合わせを行なうことによ
り、画像自体が不自然に歪むのを防止しつつ、従来より
も位置ずれを抑制し、高精度に位置ずれを解消させるこ
とができる。
が高い、２つの画像中の各局所領域のうち、一方の画像
中の各局所領域にテンプレート領域を設定し、他方の画
像中の各局所領域に探索領域を設定し、探索領域内にお
いて対応するテンプレート領域と画像の一致程度の高い
部分領域を求め、各テンプレート領域および対応する前
記分領域の各対応位置関係を求め、テンプレート領域お
よび探索領域を、段階的に小さくしつつ、前記各対応位
置に基づいて設定して、順次各対応位置関係を求める操
作を繰り返し、最終的に求められた各対応位置関係に基
づいて、概略位置合わせがなされた後の２つの画像のう
ち少なくとも一方の画像に対して、両画像の位置ずれ程
度が高い局所領域が略一致するように、変換処理を施す
ことによる処理を適用するのが好ましい。テンプレート
領域および探索領域を順次段階的に小さくしながら、一
致程度が高くなるような対応位置関係を順次求め、この
対応位置関係に基づいて位置合わせを行なうことによ
り、画像自体が不自然に歪むのを防止しつつ、従来より
も位置ずれを抑制し、高精度に位置ずれを解消させるこ
とができる。
【００２２】すなわち、小さい領域（テンプレート領域
および探索領域）を用いてより位置合わせ状態（一致程
度）の良い対応位置を求めることにより、当該局所領域
についての位置合わせ精度を高めることができる。この
場合、用いる領域は小さければ小さいほど、位置合わせ
精度を高めることができるので好ましいが、位置合わせ
状態の良い対応位置（最適対応位置）を求めるのに、単
純に小さい領域を用いた場合には、探索領域内で、本来
の最適位置対応位置ではない部分領域と偶然に最高の一
致程度が得られるというローカルミニマムに陥る場合が
あり、各局所領域ごとに求められる最適対応位置が、近
接する局所領域間で全く異なる方向に移動させなければ
得られない位置になる事態が生じ、局所領域中の画像部
分が不自然に歪む可能性がある。そこで、最適対応位置
を求めるのに、大きい領域から順次段階的に小さい領域
を用いて段階的に対応位置関係を求めることにより、ロ
ーカルミニマムに陥るのを防止して、局所領域中の画像
部分が不自然に歪むのを防止することができる。
および探索領域）を用いてより位置合わせ状態（一致程
度）の良い対応位置を求めることにより、当該局所領域
についての位置合わせ精度を高めることができる。この
場合、用いる領域は小さければ小さいほど、位置合わせ
精度を高めることができるので好ましいが、位置合わせ
状態の良い対応位置（最適対応位置）を求めるのに、単
純に小さい領域を用いた場合には、探索領域内で、本来
の最適位置対応位置ではない部分領域と偶然に最高の一
致程度が得られるというローカルミニマムに陥る場合が
あり、各局所領域ごとに求められる最適対応位置が、近
接する局所領域間で全く異なる方向に移動させなければ
得られない位置になる事態が生じ、局所領域中の画像部
分が不自然に歪む可能性がある。そこで、最適対応位置
を求めるのに、大きい領域から順次段階的に小さい領域
を用いて段階的に対応位置関係を求めることにより、ロ
ーカルミニマムに陥るのを防止して、局所領域中の画像
部分が不自然に歪むのを防止することができる。
【００２３】本発明の画像の位置合わせ装置は、本発明
の画像の位置合わせ方法を実施するための装置であっ
て、同一被写体についての２つの画像を位置合わせする
画像の位置合わせ装置において、前記２つの画像全体に
対して処理を施して該両画像の概略位置合わせを行なう
概略位置合わせ手段と、前記概略位置合わせによって概
略位置合わせがなされた後の前記２つの画像中の、位置
ずれ程度が高い局所領域を選択する領域選択手段と、少
なくとも前記領域選択手段により選択された局所領域に
ついてさらに、再度の位置合わせを行なう再位置合わせ
手段とを備えたことを特徴とするものである。
の画像の位置合わせ方法を実施するための装置であっ
て、同一被写体についての２つの画像を位置合わせする
画像の位置合わせ装置において、前記２つの画像全体に
対して処理を施して該両画像の概略位置合わせを行なう
概略位置合わせ手段と、前記概略位置合わせによって概
略位置合わせがなされた後の前記２つの画像中の、位置
ずれ程度が高い局所領域を選択する領域選択手段と、少
なくとも前記領域選択手段により選択された局所領域に
ついてさらに、再度の位置合わせを行なう再位置合わせ
手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】ここで概略位置合わせ手段としては、２つ
の画像のうち少なくとも一方の画像全体に対して、回
転、平行移動および拡大・縮小のうち少なくとも１つか
らなる変換処理を施すことによる大局的位置合わせ処理
を行なう大局的位置合わせ手段や、２つの画像のうち一
方の画像に対して、多数の小領域であるテンプレート領
域を設定し、他方の画像に対して、一方の画像における
各テンプレート領域にそれぞれ対応する、該各テンプレ
ート領域よりも大きい領域の探索領域を設定し、各探索
領域において、対応するテンプレート領域内の画像が略
一致する部分領域を求めるテンプレートマッチング処理
手段と、テンプレートマッチング処理手段により得られ
た前記各テンプレート領域と前記各部分領域との対応位
置関係に基づいて、両画像のうち少なくとも一方の画像
全体に対して、該両画像が略一致するように非線形歪変
換処理を施すことによる局所的位置合わせ処理を行う局
所的位置合わせ手段など、もしくはこれら大局的位置合
わせ手段と局所位置合わせ手段との両方を備えたものな
どを適用するのが好ましい。
の画像のうち少なくとも一方の画像全体に対して、回
転、平行移動および拡大・縮小のうち少なくとも１つか
らなる変換処理を施すことによる大局的位置合わせ処理
を行なう大局的位置合わせ手段や、２つの画像のうち一
方の画像に対して、多数の小領域であるテンプレート領
域を設定し、他方の画像に対して、一方の画像における
各テンプレート領域にそれぞれ対応する、該各テンプレ
ート領域よりも大きい領域の探索領域を設定し、各探索
領域において、対応するテンプレート領域内の画像が略
一致する部分領域を求めるテンプレートマッチング処理
手段と、テンプレートマッチング処理手段により得られ
た前記各テンプレート領域と前記各部分領域との対応位
置関係に基づいて、両画像のうち少なくとも一方の画像
全体に対して、該両画像が略一致するように非線形歪変
換処理を施すことによる局所的位置合わせ処理を行う局
所的位置合わせ手段など、もしくはこれら大局的位置合
わせ手段と局所位置合わせ手段との両方を備えたものな
どを適用するのが好ましい。
【００２５】領域選択手段としては、両画像間で位置ず
れ程度が高い局所領域を任意に手動で設定することによ
って位置ずれ程度が高い局所領域を選択するものであっ
てもよいし、両画像の全体に亘って、位置ずれ程度の高
低に拘わらずそれぞれ多数の局所領域を自動的に設定し
て対応する局所領域間で位置ずれ程度をそれぞれ各別に
求め、その求められた位置ずれ程度に基づいて位置ずれ
程度の高い局所領域を自動的に選定することによって位
置ずれ程度が高い局所領域を選択するものであってもよ
いが、手動で設定することによる労力を省くうえで、自
動的に選定するものを適用するのが好ましい。この場
合、領域選択手段は、局所領域間の画像の位置ずれ程度
を、対応する局所領域間でそれぞれ各画素値差の絶対値
の総和値により求め、画素値差の絶対値の総和値につい
て閾値処理することにより、位置ずれ程度が高い局所領
域を選択するものを適用するのがさらに好ましい。
れ程度が高い局所領域を任意に手動で設定することによ
って位置ずれ程度が高い局所領域を選択するものであっ
てもよいし、両画像の全体に亘って、位置ずれ程度の高
低に拘わらずそれぞれ多数の局所領域を自動的に設定し
て対応する局所領域間で位置ずれ程度をそれぞれ各別に
求め、その求められた位置ずれ程度に基づいて位置ずれ
程度の高い局所領域を自動的に選定することによって位
置ずれ程度が高い局所領域を選択するものであってもよ
いが、手動で設定することによる労力を省くうえで、自
動的に選定するものを適用するのが好ましい。この場
合、領域選択手段は、局所領域間の画像の位置ずれ程度
を、対応する局所領域間でそれぞれ各画素値差の絶対値
の総和値により求め、画素値差の絶対値の総和値につい
て閾値処理することにより、位置ずれ程度が高い局所領
域を選択するものを適用するのがさらに好ましい。
【００２６】再位置合わせ手段としては、位置ずれ程度
が高い、前記２つの画像中の各局所領域のうち、一方の
画像中の各局所領域にテンプレート領域を設定し、他方
の画像中の各局所領域に探索領域を設定し、前記探索領
域内において対応する前記テンプレート領域と画像の一
致程度の高い部分領域を求め、前記各テンプレート領域
および対応する前記各部分領域の各対応位置関係を求
め、前記テンプレート領域および前記探索領域を、段階
的に小さくしつつ、前記各対応位置に基づいて設定し
て、順次各対応位置関係を求める操作を繰り返して最終
的な各対応位置関係を求める段階的テンプレートマッチ
ング処理手段と、求められた最終的な各対応位置関係に
基づいて、前記概略位置合わせがなされた後の前記２つ
の画像のうち少なくとも一方の画像に対して、該両画像
の前記位置ずれ程度が高い局所領域が略一致するように
変換処理を施す部分位置合わせ手段とを備えたものを適
用するのが好ましい。
が高い、前記２つの画像中の各局所領域のうち、一方の
画像中の各局所領域にテンプレート領域を設定し、他方
の画像中の各局所領域に探索領域を設定し、前記探索領
域内において対応する前記テンプレート領域と画像の一
致程度の高い部分領域を求め、前記各テンプレート領域
および対応する前記各部分領域の各対応位置関係を求
め、前記テンプレート領域および前記探索領域を、段階
的に小さくしつつ、前記各対応位置に基づいて設定し
て、順次各対応位置関係を求める操作を繰り返して最終
的な各対応位置関係を求める段階的テンプレートマッチ
ング処理手段と、求められた最終的な各対応位置関係に
基づいて、前記概略位置合わせがなされた後の前記２つ
の画像のうち少なくとも一方の画像に対して、該両画像
の前記位置ずれ程度が高い局所領域が略一致するように
変換処理を施す部分位置合わせ手段とを備えたものを適
用するのが好ましい。
【００２７】また、上記再位置合わせ手段における段階
的テンプレートマッチング処理手段を、前記テンプレー
ト領域および前記探索領域を段階的に小さくする際の各
段階のうち少なくとも１つの段階において、さらに、前
記各局所領域の周囲に複数の小領域を設定し、前記２つ
の画像の対応する前記小領域間の対応位置関係を求め、
前記テンプレート領域および対応する前記部分領域につ
いて求められた前記対応位置関係と前記各小領域につい
て求められた前記対応位置関係とに応じた拘束力で、前
記各テンプレート領域および／または対応する前記各部
分領域と前記各小領域とをそれぞれ拘束させ、前記拘束
力に応じて、前記各テンプレート領域および対応する前
記各部分領域についての新たな相対的な各対応位置関係
を求め、該求められた新たな相対的な各対応位置関係
を、前記各段階における、前記各テンプレート領域およ
び対応する前記各部分領域の前記各対応位置関係とする
ものとしてもよい。
的テンプレートマッチング処理手段を、前記テンプレー
ト領域および前記探索領域を段階的に小さくする際の各
段階のうち少なくとも１つの段階において、さらに、前
記各局所領域の周囲に複数の小領域を設定し、前記２つ
の画像の対応する前記小領域間の対応位置関係を求め、
前記テンプレート領域および対応する前記部分領域につ
いて求められた前記対応位置関係と前記各小領域につい
て求められた前記対応位置関係とに応じた拘束力で、前
記各テンプレート領域および／または対応する前記各部
分領域と前記各小領域とをそれぞれ拘束させ、前記拘束
力に応じて、前記各テンプレート領域および対応する前
記各部分領域についての新たな相対的な各対応位置関係
を求め、該求められた新たな相対的な各対応位置関係
を、前記各段階における、前記各テンプレート領域およ
び対応する前記各部分領域の前記各対応位置関係とする
ものとしてもよい。
【００２８】ここで、上記複数の小領域とは、各局所領
域の周囲に設けることができる種々の領域を意味するも
のであり、例えば、局所領域を矩形とした場合には、各
局所領域と略同等の大きさを有する、各局所領域の周囲
を一重に取り囲む８つの矩形小領域や二重に取り囲む１
６個の矩形小領域などとすることができる。
域の周囲に設けることができる種々の領域を意味するも
のであり、例えば、局所領域を矩形とした場合には、各
局所領域と略同等の大きさを有する、各局所領域の周囲
を一重に取り囲む８つの矩形小領域や二重に取り囲む１
６個の矩形小領域などとすることができる。
【００２９】「各テンプレート領域および／または対応
する各部分領域と各小領域とをそれぞれ拘束させる」と
は、テンプレート領域および／または対応する部分領域
と、その周囲に存在する複数の小領域の各々とを拘束す
ることを意味するものである。
する各部分領域と各小領域とをそれぞれ拘束させる」と
は、テンプレート領域および／または対応する部分領域
と、その周囲に存在する複数の小領域の各々とを拘束す
ることを意味するものである。
【００３０】「テンプレート領域および対応する部分領
域（中心領域とする）について求められた対応位置関係
と、各小領域について求められた対応位置関係とに応じ
た拘束力で拘束させる」とは、中心領域の対応位置関係
と周囲の各小領域についての対応位置関係との差やその
他の演算結果により規定される拘束力で中心領域を拘束
することを意味する。拘束力としては、例えば中心領域
の対応位置関係と周囲の各小領域についての対応位置関
係との差分を「変位量」としたときのバネ力等の弾性力
や、中心領域の対応位置関係と周囲の各小領域について
の対応位置関係とをそれぞれ「電荷」または「磁荷」と
したときのクーロン力等の引力などを適用することがで
き、特に１次比例する弾性力を適用するのが、計算を高
速化するうえで好ましい。
域（中心領域とする）について求められた対応位置関係
と、各小領域について求められた対応位置関係とに応じ
た拘束力で拘束させる」とは、中心領域の対応位置関係
と周囲の各小領域についての対応位置関係との差やその
他の演算結果により規定される拘束力で中心領域を拘束
することを意味する。拘束力としては、例えば中心領域
の対応位置関係と周囲の各小領域についての対応位置関
係との差分を「変位量」としたときのバネ力等の弾性力
や、中心領域の対応位置関係と周囲の各小領域について
の対応位置関係とをそれぞれ「電荷」または「磁荷」と
したときのクーロン力等の引力などを適用することがで
き、特に１次比例する弾性力を適用するのが、計算を高
速化するうえで好ましい。
【００３１】なお、弾性力の弾性係数は、周囲の小領域
ごとに可変とするのが好ましく、例えば中心領域から各
周囲の小領域までの距離に応じて変更すればよい。
ごとに可変とするのが好ましく、例えば中心領域から各
周囲の小領域までの距離に応じて変更すればよい。
【００３２】「拘束力に応じて、各テンプレート領域お
よび対応する各部分領域についての新たな相対的な各対
応位置関係を求める」とは、例えば、中心領域と周囲の
小領域とをバネによる拘束力で拘束したときに、バネに
よる拘束力（弾性力）により中心領域が引き戻される分
の対応位置関係を、元の対応位置関係から差し引いて、
新たな相対的な対応位置関係を求めること等を意味す
る。弾性力に代えて、クーロン力等の引力を適用した場
合も同様である。
よび対応する各部分領域についての新たな相対的な各対
応位置関係を求める」とは、例えば、中心領域と周囲の
小領域とをバネによる拘束力で拘束したときに、バネに
よる拘束力（弾性力）により中心領域が引き戻される分
の対応位置関係を、元の対応位置関係から差し引いて、
新たな相対的な対応位置関係を求めること等を意味す
る。弾性力に代えて、クーロン力等の引力を適用した場
合も同様である。
【００３３】
【発明の効果】本発明の画像の位置合わせ方法および装
置によれば、画像全体に処理を施して２つの画像の概略
位置合わせを行ない、この概略位置合わせによってもな
お位置ずれ程度が高い一部の局所領域だけを選択し、こ
の選択された局所領域および必要に応じてその局所領域
近傍の領域について、さらに再位置合わせ処理を施すこ
とにより、胸部放射線画像における肋骨のように、近接
する局所間に類似のテクスチャーが存在するために概略
位置合わせ処理では一部の局所領域においてなお位置ず
れが残る場合であっても、その位置ずれ程度が高かった
局所領域の位置ずれ程度を低くすることができ、画像全
体の位置ずれ程度を従来よりも抑制することができ、位
置合わせ精度を向上させることができる。
置によれば、画像全体に処理を施して２つの画像の概略
位置合わせを行ない、この概略位置合わせによってもな
お位置ずれ程度が高い一部の局所領域だけを選択し、こ
の選択された局所領域および必要に応じてその局所領域
近傍の領域について、さらに再位置合わせ処理を施すこ
とにより、胸部放射線画像における肋骨のように、近接
する局所間に類似のテクスチャーが存在するために概略
位置合わせ処理では一部の局所領域においてなお位置ず
れが残る場合であっても、その位置ずれ程度が高かった
局所領域の位置ずれ程度を低くすることができ、画像全
体の位置ずれ程度を従来よりも抑制することができ、位
置合わせ精度を向上させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の画像の位置合わせ
方法および装置の具体的な実施の形態について図面を用
いて説明する。図１は本発明の位置合わせ方法の一実施
態様の処理フローを示すフローチャート、図２は図１に
示した処理フローを実施する画像位置合わせ装置の一実
施態様を示す図である。また図３は、図２に示した実施
形態の画像位置合わせ装置１０により位置合わせがなさ
れる２つの画像Ｐ１，Ｐ２を示すものであり、同一患者
についての、撮影時期を異にして撮影された胸部画像
（放射線画像）である。なお第１画像Ｐ１は時系列的に
第２画像Ｐ２よりも古い時期に撮影された画像であっ
て、いわゆる過去画像であり、第２画像Ｐ２は第１画像
Ｐ１よりも新しい現在画像である。またこれらの画像
は、画像間で画素を対応させたサブトラクション処理を
行なって経時サブトラクション画像を取得するための画
像である。
方法および装置の具体的な実施の形態について図面を用
いて説明する。図１は本発明の位置合わせ方法の一実施
態様の処理フローを示すフローチャート、図２は図１に
示した処理フローを実施する画像位置合わせ装置の一実
施態様を示す図である。また図３は、図２に示した実施
形態の画像位置合わせ装置１０により位置合わせがなさ
れる２つの画像Ｐ１，Ｐ２を示すものであり、同一患者
についての、撮影時期を異にして撮影された胸部画像
（放射線画像）である。なお第１画像Ｐ１は時系列的に
第２画像Ｐ２よりも古い時期に撮影された画像であっ
て、いわゆる過去画像であり、第２画像Ｐ２は第１画像
Ｐ１よりも新しい現在画像である。またこれらの画像
は、画像間で画素を対応させたサブトラクション処理を
行なって経時サブトラクション画像を取得するための画
像である。
【００３５】これら２つの画像Ｐ１，Ｐ２を比較読影す
る場合、医師等の読影者は、現在画像である第２画像Ｐ
２を基準にして比較する場合が多いため、本実施形態の
画像位置合わせ装置においては、第２画像Ｐ２が基準と
なるように作用するものとして以下に説明するが、第１
画像Ｐ１が基準となるように、第１画像Ｐ１と第２画像
Ｐ２とを入れ替えて作用するものとしてもよい。
る場合、医師等の読影者は、現在画像である第２画像Ｐ
２を基準にして比較する場合が多いため、本実施形態の
画像位置合わせ装置においては、第２画像Ｐ２が基準と
なるように作用するものとして以下に説明するが、第１
画像Ｐ１が基準となるように、第１画像Ｐ１と第２画像
Ｐ２とを入れ替えて作用するものとしてもよい。
【００３６】図２に示した画像位置合わせ装置１０は、
同一被写体についての２つの画像Ｐ１，Ｐ２全体の概略
位置合わせを行なう概略位置合わせ手段１４と、概略位
置合わせによって概略位置合わせがなされた後の２つの
画像Ｐ１″（概略位置合わせのために第１画像Ｐ１に処
理を施して得られた画像），Ｐ２中の、位置ずれ程度が
高い局所領域を選択する領域選択手段１５と、領域選択
手段１５により選択された局所領域およびその近傍領域
についてさらに、再度の位置合わせを行なう再位置合わ
せ手段１６とを備えた構成である。
同一被写体についての２つの画像Ｐ１，Ｐ２全体の概略
位置合わせを行なう概略位置合わせ手段１４と、概略位
置合わせによって概略位置合わせがなされた後の２つの
画像Ｐ１″（概略位置合わせのために第１画像Ｐ１に処
理を施して得られた画像），Ｐ２中の、位置ずれ程度が
高い局所領域を選択する領域選択手段１５と、領域選択
手段１５により選択された局所領域およびその近傍領域
についてさらに、再度の位置合わせを行なう再位置合わ
せ手段１６とを備えた構成である。
【００３７】概略位置合わせ手段１４は、両画像Ｐ１，
Ｐ２のうち取得時期が古い方の第１画像Ｐ１全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小等のアフィン変換
を施すことにより、両画像Ｐ１，Ｐ２を大局的に位置合
わせ（グローバルマッチング）する大局的位置合わせ手
段１１と、この大局的位置合わせがなされた後の両画像
Ｐ１′（大局的位置合わせのために第１画像Ｐ１に処理
（アフィン変換）を施して得られた画像），Ｐ２のうち
基準となる新しい方の画像である第２画像Ｐ２に多数の
矩形小領域であるテンプレート領域Ｔを設定するととも
に、アフィン変換して得られた第１画像Ｐ１′に、各テ
ンプレート領域Ｔにそれぞれ対応する、これらの各テン
プレート領域Ｔよりも大きいサイズの探索領域Ｒを設定
し、各探索領域Ｒにおいて対応する各テンプレート領域
Ｔの画像がそれぞれ略一致する部分領域Ｔ′を求め、各
テンプレート領域Ｔと各部分領域Ｔ′との対応位置関係
を求めるテンプレートマッチング処理手段１２と、この
テンプレートマッチング処理手段１２により得られた両
領域Ｔ，Ｔ′の対応位置関係に基づいて、第１画像Ｐ
１′の各部分領域Ｔ′が第２画像Ｐ２の各テンプレート
領域Ｔに略合致するように、第１画像Ｐ１′全体を一体
的に非線形変換（例えば２次元１０次多項式を用いたカ
ーブフィッティングである非線形歪変換（ワーピン
グ））して両画像Ｐ１′，Ｐ２の全体を局所的な単位で
位置合わせ処理（ローカルマッチング）する局所位置合
わせ手段１３とを備えた構成である。
Ｐ２のうち取得時期が古い方の第１画像Ｐ１全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小等のアフィン変換
を施すことにより、両画像Ｐ１，Ｐ２を大局的に位置合
わせ（グローバルマッチング）する大局的位置合わせ手
段１１と、この大局的位置合わせがなされた後の両画像
Ｐ１′（大局的位置合わせのために第１画像Ｐ１に処理
（アフィン変換）を施して得られた画像），Ｐ２のうち
基準となる新しい方の画像である第２画像Ｐ２に多数の
矩形小領域であるテンプレート領域Ｔを設定するととも
に、アフィン変換して得られた第１画像Ｐ１′に、各テ
ンプレート領域Ｔにそれぞれ対応する、これらの各テン
プレート領域Ｔよりも大きいサイズの探索領域Ｒを設定
し、各探索領域Ｒにおいて対応する各テンプレート領域
Ｔの画像がそれぞれ略一致する部分領域Ｔ′を求め、各
テンプレート領域Ｔと各部分領域Ｔ′との対応位置関係
を求めるテンプレートマッチング処理手段１２と、この
テンプレートマッチング処理手段１２により得られた両
領域Ｔ，Ｔ′の対応位置関係に基づいて、第１画像Ｐ
１′の各部分領域Ｔ′が第２画像Ｐ２の各テンプレート
領域Ｔに略合致するように、第１画像Ｐ１′全体を一体
的に非線形変換（例えば２次元１０次多項式を用いたカ
ーブフィッティングである非線形歪変換（ワーピン
グ））して両画像Ｐ１′，Ｐ２の全体を局所的な単位で
位置合わせ処理（ローカルマッチング）する局所位置合
わせ手段１３とを備えた構成である。
【００３８】領域選択手段１２は、概略位置合わせがな
された後の両画像Ｐ１″，Ｐ２のそれぞれに、図８に示
すように、互いに対応する同一位置を中心とする同一形
状（例えば、縦１６画素×横１６画素の矩形形状）の多
数のＲＯＩ（ＲＯＩ１，ＲＯＩ１′、ＲＯＩ２，ＲＯＩ
２′、ＲＯＩ３，ＲＯＩ３′、…）を設定し、対応する
ＲＯＩ（例えばＲＯＩ１とＲＯＩ１′、ＲＯＩ２とＲＯ
Ｉ２′など）間でそれぞれ、そのＲＯＩ内に含まれる画
素（位置が対応する画素）同士の値（第２画像Ｐ２にお
けるＲＯＩ内の画素の画素値Ａ（ｉ，ｊ）、変換後の第
１画像Ｐ１″におけるＲＯＩ′内の画素の画素値Ｂ
（ｉ，ｊ））の差（＝｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）
｜）の総和値Ｄｓ（＝ΣΣ｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，
ｊ）｜）を、各ＲＯＩ間の位置ずれ程度を表す指標とし
て求め、得られた総和値Ｄｓを予め設定した閾値Ｋと比
較処理し、閾値Ｋよりも総和値Ｄｓが大きい（Ｄｓ＞
Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程度が高い局所領域として、再位
置合わせ処理の対象として選択し、閾値Ｋよりも総和値
Ｄｓが大きくない（Ｄｓ≦Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程度が
低い局所領域として、再位置合わせ処理の対象としては
選択しない作用をなす。
された後の両画像Ｐ１″，Ｐ２のそれぞれに、図８に示
すように、互いに対応する同一位置を中心とする同一形
状（例えば、縦１６画素×横１６画素の矩形形状）の多
数のＲＯＩ（ＲＯＩ１，ＲＯＩ１′、ＲＯＩ２，ＲＯＩ
２′、ＲＯＩ３，ＲＯＩ３′、…）を設定し、対応する
ＲＯＩ（例えばＲＯＩ１とＲＯＩ１′、ＲＯＩ２とＲＯ
Ｉ２′など）間でそれぞれ、そのＲＯＩ内に含まれる画
素（位置が対応する画素）同士の値（第２画像Ｐ２にお
けるＲＯＩ内の画素の画素値Ａ（ｉ，ｊ）、変換後の第
１画像Ｐ１″におけるＲＯＩ′内の画素の画素値Ｂ
（ｉ，ｊ））の差（＝｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）
｜）の総和値Ｄｓ（＝ΣΣ｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，
ｊ）｜）を、各ＲＯＩ間の位置ずれ程度を表す指標とし
て求め、得られた総和値Ｄｓを予め設定した閾値Ｋと比
較処理し、閾値Ｋよりも総和値Ｄｓが大きい（Ｄｓ＞
Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程度が高い局所領域として、再位
置合わせ処理の対象として選択し、閾値Ｋよりも総和値
Ｄｓが大きくない（Ｄｓ≦Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程度が
低い局所領域として、再位置合わせ処理の対象としては
選択しない作用をなす。
【００３９】再位置合わせ手段１６は、図９に示すよう
に、領域選択手段１５により選択された位置ずれ程度が
高いＲＯＩについてさらに、テンプレート領域（テンプ
レートＲＯＩ）および探索領域（探索ＲＯＩ）を用い
て、テンプレートＲＯＩと画像の一致程度の高い部分領
域を求め、このテンプレート領域と部分領域とに基づい
てこれらの対応位置関係（シフト量）を求め、テンプレ
ート領域および探索領域を、段階的に小さくしつつ、前
段階の各対応位置関係に基づいて設定して、順次各段階
ごとの対応位置関係を求める操作を繰り返し、最終的に
得られた対応位置関係（本実施形態においては、各段階
での対応位置関係（シフト量）を集積した集積対応位置
関係）を求める段階的テンプレートマッチング処理手段
１６ａと、段階的テンプレートマッチング処理手段１６
ａにより得られた最終的な対応位置関係に基づいて、概
略位置合わせがなされた後の両画像Ｐ″，Ｐ２中の位置
ずれ程度が高い一部の局所領域が略一致するように、第
１画像Ｐ１″中の選択された局所領域およびその近傍領
域に対して位置合わせのための変換処理を施す部分位置
合わせ手段１６ｂとを備えた構成である。
に、領域選択手段１５により選択された位置ずれ程度が
高いＲＯＩについてさらに、テンプレート領域（テンプ
レートＲＯＩ）および探索領域（探索ＲＯＩ）を用い
て、テンプレートＲＯＩと画像の一致程度の高い部分領
域を求め、このテンプレート領域と部分領域とに基づい
てこれらの対応位置関係（シフト量）を求め、テンプレ
ート領域および探索領域を、段階的に小さくしつつ、前
段階の各対応位置関係に基づいて設定して、順次各段階
ごとの対応位置関係を求める操作を繰り返し、最終的に
得られた対応位置関係（本実施形態においては、各段階
での対応位置関係（シフト量）を集積した集積対応位置
関係）を求める段階的テンプレートマッチング処理手段
１６ａと、段階的テンプレートマッチング処理手段１６
ａにより得られた最終的な対応位置関係に基づいて、概
略位置合わせがなされた後の両画像Ｐ″，Ｐ２中の位置
ずれ程度が高い一部の局所領域が略一致するように、第
１画像Ｐ１″中の選択された局所領域およびその近傍領
域に対して位置合わせのための変換処理を施す部分位置
合わせ手段１６ｂとを備えた構成である。
【００４０】段階的テンプレートマッチング処理手段１
６ａは具体的には図１０の処理フローに示すように、
（１）基準となる第２画像Ｐ２には、そのＲＯＩの中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第１テンプレート領域（例
えば、縦８０画素×横８０画素の矩形形状）ＴＲ（ＴＲ
１，ＴＲ２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には第１テ
ンプレート領域ＴＲと同一の中心（ｘ０，ｙ０）を有
し、第１テンプレート領域ＴＲより大きい領域（例え
ば、縦９２画素×横９２画素の矩形形状）の第１探索領
域ＲＲ（ＲＲ１，ＲＲ２，…）を設定し、互いに対応す
る第１テンプレート領域ＴＲおよび第１探索領域ＲＲの
各組（ＴＲ１とＲＲ１の組，ＴＲ２とＲＲ２の組等）に
おいて、第１テンプレート領域ＴＲと画像の一致程度
（例えば正規化相互相関値を指標とする）が高い、第１
探索領域ＲＲ内の第１部分領域ｔＲを求め、各第１テン
プレート領域ＴＲと各第１部分領域ｔＲとの対応位置関
係である第１位置関係を求め、この第１位置関係に基づ
いて第１テンプレート領域ＴＲを第１部分領域ｔＲに一
致させるための移動量である第１シフト量（＋Δｘ，＋
Δｙ）を算出し、（２）次にこの第１シフト量（＋Δ
ｘ，＋Δｙ）に基づいて、第２画像Ｐ２には、元の中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第２テンプレート領域（例
えば、縦４８画素×横４８画素の矩形形状）ＴＲ′（Ｔ
Ｒ′１，ＴＲ′２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″に
は、第１部分領域ｔＲの中心（ｘ０，ｙ０）から第１シ
フト量（＋Δｘ，＋Δｙ）だけ移動した位置（ｘ′，
ｙ′）（＝（ｘ０＋Δｘ，ｙ０＋Δｙ））に中心を有
し、第２テンプレート領域ＴＲ′より大きく、かつ第１
探索領域ＲＲより小さい領域（例えば、縦５６画素×横
５６画素の矩形形状）の第２探索領域ＲＲ′（ＲＲ′
１，ＲＲ′２，…）を設定し、互いに対応する第２テン
プレート領域ＴＲ′および第２探索領域ＲＲ′の各組
（ＴＲ′１とＲＲ′１の組，ＴＲ′２とＲＲ′２の組
等）において、第２テンプレート領域ＴＲ′と画像の一
致程度（例えば画素値の差の絶対値の総和を指標とす
る）が高い、第２探索領域ＲＲ′内の第２部分領域ｔ
Ｒ′を求め、各第２テンプレート領域ＴＲ′と各第２部
分領域ｔＲ′との対応位置関係である第２位置関係を求
め、この第２位置関係に基づいて第２テンプレート領域
ＴＲ′を第２部分領域ｔＲ′に一致させるための移動量
である第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）を算出し、
（３）次に第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）に基づ
いて、第２画像Ｐ２には、元の中心（ｘ０，ｙ０）を中
心とする第３テンプレート領域（例えば、縦１６画素×
横１６画素の矩形形状）ＴＲ″（ＴＲ″１，ＴＲ″２，
…）を設定し、第１画像Ｐ１″には、第２部分領域ｔ
Ｒ′の中心（ｘ′，ｙ′）から第２シフト量（＋Δ
ｘ′，＋Δｙ′）だけ移動した位置（ｘ″，ｙ″）（＝
（ｘ′＋Δｘ′，ｙ′＋Δｙ′）＝（ｘ０＋Δｘ＋Δ
ｘ′，ｙ０＋Δｙ＋Δｙ′））に中心を有し、第３テン
プレート領域ＴＲ″より大きく、かつ第２探索領域Ｒ
Ｒ′より小さい領域（例えば、縦２０画素×横２０画素
の矩形形状）の第３探索領域ＲＲ″（ＲＲ″１，ＲＲ″
２，…）を設定し、互いに対応する第３テンプレート領
域ＴＲ″および第３探索領域ＲＲ″の各組（ＴＲ″１と
ＲＲ″１の組，ＴＲ″２とＲＲ″２の組等）において、
第３テンプレート領域ＴＲ″と画像の一致程度（例えば
画素値の差の絶対値の総和を指標とする）が高い、第３
探索領域ＲＲ″内の第３部分領域ｔＲ″を求め、各第３
テンプレート領域ＴＲ″と各第３部分領域ｔＲ″との対
応位置関係である第３位置関係を求め、この第３位置関
係に基づいて第３テンプレート領域ＴＲ″を第３部分領
域ｔＲ″に一致させるための移動量である第３シフト量
（＋Δｘ″，＋Δｙ″）を算出し、（４）各ＲＯＩ（Ｒ
ＯＩ１，ＲＯＩ２，…）の中心ごとの最終的な移動（シ
フト）量（＋Δｘｉ（ｉ＝１，２，…），＋Δｙｉ）
（＝第１シフト量＋第２シフト量＋第３シフト量）を算
出する作用をなす。
６ａは具体的には図１０の処理フローに示すように、
（１）基準となる第２画像Ｐ２には、そのＲＯＩの中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第１テンプレート領域（例
えば、縦８０画素×横８０画素の矩形形状）ＴＲ（ＴＲ
１，ＴＲ２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には第１テ
ンプレート領域ＴＲと同一の中心（ｘ０，ｙ０）を有
し、第１テンプレート領域ＴＲより大きい領域（例え
ば、縦９２画素×横９２画素の矩形形状）の第１探索領
域ＲＲ（ＲＲ１，ＲＲ２，…）を設定し、互いに対応す
る第１テンプレート領域ＴＲおよび第１探索領域ＲＲの
各組（ＴＲ１とＲＲ１の組，ＴＲ２とＲＲ２の組等）に
おいて、第１テンプレート領域ＴＲと画像の一致程度
（例えば正規化相互相関値を指標とする）が高い、第１
探索領域ＲＲ内の第１部分領域ｔＲを求め、各第１テン
プレート領域ＴＲと各第１部分領域ｔＲとの対応位置関
係である第１位置関係を求め、この第１位置関係に基づ
いて第１テンプレート領域ＴＲを第１部分領域ｔＲに一
致させるための移動量である第１シフト量（＋Δｘ，＋
Δｙ）を算出し、（２）次にこの第１シフト量（＋Δ
ｘ，＋Δｙ）に基づいて、第２画像Ｐ２には、元の中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第２テンプレート領域（例
えば、縦４８画素×横４８画素の矩形形状）ＴＲ′（Ｔ
Ｒ′１，ＴＲ′２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″に
は、第１部分領域ｔＲの中心（ｘ０，ｙ０）から第１シ
フト量（＋Δｘ，＋Δｙ）だけ移動した位置（ｘ′，
ｙ′）（＝（ｘ０＋Δｘ，ｙ０＋Δｙ））に中心を有
し、第２テンプレート領域ＴＲ′より大きく、かつ第１
探索領域ＲＲより小さい領域（例えば、縦５６画素×横
５６画素の矩形形状）の第２探索領域ＲＲ′（ＲＲ′
１，ＲＲ′２，…）を設定し、互いに対応する第２テン
プレート領域ＴＲ′および第２探索領域ＲＲ′の各組
（ＴＲ′１とＲＲ′１の組，ＴＲ′２とＲＲ′２の組
等）において、第２テンプレート領域ＴＲ′と画像の一
致程度（例えば画素値の差の絶対値の総和を指標とす
る）が高い、第２探索領域ＲＲ′内の第２部分領域ｔ
Ｒ′を求め、各第２テンプレート領域ＴＲ′と各第２部
分領域ｔＲ′との対応位置関係である第２位置関係を求
め、この第２位置関係に基づいて第２テンプレート領域
ＴＲ′を第２部分領域ｔＲ′に一致させるための移動量
である第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）を算出し、
（３）次に第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）に基づ
いて、第２画像Ｐ２には、元の中心（ｘ０，ｙ０）を中
心とする第３テンプレート領域（例えば、縦１６画素×
横１６画素の矩形形状）ＴＲ″（ＴＲ″１，ＴＲ″２，
…）を設定し、第１画像Ｐ１″には、第２部分領域ｔ
Ｒ′の中心（ｘ′，ｙ′）から第２シフト量（＋Δ
ｘ′，＋Δｙ′）だけ移動した位置（ｘ″，ｙ″）（＝
（ｘ′＋Δｘ′，ｙ′＋Δｙ′）＝（ｘ０＋Δｘ＋Δ
ｘ′，ｙ０＋Δｙ＋Δｙ′））に中心を有し、第３テン
プレート領域ＴＲ″より大きく、かつ第２探索領域Ｒ
Ｒ′より小さい領域（例えば、縦２０画素×横２０画素
の矩形形状）の第３探索領域ＲＲ″（ＲＲ″１，ＲＲ″
２，…）を設定し、互いに対応する第３テンプレート領
域ＴＲ″および第３探索領域ＲＲ″の各組（ＴＲ″１と
ＲＲ″１の組，ＴＲ″２とＲＲ″２の組等）において、
第３テンプレート領域ＴＲ″と画像の一致程度（例えば
画素値の差の絶対値の総和を指標とする）が高い、第３
探索領域ＲＲ″内の第３部分領域ｔＲ″を求め、各第３
テンプレート領域ＴＲ″と各第３部分領域ｔＲ″との対
応位置関係である第３位置関係を求め、この第３位置関
係に基づいて第３テンプレート領域ＴＲ″を第３部分領
域ｔＲ″に一致させるための移動量である第３シフト量
（＋Δｘ″，＋Δｙ″）を算出し、（４）各ＲＯＩ（Ｒ
ＯＩ１，ＲＯＩ２，…）の中心ごとの最終的な移動（シ
フト）量（＋Δｘｉ（ｉ＝１，２，…），＋Δｙｉ）
（＝第１シフト量＋第２シフト量＋第３シフト量）を算
出する作用をなす。
【００４１】段階的テンプレートマッチング処理手段１
６ａはさらに、上述した各ＲＯＩごとに算出された中心
の移動量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）に基づいて、第２画像
Ｐ２中の各ＲＯＩ内の全画素の移動量を、例えば近傍４
点（各ＲＯＩの中心点）の移動量を用いた補間演算（線
形補間、スプライン補間、ベジェ補間等）により求める
作用をなす。
６ａはさらに、上述した各ＲＯＩごとに算出された中心
の移動量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）に基づいて、第２画像
Ｐ２中の各ＲＯＩ内の全画素の移動量を、例えば近傍４
点（各ＲＯＩの中心点）の移動量を用いた補間演算（線
形補間、スプライン補間、ベジェ補間等）により求める
作用をなす。
【００４２】部分位置合わせ手段１６ｂは詳しくは、段
階的テンプレートマッチング処理手段１６ａにより求め
られた第２画像Ｐ２の各画素の移動量に基づいて、第１
画像Ｐ１″のＲＯＩおよびその近傍領域に対してのみワ
ーピング（Warping ）を施して、両画像Ｐ１″，Ｐ２の
位置合わせを行なう作用をなす。なお部分位置合わせ手
段１６ｂが、位置ずれ程度の高いＲＯＩ，ＲＯＩ′につ
いてのみ、テンプレート領域および探索領域を設定する
作用をなすため、位置ずれ程度の低いＲＯＩ（再位置合
わせの必要がないＲＯＩ）についての、その中心の最終
的な対応位置のシフト量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）は一律
に（０，０）と設定し、第２画像Ｐ２の全ＲＯＩの中心
点のシフト量を設定し、これらに基づいて、後述する近
傍４点（各ＲＯＩの中心点）のシフト量を用いた補間演
算により、第２画像Ｐ２のＲＯＩおよびその近傍領域の
各画素のシフト量を求めるようにすればよい。
階的テンプレートマッチング処理手段１６ａにより求め
られた第２画像Ｐ２の各画素の移動量に基づいて、第１
画像Ｐ１″のＲＯＩおよびその近傍領域に対してのみワ
ーピング（Warping ）を施して、両画像Ｐ１″，Ｐ２の
位置合わせを行なう作用をなす。なお部分位置合わせ手
段１６ｂが、位置ずれ程度の高いＲＯＩ，ＲＯＩ′につ
いてのみ、テンプレート領域および探索領域を設定する
作用をなすため、位置ずれ程度の低いＲＯＩ（再位置合
わせの必要がないＲＯＩ）についての、その中心の最終
的な対応位置のシフト量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）は一律
に（０，０）と設定し、第２画像Ｐ２の全ＲＯＩの中心
点のシフト量を設定し、これらに基づいて、後述する近
傍４点（各ＲＯＩの中心点）のシフト量を用いた補間演
算により、第２画像Ｐ２のＲＯＩおよびその近傍領域の
各画素のシフト量を求めるようにすればよい。
【００４３】次に本実施形態の位置合わせ装置１０の作
用を説明する。
用を説明する。
【００４４】まず時系列的に取得された２つの画像Ｐ１
およびＰ２（図３）が、概略位置合わせ手段１４の大局
的位置合わせ手段１１に入力される。大局的位置合わせ
手段１１は入力された２つの画像Ｐ１およびＰ２につい
て、時系列的に新しい方の第２画像Ｐ２を基準として、
第１画像Ｐ１にアフィン変換を施して第２画像Ｐ２に大
局的に位置合わせする（図４参照）。
およびＰ２（図３）が、概略位置合わせ手段１４の大局
的位置合わせ手段１１に入力される。大局的位置合わせ
手段１１は入力された２つの画像Ｐ１およびＰ２につい
て、時系列的に新しい方の第２画像Ｐ２を基準として、
第１画像Ｐ１にアフィン変換を施して第２画像Ｐ２に大
局的に位置合わせする（図４参照）。
【００４５】続いてテンプレートマッチング処理手段１
２が、大局的に位置合わせされた両画像Ｐ１′，Ｐ２の
うち第２画像Ｐ２に、多数の矩形小領域であるテンプレ
ート領域Ｔ２を施すとともに、第１画像Ｐ１′に対し
て、第２画像Ｐ２の各テンプレート領域Ｔ２にそれぞれ
対応する、これらの各テンプレート領域Ｔ２よりも大き
い領域の探索領域Ｒ１を設定し、各探索領域Ｒ１におい
て、第２画像Ｐ２の各テンプレート領域Ｔ２がそれぞれ
略一致する部分領域Ｔ１を求め（図５参照）、第２画像
Ｐ２における各テンプレート領域Ｔ２と、第１画像Ｐ
１′における各部分領域Ｔ１とに基づいて、両領域Ｔ
１，Ｔ２間の対応位置関係（シフト量）を算出する。
２が、大局的に位置合わせされた両画像Ｐ１′，Ｐ２の
うち第２画像Ｐ２に、多数の矩形小領域であるテンプレ
ート領域Ｔ２を施すとともに、第１画像Ｐ１′に対し
て、第２画像Ｐ２の各テンプレート領域Ｔ２にそれぞれ
対応する、これらの各テンプレート領域Ｔ２よりも大き
い領域の探索領域Ｒ１を設定し、各探索領域Ｒ１におい
て、第２画像Ｐ２の各テンプレート領域Ｔ２がそれぞれ
略一致する部分領域Ｔ１を求め（図５参照）、第２画像
Ｐ２における各テンプレート領域Ｔ２と、第１画像Ｐ
１′における各部分領域Ｔ１とに基づいて、両領域Ｔ
１，Ｔ２間の対応位置関係（シフト量）を算出する。
【００４６】次いで、局所位置合わせ手段１３が、テン
プレートマッチング処理手段１２により算出された対応
位置関係に基づいて、第１画像Ｐ１′の各部分領域Ｔ１
が第２画像Ｐ２の各テンプレート領域Ｔ２にそれぞれ略
合致するように、アフィン変換された後の第１画像Ｐ
１′全体に非線形歪変換処理を施して（図６参照）、両
画像Ｐ１″（アフィン変換された後の第１画像Ｐ１′に
非線形歪変換処理を施して得られた画像），Ｐ２の局所
的な位置合わせを行なう。
プレートマッチング処理手段１２により算出された対応
位置関係に基づいて、第１画像Ｐ１′の各部分領域Ｔ１
が第２画像Ｐ２の各テンプレート領域Ｔ２にそれぞれ略
合致するように、アフィン変換された後の第１画像Ｐ
１′全体に非線形歪変換処理を施して（図６参照）、両
画像Ｐ１″（アフィン変換された後の第１画像Ｐ１′に
非線形歪変換処理を施して得られた画像），Ｐ２の局所
的な位置合わせを行なう。
【００４７】以上の概略位置合わせ処理により、両画像
Ｐ１″，Ｐ２は全体的にある程度の精度で位置合わせ
（概略位置合わせ）がなされる。しかし、この概略位置
合わせ処理によってもなお一部の局所領域において位置
ずれが残る場合がある。
Ｐ１″，Ｐ２は全体的にある程度の精度で位置合わせ
（概略位置合わせ）がなされる。しかし、この概略位置
合わせ処理によってもなお一部の局所領域において位置
ずれが残る場合がある。
【００４８】そこで本実施形態の画像位置合わせ装置１
０は、これら概略位置合わせがなされた画像Ｐ１″，Ｐ
２に対して、領域選択手段１５が、未だ位置ずれ程度が
高い局所領域を選択し、その選択された一部の局所領域
についてさらに再位置合わせ手段１６が再位置合わせを
行なう。
０は、これら概略位置合わせがなされた画像Ｐ１″，Ｐ
２に対して、領域選択手段１５が、未だ位置ずれ程度が
高い局所領域を選択し、その選択された一部の局所領域
についてさらに再位置合わせ手段１６が再位置合わせを
行なう。
【００４９】すなわち、概略位置合わせがなされた後の
両画像Ｐ１″，Ｐ２は領域選択手段１５に入力され、領
域選択手段１５は、入力された両画像Ｐ１″，Ｐ２にそ
れぞれ図７および８に示すように、互いに対応する同一
位置を中心とする同位置形状の多数のＲＯＩを設定す
る。つまり、第１画像Ｐ１″に対しては、ＲＯＩ１′、
ＲＯＩ２′、ＲＯＩ３′、…というＲＯＩを設定し、第
２画像Ｐ２に対しては、ＲＯＩ１、ＲＯＩ２、ＲＯＩ
３、…というＲＯＩを設定する。そして、対応するＲＯ
Ｉ（例えばＲＯＩ１とＲＯＩ１′、ＲＯＩ２とＲＯＩ
２′など）間でそれぞれ、そのＲＯＩ内に含まれる画素
（位置が対応する画素）同士の値（第２画像Ｐ２におけ
るＲＯＩ内の画素の画素値Ａ（ｉ，ｊ）、変換後の第１
画像Ｐ１″におけるＲＯＩ′内の画素の画素値Ｂ（ｉ，
ｊ））の差（＝｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）｜）の総
和値Ｄｓ（＝ΣΣ｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）｜）
を、各ＲＯＩ間の位置ずれ程度を表す指標として求め
る。
両画像Ｐ１″，Ｐ２は領域選択手段１５に入力され、領
域選択手段１５は、入力された両画像Ｐ１″，Ｐ２にそ
れぞれ図７および８に示すように、互いに対応する同一
位置を中心とする同位置形状の多数のＲＯＩを設定す
る。つまり、第１画像Ｐ１″に対しては、ＲＯＩ１′、
ＲＯＩ２′、ＲＯＩ３′、…というＲＯＩを設定し、第
２画像Ｐ２に対しては、ＲＯＩ１、ＲＯＩ２、ＲＯＩ
３、…というＲＯＩを設定する。そして、対応するＲＯ
Ｉ（例えばＲＯＩ１とＲＯＩ１′、ＲＯＩ２とＲＯＩ
２′など）間でそれぞれ、そのＲＯＩ内に含まれる画素
（位置が対応する画素）同士の値（第２画像Ｐ２におけ
るＲＯＩ内の画素の画素値Ａ（ｉ，ｊ）、変換後の第１
画像Ｐ１″におけるＲＯＩ′内の画素の画素値Ｂ（ｉ，
ｊ））の差（＝｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）｜）の総
和値Ｄｓ（＝ΣΣ｜Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）｜）
を、各ＲＯＩ間の位置ずれ程度を表す指標として求め
る。
【００５０】さらに領域選択手段１５は、得られた総和
値Ｄｓを予め設定した閾値Ｋと比較処理し、閾値Ｋより
も総和値Ｄｓが大きい（Ｄｓ＞Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程
度が高い局所領域として、再位置合わせ処理の対象とし
て選択し、閾値Ｋよりも総和値Ｄｓが大きくない（Ｄｓ
≦Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程度が低い局所領域として、再
位置合わせ処理の対象としては選択しない。なお、「再
位置合わせ処理の対象としては選択しない」とは、以下
の再位置合わせ処理のための、その局所領域の中心位置
の最終的な対応位置関係（シフト量）を０（ゼロ）にす
ることを意味するものであり、厳密には当該中心位置以
外の画素については対応位置関係（シフト量）の算出や
再位置合わせ処理の変換処理の対象になり得るものであ
る。
値Ｄｓを予め設定した閾値Ｋと比較処理し、閾値Ｋより
も総和値Ｄｓが大きい（Ｄｓ＞Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程
度が高い局所領域として、再位置合わせ処理の対象とし
て選択し、閾値Ｋよりも総和値Ｄｓが大きくない（Ｄｓ
≦Ｋ）ＲＯＩを位置ずれ程度が低い局所領域として、再
位置合わせ処理の対象としては選択しない。なお、「再
位置合わせ処理の対象としては選択しない」とは、以下
の再位置合わせ処理のための、その局所領域の中心位置
の最終的な対応位置関係（シフト量）を０（ゼロ）にす
ることを意味するものであり、厳密には当該中心位置以
外の画素については対応位置関係（シフト量）の算出や
再位置合わせ処理の変換処理の対象になり得るものであ
る。
【００５１】次に、段階的テンプレートマッチング処理
手段１６ａが、入力された両画像Ｐ１″，Ｐ２に対し
て、図１０の処理フローに示すように、基準となる第２
画像Ｐ２には、そのＲＯＩの中心（ｘ０，ｙ０）を中心
とする第１テンプレート領域（例えば、縦８０画素×横
８０画素の矩形形状）ＴＲ（ＴＲ１，ＴＲ２，…）を設
定し、第１画像Ｐ１″には、第１テンプレート領域ＴＲ
と同一の中心（ｘ０，ｙ０）を有し、第１テンプレート
領域ＴＲより大きい領域（例えば、縦９２画素×横９２
画素の矩形形状）の第１探索領域ＲＲ（ＲＲ１，ＲＲ
２，…）を設定し、互いに対応する第１テンプレート領
域ＴＲおよび第１探索領域ＲＲの各組において、第１テ
ンプレート領域ＴＲと画像の一致程度（例えば正規化相
互相関値を指標とする）が高い、第１探索領域ＲＲ内の
第１部分領域ｔＲを求める。この一致程度が高いか否か
の判定は、予め設定された閾値との比較により行えばよ
い。そして、段階的テンプレートマッチング処理手段１
６ａは、各第１テンプレート領域ＴＲと各第１部分領域
ｔＲとの対応位置関係である第１位置関係を求め、この
第１位置関係に基づいて第１テンプレート領域ＴＲを第
１部分領域ｔＲに一致させるための移動量である第１シ
フト量（＋Δｘ，＋Δｙ）を算出する。
手段１６ａが、入力された両画像Ｐ１″，Ｐ２に対し
て、図１０の処理フローに示すように、基準となる第２
画像Ｐ２には、そのＲＯＩの中心（ｘ０，ｙ０）を中心
とする第１テンプレート領域（例えば、縦８０画素×横
８０画素の矩形形状）ＴＲ（ＴＲ１，ＴＲ２，…）を設
定し、第１画像Ｐ１″には、第１テンプレート領域ＴＲ
と同一の中心（ｘ０，ｙ０）を有し、第１テンプレート
領域ＴＲより大きい領域（例えば、縦９２画素×横９２
画素の矩形形状）の第１探索領域ＲＲ（ＲＲ１，ＲＲ
２，…）を設定し、互いに対応する第１テンプレート領
域ＴＲおよび第１探索領域ＲＲの各組において、第１テ
ンプレート領域ＴＲと画像の一致程度（例えば正規化相
互相関値を指標とする）が高い、第１探索領域ＲＲ内の
第１部分領域ｔＲを求める。この一致程度が高いか否か
の判定は、予め設定された閾値との比較により行えばよ
い。そして、段階的テンプレートマッチング処理手段１
６ａは、各第１テンプレート領域ＴＲと各第１部分領域
ｔＲとの対応位置関係である第１位置関係を求め、この
第１位置関係に基づいて第１テンプレート領域ＴＲを第
１部分領域ｔＲに一致させるための移動量である第１シ
フト量（＋Δｘ，＋Δｙ）を算出する。
【００５２】例えば図１１に示すように、１つの第１テ
ンプレート領域ＴＲ２（中心（ｘ０，ｙ０）；同図
（１））を対応する第１探索領域ＲＲ２（中心（ｘ０，
ｙ０）；同図（２））内で探索し、最も一致程度が高い
第１部分領域ｔＲ２の中心が（ｘ′，ｙ′）であるとす
ると、第１シフト量（＋Δｘ，＋Δｙ）は、 （＋Δｘ，＋Δｙ）＝（ｘ′−ｘ０，ｙ′−ｙ０） となる。
ンプレート領域ＴＲ２（中心（ｘ０，ｙ０）；同図
（１））を対応する第１探索領域ＲＲ２（中心（ｘ０，
ｙ０）；同図（２））内で探索し、最も一致程度が高い
第１部分領域ｔＲ２の中心が（ｘ′，ｙ′）であるとす
ると、第１シフト量（＋Δｘ，＋Δｙ）は、 （＋Δｘ，＋Δｙ）＝（ｘ′−ｘ０，ｙ′−ｙ０） となる。
【００５３】段階的テンプレートマッチング処理手段１
６ａは次に、第２画像Ｐ２には、その中心（ｘ０，ｙ
０）を中心とし、第１テンプレート領域ＴＲより小さい
領域である第２テンプレート領域（例えば、縦４８画素
×横４８画素の矩形形状）ＴＲ′（ＴＲ′１，ＴＲ′
２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には、第１部分領域
ｔＲの中心（ｘ０，ｙ０）から第１シフト量（＋Δｘ，
＋Δｙ）だけ移動した位置（ｘ′，ｙ′）（＝（ｘ０＋
Δｘ，ｙ０＋Δｙ））に中心を有し、第２テンプレート
領域ＴＲ′より大きく、かつ第１探索領域ＲＲより小さ
い領域（例えば、縦５６画素×横５６画素の矩形形状）
の第２探索領域ＲＲ′（ＲＲ′１，ＲＲ′２，…）を設
定し、互いに対応する第２テンプレート領域ＴＲ′およ
び第２探索領域ＲＲ′の各組（ＴＲ′１とＲＲ′１の
組，ＴＲ′２とＲＲ′２の組等）において、第２テンプ
レート領域ＴＲ′と画像の一致程度（例えば画素値の差
の絶対値の総和を指標とする）が高い、第２探索領域Ｒ
Ｒ′内の第２部分領域ｔＲ′を求める。この一致程度が
高いか否かの判定も、予め設定された閾値との比較によ
り行えばよい。そして、段階的テンプレートマッチング
処理手段１６ａは、各第２テンプレート領域ＴＲ′と各
第２部分領域ｔＲ′との対応位置関係である第２位置関
係を求め、この第２位置関係に基づいて第２テンプレー
ト領域ＴＲ′を第２部分領域ｔＲ′に一致させるための
移動量である第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）を算
出する。
６ａは次に、第２画像Ｐ２には、その中心（ｘ０，ｙ
０）を中心とし、第１テンプレート領域ＴＲより小さい
領域である第２テンプレート領域（例えば、縦４８画素
×横４８画素の矩形形状）ＴＲ′（ＴＲ′１，ＴＲ′
２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には、第１部分領域
ｔＲの中心（ｘ０，ｙ０）から第１シフト量（＋Δｘ，
＋Δｙ）だけ移動した位置（ｘ′，ｙ′）（＝（ｘ０＋
Δｘ，ｙ０＋Δｙ））に中心を有し、第２テンプレート
領域ＴＲ′より大きく、かつ第１探索領域ＲＲより小さ
い領域（例えば、縦５６画素×横５６画素の矩形形状）
の第２探索領域ＲＲ′（ＲＲ′１，ＲＲ′２，…）を設
定し、互いに対応する第２テンプレート領域ＴＲ′およ
び第２探索領域ＲＲ′の各組（ＴＲ′１とＲＲ′１の
組，ＴＲ′２とＲＲ′２の組等）において、第２テンプ
レート領域ＴＲ′と画像の一致程度（例えば画素値の差
の絶対値の総和を指標とする）が高い、第２探索領域Ｒ
Ｒ′内の第２部分領域ｔＲ′を求める。この一致程度が
高いか否かの判定も、予め設定された閾値との比較によ
り行えばよい。そして、段階的テンプレートマッチング
処理手段１６ａは、各第２テンプレート領域ＴＲ′と各
第２部分領域ｔＲ′との対応位置関係である第２位置関
係を求め、この第２位置関係に基づいて第２テンプレー
ト領域ＴＲ′を第２部分領域ｔＲ′に一致させるための
移動量である第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）を算
出する。
【００５４】例えば図１２に示すように、１つの第２テ
ンプレート領域ＴＲ′２（中心（ｘ０，ｙ０）；同図
（１））を対応する第２探索領域ＲＲ′２（中心
（ｘ′，ｙ′）；同図（２））内で探索し、最も一致程
度が高い第２部分領域ｔＲ′２の中心が（ｘ″，ｙ″）
であるとすると、第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）
は、 （＋Δｘ′，＋Δｙ′）＝（ｘ″−ｘ′，ｙ″−ｙ′） ＝（ｘ″−ｘ０−Δｘ，ｙ″−ｙ０−Δｙ） となる。
ンプレート領域ＴＲ′２（中心（ｘ０，ｙ０）；同図
（１））を対応する第２探索領域ＲＲ′２（中心
（ｘ′，ｙ′）；同図（２））内で探索し、最も一致程
度が高い第２部分領域ｔＲ′２の中心が（ｘ″，ｙ″）
であるとすると、第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）
は、 （＋Δｘ′，＋Δｙ′）＝（ｘ″−ｘ′，ｙ″−ｙ′） ＝（ｘ″−ｘ０−Δｘ，ｙ″−ｙ０−Δｙ） となる。
【００５５】段階的テンプレートマッチング処理手段１
６ａはさらに同様に、第２画像Ｐ２には、その中心（ｘ
０，ｙ０）を中心とし、第２テンプレート領域ＴＲ′よ
り小さい領域である第３テンプレート領域（例えば、縦
１６画素×横１６画素の矩形形状）ＴＲ″（ＴＲ″１，
ＴＲ″２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には、第２部
分領域ｔＲの中心（ｘ′，ｙ′）から第２シフト量（＋
Δｘ′，＋Δｙ′）だけ移動した位置（ｘ″，ｙ″）
（＝（ｘ′＋Δｘ′，ｙ′＋Δｙ′））に中心を有し、
第３テンプレート領域ＴＲ″より大きく、かつ第２探索
領域ＲＲ′より小さい領域（例えば、縦２０画素×横２
０画素の矩形形状）の第３探索領域ＲＲ″（ＲＲ″１，
ＲＲ″２，…）を設定し、互いに対応する第３テンプレ
ート領域ＴＲ″および第３探索領域ＲＲ″の各組（Ｔ
Ｒ″１とＲＲ″１の組，ＴＲ″２とＲＲ″２の組等）に
おいて、第３テンプレート領域ＴＲ″と画像の一致程度
（例えば画素値の差の絶対値の総和を指標とする）が高
い、第３探索領域ＲＲ″内の第３部分領域ｔＲ″を求め
る。この一致程度が高いか否かの判定も、予め設定され
た閾値との比較により行えばよい。そして、段階的テン
プレートマッチング処理手段１６ａは、各第３テンプレ
ート領域ＴＲ″と各第３部分領域ｔＲ″との対応位置関
係である第３位置関係を求め、この第３位置関係に基づ
いて第３テンプレート領域ＴＲ″を第３部分領域ｔＲ″
に一致させるための移動量である第３シフト量（＋Δ
ｘ″，＋Δｙ″）を算出する。
６ａはさらに同様に、第２画像Ｐ２には、その中心（ｘ
０，ｙ０）を中心とし、第２テンプレート領域ＴＲ′よ
り小さい領域である第３テンプレート領域（例えば、縦
１６画素×横１６画素の矩形形状）ＴＲ″（ＴＲ″１，
ＴＲ″２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には、第２部
分領域ｔＲの中心（ｘ′，ｙ′）から第２シフト量（＋
Δｘ′，＋Δｙ′）だけ移動した位置（ｘ″，ｙ″）
（＝（ｘ′＋Δｘ′，ｙ′＋Δｙ′））に中心を有し、
第３テンプレート領域ＴＲ″より大きく、かつ第２探索
領域ＲＲ′より小さい領域（例えば、縦２０画素×横２
０画素の矩形形状）の第３探索領域ＲＲ″（ＲＲ″１，
ＲＲ″２，…）を設定し、互いに対応する第３テンプレ
ート領域ＴＲ″および第３探索領域ＲＲ″の各組（Ｔ
Ｒ″１とＲＲ″１の組，ＴＲ″２とＲＲ″２の組等）に
おいて、第３テンプレート領域ＴＲ″と画像の一致程度
（例えば画素値の差の絶対値の総和を指標とする）が高
い、第３探索領域ＲＲ″内の第３部分領域ｔＲ″を求め
る。この一致程度が高いか否かの判定も、予め設定され
た閾値との比較により行えばよい。そして、段階的テン
プレートマッチング処理手段１６ａは、各第３テンプレ
ート領域ＴＲ″と各第３部分領域ｔＲ″との対応位置関
係である第３位置関係を求め、この第３位置関係に基づ
いて第３テンプレート領域ＴＲ″を第３部分領域ｔＲ″
に一致させるための移動量である第３シフト量（＋Δ
ｘ″，＋Δｙ″）を算出する。
【００５６】例えば、１つの第３テンプレート領域Ｔ
Ｒ″２（中心（ｘ０，ｙ０））を対応する第３探索領域
ＲＲ″２（中心（ｘ″，ｙ″））内で探索し、最も一致
程度が高い第３部分領域ｔＲ″２の中心が（ｘ°，ｙ
°）であるとすると、第３シフト量（＋Δｘ″，＋Δ
ｙ″）は、 （＋Δｘ″，＋Δｙ″）＝（ｘ°−ｘ″，ｙ°−ｙ″） ＝（ｘ°−ｘ０−Δｘ−Δｘ′ ，ｙ°−ｙ０−Δｙ−Δｙ′） となる。
Ｒ″２（中心（ｘ０，ｙ０））を対応する第３探索領域
ＲＲ″２（中心（ｘ″，ｙ″））内で探索し、最も一致
程度が高い第３部分領域ｔＲ″２の中心が（ｘ°，ｙ
°）であるとすると、第３シフト量（＋Δｘ″，＋Δ
ｙ″）は、 （＋Δｘ″，＋Δｙ″）＝（ｘ°−ｘ″，ｙ°−ｙ″） ＝（ｘ°−ｘ０−Δｘ−Δｘ′ ，ｙ°−ｙ０−Δｙ−Δｙ′） となる。
【００５７】以上のように、各局所領域について段階的
に小さく設定されたテンプレート領域および探索領域に
基づいて、両画像Ｐ１″，Ｐ２の各局所領域ごと（ｉ＝
１，２，…）の、それらの中心のシフト量（＋Δｘｉ
（ｉ＝１，２，…），＋Δｙｉ）は、 （＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）＝（ｘ°ｉ−ｘ０ｉ，ｙ°ｉ−ｙ０ｉ） ＝（Δｘｉ＋Δｘ′ｉ＋Δｘ″ｉ ，Δｙｉ＋Δｙ′ｉ＋Δｙ″ｉ） となり、段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａ
は、この第２画像Ｐ２についての各局所領域中心ごとの
最終的なシフト量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）を算出する。
なお、前述したように、再位置合わせ処理の対象として
は選択されなかった局所領域にの中心についてはシフト
量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）を（０，０）と一律に設定す
る。
に小さく設定されたテンプレート領域および探索領域に
基づいて、両画像Ｐ１″，Ｐ２の各局所領域ごと（ｉ＝
１，２，…）の、それらの中心のシフト量（＋Δｘｉ
（ｉ＝１，２，…），＋Δｙｉ）は、 （＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）＝（ｘ°ｉ−ｘ０ｉ，ｙ°ｉ−ｙ０ｉ） ＝（Δｘｉ＋Δｘ′ｉ＋Δｘ″ｉ ，Δｙｉ＋Δｙ′ｉ＋Δｙ″ｉ） となり、段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａ
は、この第２画像Ｐ２についての各局所領域中心ごとの
最終的なシフト量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）を算出する。
なお、前述したように、再位置合わせ処理の対象として
は選択されなかった局所領域にの中心についてはシフト
量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）を（０，０）と一律に設定す
る。
【００５８】さらに段階的テンプレートマッチング処理
手段１６ａは、上述した各ＲＯＩごとに算出された中心
のシフト量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）に基づいて、第２画
像Ｐ２中の各ＲＯＩ内の全画素のシフト量を、例えば近
傍４点（各ＲＯＩの中心点）のシフト量を用いた線形補
間により求める。なお、線形補間以外の補間演算（スプ
ライン補間、ベジェ補間、ＮＵＲＢＳ補間（重み付けＢ
スプライン補間）等）を適用してもよく、また、補間演
算に用いる金傍点数も４点に限られるものではなく、補
間演算の種類等に合わせて適宜設定することができる
（例えば、近傍１６点等）。
手段１６ａは、上述した各ＲＯＩごとに算出された中心
のシフト量（＋Δｘｉ，＋Δｙｉ）に基づいて、第２画
像Ｐ２中の各ＲＯＩ内の全画素のシフト量を、例えば近
傍４点（各ＲＯＩの中心点）のシフト量を用いた線形補
間により求める。なお、線形補間以外の補間演算（スプ
ライン補間、ベジェ補間、ＮＵＲＢＳ補間（重み付けＢ
スプライン補間）等）を適用してもよく、また、補間演
算に用いる金傍点数も４点に限られるものではなく、補
間演算の種類等に合わせて適宜設定することができる
（例えば、近傍１６点等）。
【００５９】すなわち、図１３に示すように第２画像中
のテンプレート領域ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲ１１，Ｔ
Ｒ１２，…が並んでいる場合、テンプレート領域ＴＲ１
の中心のシフト量は、上述したように（＋Δｘ１，＋Δ
ｙ１）（＋Δｘｉにおいてｉ＝１、＋Δｙｉにおいてｉ
＝１としたもの；以下、同様。）、テンプレート領域Ｔ
Ｒ２の中心のシフト量は（＋Δｘ２，＋Δｙ２）、テン
プレート領域ＴＲ１１の中心のシフト量は（＋Δｘ１
１，＋Δｙ１１）、テンプレート領域ＴＲ１２の中心の
シフト量は（＋Δｘ１２，＋Δｙ１２）であり、この４
つのテンプレート領域ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ１１，ＴＲ
１２の４つの中心点で囲まれる範囲内に存在する各画素
（ｘ，ｙ）についてのシフト量（＋Δｘ（ｘ），＋Δｙ
（ｙ））は、図１４に示すように、２次元面内における
線形補間演算を適用することにより、 Δｘ（ｘ）＝(1-u)(1-v)Δｘ１＋u(1-v)Δｘ２＋(1-u)v
Δｘ１１＋uvΔｘ１２ Δｙ（ｙ）＝(1-u)(1-v)Δｙ１＋u(1-v)Δｙ２＋(1-u)v
Δｙ１１＋uvΔｙ１２ と求められる。
のテンプレート領域ＴＲ１，ＴＲ２，…，ＴＲ１１，Ｔ
Ｒ１２，…が並んでいる場合、テンプレート領域ＴＲ１
の中心のシフト量は、上述したように（＋Δｘ１，＋Δ
ｙ１）（＋Δｘｉにおいてｉ＝１、＋Δｙｉにおいてｉ
＝１としたもの；以下、同様。）、テンプレート領域Ｔ
Ｒ２の中心のシフト量は（＋Δｘ２，＋Δｙ２）、テン
プレート領域ＴＲ１１の中心のシフト量は（＋Δｘ１
１，＋Δｙ１１）、テンプレート領域ＴＲ１２の中心の
シフト量は（＋Δｘ１２，＋Δｙ１２）であり、この４
つのテンプレート領域ＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ１１，ＴＲ
１２の４つの中心点で囲まれる範囲内に存在する各画素
（ｘ，ｙ）についてのシフト量（＋Δｘ（ｘ），＋Δｙ
（ｙ））は、図１４に示すように、２次元面内における
線形補間演算を適用することにより、 Δｘ（ｘ）＝(1-u)(1-v)Δｘ１＋u(1-v)Δｘ２＋(1-u)v
Δｘ１１＋uvΔｘ１２ Δｙ（ｙ）＝(1-u)(1-v)Δｙ１＋u(1-v)Δｙ２＋(1-u)v
Δｙ１１＋uvΔｙ１２ と求められる。
【００６０】以上のようにして段階的テンプレートマッ
チング処理手段１６ａにより求められた、第２画像Ｐ２
中の選択されたＲＯＩ内およびその近傍領域の各画素
（ｘ，ｙ）のシフト量（＋Δｘ（ｘ），＋Δｙ（ｙ））
に基づいて、再位置合わせ手段１６の部分位置合わせ手
段１６ｂが、第１画像Ｐ１″中の選択されたＲＯＩ内お
よびその近傍領域の画素に対してワーピング（Warping
）を施して、両画像Ｐ１″，Ｐ２の再位置合わせを行
なう。
チング処理手段１６ａにより求められた、第２画像Ｐ２
中の選択されたＲＯＩ内およびその近傍領域の各画素
（ｘ，ｙ）のシフト量（＋Δｘ（ｘ），＋Δｙ（ｙ））
に基づいて、再位置合わせ手段１６の部分位置合わせ手
段１６ｂが、第１画像Ｐ１″中の選択されたＲＯＩ内お
よびその近傍領域の画素に対してワーピング（Warping
）を施して、両画像Ｐ１″，Ｐ２の再位置合わせを行
なう。
【００６１】なお第１画像Ｐ１″の一部に対してワーピ
ング施して得られた画像Ｐ°（以下、単に第１画像Ｐ°
という）は、第２画像Ｐ２とは画素配列が異なるため、
後に画素を対応させたサブトラクション処理がなされる
場合や、表示等されることを考慮して、基準となる第２
画像Ｐ２と画素配列を一致させる必要がある。そこで、
部分位置合わせ手段１６ｂはさらに、図１５に示すよう
に、第１画像Ｐ°の画素に対して２次元面内での線形補
間処理を施して、下記の通りの画素値を算出する。
ング施して得られた画像Ｐ°（以下、単に第１画像Ｐ°
という）は、第２画像Ｐ２とは画素配列が異なるため、
後に画素を対応させたサブトラクション処理がなされる
場合や、表示等されることを考慮して、基準となる第２
画像Ｐ２と画素配列を一致させる必要がある。そこで、
部分位置合わせ手段１６ｂはさらに、図１５に示すよう
に、第１画像Ｐ°の画素に対して２次元面内での線形補
間処理を施して、下記の通りの画素値を算出する。
【００６２】 ｇ（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ）＝(1-u)(1-v)ｇ（ｘ１，ｙ１） ＋u(1-v)ｇ（ｘ２，ｙ２） ＋(1-u)vｇ（ｘ１１，ｙ１１） ＋uvｇ（ｘ１２，ｙ１２） 次に、本発明の画像位置合わせ装置の第２の実施形態に
ついて以下に説明する。なお、その構成および作用は上
記第１の実施形態とほぼ同様であるため、上記第１の実
施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、全体
構成図としては図２を採用し、図１７に本実施形態によ
る段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａにおけ
る処理フローを示す。
ついて以下に説明する。なお、その構成および作用は上
記第１の実施形態とほぼ同様であるため、上記第１の実
施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、全体
構成図としては図２を採用し、図１７に本実施形態によ
る段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａにおけ
る処理フローを示す。
【００６３】本実施形態において、再位置合わせ手段１
６における段階的テンプレートマッチング処理手段１６
ａは、上記第１の実施形態の段階的テンプレートマッチ
ング処理手段１６ａにおけるテンプレート領域および探
索領域を小さくする各段階において各段階ごとの対応位
置関係を求めた後に、バネ拘束処理を行って段階ごとに
バネ拘束後対応位置関係を求め、この求められたバネ拘
束後対応位置関係を各段階ごとの対応位置関係として、
順次各段階ごとのバネ拘束後対応位置関係を求める操作
を繰り返し、最終的な対応位置関係を求める。すなわ
ち、本実施形態における段階的テンプレートマッチング
処理手段１６ａは図１７の処理フローに示すように、
（１）基準となる第２画像Ｐ２には、そのＲＯＩの中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第１テンプレート領域（例
えば、縦８０画素×横８０画素の矩形形状）ＴＲ（ＴＲ
１，ＴＲ２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には第１テ
ンプレート領域ＴＲと同一の中心（ｘ０，ｙ０）を有
し、第１テンプレート領域ＴＲより大きい領域（例え
ば、縦９２画素×横９２画素の矩形形状）の第１探索領
域ＲＲ（ＲＲ１，ＲＲ２，…）を設定し、互いに対応す
る第１テンプレート領域ＴＲおよび第１探索領域ＲＲの
各組（ＴＲ１とＲＲ１の組，ＴＲ２とＲＲ２の組等）に
おいて、第１テンプレート領域ＴＲと画像の一致程度
（例えば正規化相互相関値を指標とする）が高い、第１
探索領域ＲＲ内の第１部分領域ｔＲを求め、各第１テン
プレート領域ＴＲと各第１部分領域ｔＲとの対応位置関
係である第１位置関係を求め、この第１位置関係に基づ
いて第１テンプレート領域ＴＲを第１部分領域ｔＲに一
致させるための移動量である第１シフト量（＋Δｘ，＋
Δｙ）を算出するとともに、第１テンプレート領域ＴＲ
と第１部分領域ｔＲの周囲の各小領域についても同様に
シフト量を求め、これらのシフト量に基づいてバネ拘束
処理を行ない第１バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ，＋Δ
Ｙ）を求め、（２）次に第１バネ拘束後シフト量（＋Δ
Ｘ，＋ΔＹ）に基づいて、第２画像Ｐ２には、元の中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第２テンプレート領域（例
えば、縦４８画素×横４８画素の矩形形状）ＴＲ′（Ｔ
Ｒ′１，ＴＲ′２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″に
は、第１部分領域ｔＲの中心（ｘ０，ｙ０）から第１バ
ネ拘束後シフト量（＋ΔＸ，＋ΔＹ）だけ移動した位置
（ｘ′，ｙ′）（＝（ｘ０＋ΔＸ，ｙ０＋ΔＹ））に中
心を有し、第２テンプレート領域ＴＲ′より大きく、か
つ第１探索領域ＲＲより小さい領域（例えば、縦５６画
素×横５６画素の矩形形状）の第２探索領域ＲＲ′（Ｒ
Ｒ′１，ＲＲ′２，…）を設定し、互いに対応する第２
テンプレート領域ＴＲ′および第２探索領域ＲＲ′の各
組（ＴＲ′１とＲＲ′１の組，ＴＲ′２とＲＲ′２の組
等）において、第２テンプレート領域ＴＲ′と画像の一
致程度（例えば画素値の差の絶対値の総和を指標とす
る）が高い、第２探索領域ＲＲ′内の第２部分領域ｔ
Ｒ′を求め、各第２テンプレート領域ＴＲ′と各第２部
分領域ｔＲ′との対応位置関係である第２位置関係を求
め、この第２位置関係に基づいて第２テンプレート領域
ＴＲ′を第２部分領域ｔＲ′に一致させるための移動量
である第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）を算出する
とともに、第２テンプレート領域ＴＲ′と第２部分領域
ｔＲ′の周囲の各小領域についても同様にシフト量を求
め、これらのシフト量に基づいてバネ拘束処理を行ない
第２バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ′，＋ΔＹ′）を求
め、（３）次に第２バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ′，＋
ΔＹ′）に基づいて、第２画像Ｐ２には、元の中心（ｘ
０，ｙ０）を中心とする第３テンプレート領域（例え
ば、縦１６画素×横１６画素の矩形形状）ＴＲ″（Ｔ
Ｒ″１，ＴＲ″２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″に
は、第２部分領域ｔＲ′の中心（ｘ′，ｙ′）から第２
バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ′，＋ΔＹ′）だけ移動し
た位置（ｘ″，ｙ″）（＝（ｘ′＋ΔＸ′，ｙ′＋Δ
Ｙ′）＝（ｘ０＋ΔＸ＋ΔＸ′，ｙ０＋ΔＹ＋Δ
Ｙ′））に中心を有し、第３テンプレート領域ＴＲ″よ
り大きく、かつ第２探索領域ＲＲ′より小さい領域（例
えば、縦２０画素×横２０画素の矩形形状）の第３探索
領域ＲＲ″（ＲＲ″１，ＲＲ″２，…）を設定し、互い
に対応する第３テンプレート領域ＴＲ″および第３探索
領域ＲＲ″の各組（ＴＲ″１とＲＲ″１の組，ＴＲ″２
とＲＲ″２の組等）において、第３テンプレート領域Ｔ
Ｒ″と画像の一致程度（例えば画素値の差の絶対値の総
和を指標とする）が高い、第３探索領域ＲＲ″内の第３
部分領域ｔＲ″を求め、各第３テンプレート領域ＴＲ″
と各第３部分領域ｔＲ″との対応位置関係である第３位
置関係を求め、この第３位置関係に基づいて第３テンプ
レート領域ＴＲ″を第３部分領域ｔＲ″に一致させるた
めの移動量である第３シフト量（＋Δｘ″，＋Δｙ″）
を算出するとともに、第３テンプレート領域ＴＲ″と第
３部分領域ｔＲ″の周囲の各小領域についても同様にシ
フト量を求め、これらのシフト量に基づいてバネ拘束処
理を行ない第３バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ″，＋Δ
Ｙ″）を求め、（４）各ＲＯＩ（ＲＯＩ１，ＲＯＩ２，
…）の中心ごとの最終的な移動（シフト）量（＋ΔＸｉ
（ｉ＝１，２，…），＋ΔＹｉ）（＝第１シフト量＋第
２シフト量＋第３シフト量）を算出する作用をなす。
６における段階的テンプレートマッチング処理手段１６
ａは、上記第１の実施形態の段階的テンプレートマッチ
ング処理手段１６ａにおけるテンプレート領域および探
索領域を小さくする各段階において各段階ごとの対応位
置関係を求めた後に、バネ拘束処理を行って段階ごとに
バネ拘束後対応位置関係を求め、この求められたバネ拘
束後対応位置関係を各段階ごとの対応位置関係として、
順次各段階ごとのバネ拘束後対応位置関係を求める操作
を繰り返し、最終的な対応位置関係を求める。すなわ
ち、本実施形態における段階的テンプレートマッチング
処理手段１６ａは図１７の処理フローに示すように、
（１）基準となる第２画像Ｐ２には、そのＲＯＩの中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第１テンプレート領域（例
えば、縦８０画素×横８０画素の矩形形状）ＴＲ（ＴＲ
１，ＴＲ２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″には第１テ
ンプレート領域ＴＲと同一の中心（ｘ０，ｙ０）を有
し、第１テンプレート領域ＴＲより大きい領域（例え
ば、縦９２画素×横９２画素の矩形形状）の第１探索領
域ＲＲ（ＲＲ１，ＲＲ２，…）を設定し、互いに対応す
る第１テンプレート領域ＴＲおよび第１探索領域ＲＲの
各組（ＴＲ１とＲＲ１の組，ＴＲ２とＲＲ２の組等）に
おいて、第１テンプレート領域ＴＲと画像の一致程度
（例えば正規化相互相関値を指標とする）が高い、第１
探索領域ＲＲ内の第１部分領域ｔＲを求め、各第１テン
プレート領域ＴＲと各第１部分領域ｔＲとの対応位置関
係である第１位置関係を求め、この第１位置関係に基づ
いて第１テンプレート領域ＴＲを第１部分領域ｔＲに一
致させるための移動量である第１シフト量（＋Δｘ，＋
Δｙ）を算出するとともに、第１テンプレート領域ＴＲ
と第１部分領域ｔＲの周囲の各小領域についても同様に
シフト量を求め、これらのシフト量に基づいてバネ拘束
処理を行ない第１バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ，＋Δ
Ｙ）を求め、（２）次に第１バネ拘束後シフト量（＋Δ
Ｘ，＋ΔＹ）に基づいて、第２画像Ｐ２には、元の中心
（ｘ０，ｙ０）を中心とする第２テンプレート領域（例
えば、縦４８画素×横４８画素の矩形形状）ＴＲ′（Ｔ
Ｒ′１，ＴＲ′２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″に
は、第１部分領域ｔＲの中心（ｘ０，ｙ０）から第１バ
ネ拘束後シフト量（＋ΔＸ，＋ΔＹ）だけ移動した位置
（ｘ′，ｙ′）（＝（ｘ０＋ΔＸ，ｙ０＋ΔＹ））に中
心を有し、第２テンプレート領域ＴＲ′より大きく、か
つ第１探索領域ＲＲより小さい領域（例えば、縦５６画
素×横５６画素の矩形形状）の第２探索領域ＲＲ′（Ｒ
Ｒ′１，ＲＲ′２，…）を設定し、互いに対応する第２
テンプレート領域ＴＲ′および第２探索領域ＲＲ′の各
組（ＴＲ′１とＲＲ′１の組，ＴＲ′２とＲＲ′２の組
等）において、第２テンプレート領域ＴＲ′と画像の一
致程度（例えば画素値の差の絶対値の総和を指標とす
る）が高い、第２探索領域ＲＲ′内の第２部分領域ｔ
Ｒ′を求め、各第２テンプレート領域ＴＲ′と各第２部
分領域ｔＲ′との対応位置関係である第２位置関係を求
め、この第２位置関係に基づいて第２テンプレート領域
ＴＲ′を第２部分領域ｔＲ′に一致させるための移動量
である第２シフト量（＋Δｘ′，＋Δｙ′）を算出する
とともに、第２テンプレート領域ＴＲ′と第２部分領域
ｔＲ′の周囲の各小領域についても同様にシフト量を求
め、これらのシフト量に基づいてバネ拘束処理を行ない
第２バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ′，＋ΔＹ′）を求
め、（３）次に第２バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ′，＋
ΔＹ′）に基づいて、第２画像Ｐ２には、元の中心（ｘ
０，ｙ０）を中心とする第３テンプレート領域（例え
ば、縦１６画素×横１６画素の矩形形状）ＴＲ″（Ｔ
Ｒ″１，ＴＲ″２，…）を設定し、第１画像Ｐ１″に
は、第２部分領域ｔＲ′の中心（ｘ′，ｙ′）から第２
バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ′，＋ΔＹ′）だけ移動し
た位置（ｘ″，ｙ″）（＝（ｘ′＋ΔＸ′，ｙ′＋Δ
Ｙ′）＝（ｘ０＋ΔＸ＋ΔＸ′，ｙ０＋ΔＹ＋Δ
Ｙ′））に中心を有し、第３テンプレート領域ＴＲ″よ
り大きく、かつ第２探索領域ＲＲ′より小さい領域（例
えば、縦２０画素×横２０画素の矩形形状）の第３探索
領域ＲＲ″（ＲＲ″１，ＲＲ″２，…）を設定し、互い
に対応する第３テンプレート領域ＴＲ″および第３探索
領域ＲＲ″の各組（ＴＲ″１とＲＲ″１の組，ＴＲ″２
とＲＲ″２の組等）において、第３テンプレート領域Ｔ
Ｒ″と画像の一致程度（例えば画素値の差の絶対値の総
和を指標とする）が高い、第３探索領域ＲＲ″内の第３
部分領域ｔＲ″を求め、各第３テンプレート領域ＴＲ″
と各第３部分領域ｔＲ″との対応位置関係である第３位
置関係を求め、この第３位置関係に基づいて第３テンプ
レート領域ＴＲ″を第３部分領域ｔＲ″に一致させるた
めの移動量である第３シフト量（＋Δｘ″，＋Δｙ″）
を算出するとともに、第３テンプレート領域ＴＲ″と第
３部分領域ｔＲ″の周囲の各小領域についても同様にシ
フト量を求め、これらのシフト量に基づいてバネ拘束処
理を行ない第３バネ拘束後シフト量（＋ΔＸ″，＋Δ
Ｙ″）を求め、（４）各ＲＯＩ（ＲＯＩ１，ＲＯＩ２，
…）の中心ごとの最終的な移動（シフト）量（＋ΔＸｉ
（ｉ＝１，２，…），＋ΔＹｉ）（＝第１シフト量＋第
２シフト量＋第３シフト量）を算出する作用をなす。
【００６４】ここで、バネ拘束処理の具体的な処理につ
いて以下に説明する。
いて以下に説明する。
【００６５】図１８に示すように、位置ずれ程度が高い
局所領域の中心（ｘ０，ｙ０）を中心とするテンプレー
トＲＯＩ（ここでは、ＴＲ１２とする）と、このテンプ
レートＲＯＩ（ＴＲ１２）を中心として取り囲む一重の
周囲テンプレートＲＯＩ群（ここでは、ＴＲ１，ＴＲ
２，ＴＲ３，ＴＲ１１，ＴＲ１３，ＴＲ２３，ＴＲ２
２，ＴＲ２１の８領域）について、各周囲テンプレート
ＲＯＩの各シフトベクトル（シフト量）と中心領域であ
るテンプレートＲＯＩ（ＴＲ１２）のシフトベクトル
（シフト量）とを、仮想的なバネで拘束し、それぞれの
バネの拘束力で各周囲テンプレートＲＯＩのシフトベク
トル間で平衡させる。
局所領域の中心（ｘ０，ｙ０）を中心とするテンプレー
トＲＯＩ（ここでは、ＴＲ１２とする）と、このテンプ
レートＲＯＩ（ＴＲ１２）を中心として取り囲む一重の
周囲テンプレートＲＯＩ群（ここでは、ＴＲ１，ＴＲ
２，ＴＲ３，ＴＲ１１，ＴＲ１３，ＴＲ２３，ＴＲ２
２，ＴＲ２１の８領域）について、各周囲テンプレート
ＲＯＩの各シフトベクトル（シフト量）と中心領域であ
るテンプレートＲＯＩ（ＴＲ１２）のシフトベクトル
（シフト量）とを、仮想的なバネで拘束し、それぞれの
バネの拘束力で各周囲テンプレートＲＯＩのシフトベク
トル間で平衡させる。
【００６６】具体的には、中心領域であるテンプレート
ＲＯＩ（ＴＲ１２）のシフトベクトルを（ｘ（２，
２），ｙ（２，２））とし、周囲のテンプレートＲＯＩ
の各シフトベクトルを（ｘ（２＋ｋ，２＋１），ｙ（２
＋ｋ，２＋１））とし、中心領域のテンプレートＲＯＩ
（ＴＲ１２）のシフトベクトルと各周囲テンプレートＲ
ＯＩのシフトベクトルとの間の各バネ定数をａ（ｋ，
ｌ）とすれば、この中心領域のテンプレートＲＯＩ（Ｔ
Ｒ１２）は、各バネ拘束力の平衡により、ｘ方向につい
てΔｘ（２，２）、ｙ方向についてΔｙ（２，２）だけ
シフト量が修正される。すなわち、中心領域のテンプレ
ートＲＯＩ（ＴＲ１２）の本来のシフトベクトルは（ｘ
（２，２），ｙ（２，２））であるが、周囲８個のテン
プレートＲＯＩのシフトベクトル（ｘ（２＋ｋ，２＋
１），ｙ（２＋ｋ，２＋１））とのバネ拘束力により、
シフトベクトルの差に応じた引っ張り合いが生じ、ベク
トル(Δｘ（２，２），Δｙ（２，２）)だけ修正され
る。そして、この修正量Δｘ（２，２），Δｙ（２，
２）は以下の式により得られる。
ＲＯＩ（ＴＲ１２）のシフトベクトルを（ｘ（２，
２），ｙ（２，２））とし、周囲のテンプレートＲＯＩ
の各シフトベクトルを（ｘ（２＋ｋ，２＋１），ｙ（２
＋ｋ，２＋１））とし、中心領域のテンプレートＲＯＩ
（ＴＲ１２）のシフトベクトルと各周囲テンプレートＲ
ＯＩのシフトベクトルとの間の各バネ定数をａ（ｋ，
ｌ）とすれば、この中心領域のテンプレートＲＯＩ（Ｔ
Ｒ１２）は、各バネ拘束力の平衡により、ｘ方向につい
てΔｘ（２，２）、ｙ方向についてΔｙ（２，２）だけ
シフト量が修正される。すなわち、中心領域のテンプレ
ートＲＯＩ（ＴＲ１２）の本来のシフトベクトルは（ｘ
（２，２），ｙ（２，２））であるが、周囲８個のテン
プレートＲＯＩのシフトベクトル（ｘ（２＋ｋ，２＋
１），ｙ（２＋ｋ，２＋１））とのバネ拘束力により、
シフトベクトルの差に応じた引っ張り合いが生じ、ベク
トル(Δｘ（２，２），Δｙ（２，２）)だけ修正され
る。そして、この修正量Δｘ（２，２），Δｙ（２，
２）は以下の式により得られる。
【００６７】
【数１】 この結果、修正量による修正後のシフトベクトル（ｎｘ
（２，２），ｎｙ（２，２））は下記式により算出され
る。
（２，２），ｎｙ（２，２））は下記式により算出され
る。
【００６８】
【数２】 以上は、テンプレートＲＯＩ（ＴＲ１２）を中心領域と
した場合のテンプレートＲＯＩ（ＴＲ１２）のシフトベ
クトルの修正量（Δｘ（２，２），Δｙ（２，２））を
表したものであるが、テンプレートＲＯＩ（ＴＲｉｊ）
のシフトベクトル（ｘ（ｉ，ｊ），ｙ（ｉ，ｊ））の修
正量（Δｘ（ｉ，ｊ），Δｙ（ｉ，ｊ））は下記式によ
り与えられる。
した場合のテンプレートＲＯＩ（ＴＲ１２）のシフトベ
クトルの修正量（Δｘ（２，２），Δｙ（２，２））を
表したものであるが、テンプレートＲＯＩ（ＴＲｉｊ）
のシフトベクトル（ｘ（ｉ，ｊ），ｙ（ｉ，ｊ））の修
正量（Δｘ（ｉ，ｊ），Δｙ（ｉ，ｊ））は下記式によ
り与えられる。
【００６９】
【数３】 この結果、各テンプレートＲＯＩの修正量（Δｘ（ｉ，
ｊ），Δｙ（ｉ，ｊ））による修正後のシフトベクトル
（ｎｘ（ｉ，ｊ），ｎｙ（ｉ，ｊ））は、下記式により
算出される。
ｊ），Δｙ（ｉ，ｊ））による修正後のシフトベクトル
（ｎｘ（ｉ，ｊ），ｎｙ（ｉ，ｊ））は、下記式により
算出される。
【００７０】
【数４】 なお、１つの中心領域についての８つのバネのバネ定数
ａ（ｋ，ｌ）の総和Σａ（ｋ，ｌ）を、１に規格化する
のが好ましい。
ａ（ｋ，ｌ）の総和Σａ（ｋ，ｌ）を、１に規格化する
のが好ましい。
【００７１】また、上記では、１つの中心領域のテンプ
レートＲＯＩを拘束する周囲のテンプレートＲＯＩを、
中心領域を一重に取り囲む８つのテンプレートＲＯＩと
したが、さらに外側の１６個のテンプレートＲＯＩまで
含めて、合計２４個のテンプレートＲＯＩと拘束するよ
うにしてもよく、一般に拘束するテンプレートＲＯＩの
数をＮｃとすれば、式（５）、（６）はそれぞれ、下記
式（９）、（10）と表すことができる。
レートＲＯＩを拘束する周囲のテンプレートＲＯＩを、
中心領域を一重に取り囲む８つのテンプレートＲＯＩと
したが、さらに外側の１６個のテンプレートＲＯＩまで
含めて、合計２４個のテンプレートＲＯＩと拘束するよ
うにしてもよく、一般に拘束するテンプレートＲＯＩの
数をＮｃとすれば、式（５）、（６）はそれぞれ、下記
式（９）、（10）と表すことができる。
【００７２】
【数５】 以上のように、各テンプレートＲＯＩのシフトベクトル
を周囲のテンプレートＲＯＩのシフトベクトルとの間
で、バネ拘束力による引っ張り合いをさせて平衡させる
ことにより、シフトベクトルを平滑化させることがで
き、テンプレートＲＯＩのシフトベクトルが周囲のテン
プレートＲＯＩのシフトベクトルに対して全く異なる方
向に向いていたり、シフト量が大きくなったりするな
ど、突発的なものとなっても、それを抑えることができ
る。
を周囲のテンプレートＲＯＩのシフトベクトルとの間
で、バネ拘束力による引っ張り合いをさせて平衡させる
ことにより、シフトベクトルを平滑化させることがで
き、テンプレートＲＯＩのシフトベクトルが周囲のテン
プレートＲＯＩのシフトベクトルに対して全く異なる方
向に向いていたり、シフト量が大きくなったりするな
ど、突発的なものとなっても、それを抑えることができ
る。
【００７３】本実施形態における段階的テンプレートマ
ッチング処理手段１６ａは、第２画像Ｐ２についての各
局所領域中心ごとの最終的なシフト量（＋ΔＸｉ，＋Δ
Ｙｉ）をバネ拘束を用いて上述のように算出する。な
お、段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａにお
ける処理以外については、上記第１の実施形態と同様で
ある。
ッチング処理手段１６ａは、第２画像Ｐ２についての各
局所領域中心ごとの最終的なシフト量（＋ΔＸｉ，＋Δ
Ｙｉ）をバネ拘束を用いて上述のように算出する。な
お、段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａにお
ける処理以外については、上記第１の実施形態と同様で
ある。
【００７４】なお、本実施形態では、再位置合わせ手段
１６の段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａの
全段階においてバネ拘束処理を採用した例を示したが、
本発明の画像位置合わせ装置はこの形態に限るものでは
なく、各段階のうちのいずれか１つ若しくは２つの段階
においてバネ拘束処理を採用する形態でもよい。
１６の段階的テンプレートマッチング処理手段１６ａの
全段階においてバネ拘束処理を採用した例を示したが、
本発明の画像位置合わせ装置はこの形態に限るものでは
なく、各段階のうちのいずれか１つ若しくは２つの段階
においてバネ拘束処理を採用する形態でもよい。
【００７５】以上のように、上記２つの実施形態の画像
位置合わせ装置によれば、画像全体に処理を施して２つ
の画像Ｐ１，Ｐ２の概略位置合わせを行ない、この概略
位置合わせによってもなお位置ずれ程度が高い一部の局
所領域だけを選択し、この選択された局所領域およびそ
の局所領域近傍の領域について、さらに再位置合わせ処
理を施すことにより、概略位置合わせ処理では一部の局
所領域においてなお位置ずれが残る場合であっても、そ
の位置ずれ程度が高かった局所領域の位置ずれ程度を低
くすることができ、画像全体の位置ずれ程度を従来より
も抑制することができ、位置合わせ精度を向上させるこ
とができる。したがってこの位置合わせ装置により高精
度に位置合わせされた両画像Ｐ１°，Ｐ２を用い、これ
ら両画像Ｐ１°，Ｐ２に対して画素を対応させた画像間
演算を施して得られる画像間演算画像（例えば図１６に
示すようなサブトラクション画像Ｐsu（＝Ｐ２−Ｐ１
°）；符号Ｌは第２画像Ｐ２に現れた腫瘤陰影を表す）
は、両画像の位置ずれによって生じるアーティファクト
が極めて抑制されたものとなり、比較読影の対象として
極めて有効な画像となる。
位置合わせ装置によれば、画像全体に処理を施して２つ
の画像Ｐ１，Ｐ２の概略位置合わせを行ない、この概略
位置合わせによってもなお位置ずれ程度が高い一部の局
所領域だけを選択し、この選択された局所領域およびそ
の局所領域近傍の領域について、さらに再位置合わせ処
理を施すことにより、概略位置合わせ処理では一部の局
所領域においてなお位置ずれが残る場合であっても、そ
の位置ずれ程度が高かった局所領域の位置ずれ程度を低
くすることができ、画像全体の位置ずれ程度を従来より
も抑制することができ、位置合わせ精度を向上させるこ
とができる。したがってこの位置合わせ装置により高精
度に位置合わせされた両画像Ｐ１°，Ｐ２を用い、これ
ら両画像Ｐ１°，Ｐ２に対して画素を対応させた画像間
演算を施して得られる画像間演算画像（例えば図１６に
示すようなサブトラクション画像Ｐsu（＝Ｐ２−Ｐ１
°）；符号Ｌは第２画像Ｐ２に現れた腫瘤陰影を表す）
は、両画像の位置ずれによって生じるアーティファクト
が極めて抑制されたものとなり、比較読影の対象として
極めて有効な画像となる。
【図１】本発明の画像の位置合わせ方法の一実施態様の
処理フローを示すフローチャート
処理フローを示すフローチャート
【図２】図１に示した処理フローを実施する画像位置合
わせ装置の一実施態様を示す図
わせ装置の一実施態様を示す図
【図３】図２に示した実施形態の画像位置合わせ装置に
より位置合わせされる２つの画像Ｐ１，Ｐ２を示す図
より位置合わせされる２つの画像Ｐ１，Ｐ２を示す図
【図４】グローバルマッチングを説明する図
【図５】ローカルマッチングを説明する図
【図６】非線形歪変換処理を説明する図
【図７】再度の位置合わせの対象となる領域選択の処理
の詳細を示すフローチャート
の詳細を示すフローチャート
【図８】再度の位置合わせの対象となる領域選択のため
に設定する局所領域を示す図
に設定する局所領域を示す図
【図９】再位置合わせ手段の構成を示す図
【図１０】再位置合わせ処理の詳細を示すフローチャー
ト
ト
【図１１】第１テンプレート領域ＴＲ２、第１探索領域
ＲＲ２および第１部分領域ｔＲ２の対応関係を示す図
ＲＲ２および第１部分領域ｔＲ２の対応関係を示す図
【図１２】第２テンプレート領域ＴＲ′２、第２探索領
域ＲＲ′２および第２部分領域ｔＲ′２の対応関係を示
す図
域ＲＲ′２および第２部分領域ｔＲ′２の対応関係を示
す図
【図１３】第２画像Ｐ２中の各テンプレート領域ＴＲを
示す図
示す図
【図１４】近傍４点を用いた線形補間を説明する図
【図１５】再位置合わせ後の第１画像Ｐ１°の画素に対
する近傍４点を用いた２次元面内での線形補間処理を説
明する図
する近傍４点を用いた２次元面内での線形補間処理を説
明する図
【図１６】第１画像Ｐ１°、第２画像Ｐ２およびこれら
から得られたサブトラクション画像Ｐsuを示す図
から得られたサブトラクション画像Ｐsuを示す図
【図１７】本発明の画像の位置合わせ装置の別の実施態
様における再位置合わせ処理の詳細を示すフローチャー
ト
様における再位置合わせ処理の詳細を示すフローチャー
ト
【図１８】各周囲テンプレートＲＯＩの各シフトベクト
ルと中心領域のテンプレートＲＯＩのシフトベクトルと
を、仮想的なバネで拘束した概念を示す図
ルと中心領域のテンプレートＲＯＩのシフトベクトルと
を、仮想的なバネで拘束した概念を示す図
11 画像位置合わせ装置 11 大局的位置合わせ手段 12 テンプレートマッチング処理手段 13 局所位置合わせ手段 14 概略位置合わせ手段 15 領域選択手段 16 再位置合わせ手段 P1,P2 画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/00 ３００ Ｇ０６Ｔ 7/00 ３００Ｄ 7/60 １５０ 7/60 １５０Ｂ １８０ １８０Ａ
Claims (19)
- 【請求項１】 同一被写体についての２つの画像を位置
合わせする画像の位置合わせ方法であって、 前記２つの画像全体の概略位置合わせを行ない、 前記概略位置合わせによって概略位置合わせがなされた
後の前記２つの画像中の、位置ずれ程度が高い局所領域
を選択し、 少なくとも前記選択された局所領域についてさらに、再
度の位置合わせを行なうことを特徴とする画像の位置合
わせ方法。 - 【請求項２】 前記概略位置合わせは、 前記２つの画像のうち少なくとも一方の画像全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小のうち少なくとも
１つからなる変換処理を施すことによる大局的位置合わ
せであることを特徴とする請求項１記載の画像の位置合
わせ方法。 - 【請求項３】 前記概略位置合わせは、 前記２つの画像のうち一方の画像に対して、多数の小領
域であるテンプレート領域を設定し、他方の画像に対し
て、前記一方の画像における各テンプレート領域にそれ
ぞれ対応する、該各テンプレート領域よりも大きい領域
の探索領域を設定し、前記各探索領域において、対応す
る前記テンプレート領域内の画像が略一致する部分領域
を求め、前記各テンプレート領域と前記各部分領域との
対応位置関係に基づいて、両画像のうち少なくとも一方
の画像全体に対して、該両画像が略一致するように非線
形歪変換処理を施すことによる局所的位置合わせである
ことを特徴とする請求項１記載の画像の位置合わせ方
法。 - 【請求項４】 前記概略位置合わせは、 前記２つの画像のうち少なくとも一方の画像全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小のうち少なくとも
１つからなる変換処理を施すことによる大局的位置合わ
せと、 前記大局的位置合わせがなされた後の２つの画像のうち
一方の画像に対して、多数の小領域であるテンプレート
領域を設定し、他方の画像に対して、前記一方の画像に
おける各テンプレート領域にそれぞれ対応する、該各テ
ンプレート領域よりも大きい領域の探索領域を設定し、
前記各探索領域において、対応する前記テンプレート領
域内の画像が略一致する部分領域を求め、前記各テンプ
レート領域と前記各部分領域との対応位置関係に基づい
て、両画像のうち少なくとも一方の画像全体に対して、
該両画像が略一致するように非線形歪変換処理を施すこ
とによる局所的位置合わせとからなる処理であることを
特徴とする請求項１記載の画像の位置合わせ方法。 - 【請求項５】 前記再度の位置合わせは、 前記位置ずれ程度が高い、前記２つの画像中の各局所領
域のうち、一方の画像中の各局所領域にテンプレート領
域を設定し、他方の画像中の各局所領域に探索領域を設
定し、前記探索領域内において対応する前記テンプレー
ト領域と画像の一致程度の高い部分領域を求め、前記各
テンプレート領域および対応する前記各部分領域の各対
応位置関係を求め、前記テンプレート領域および前記探
索領域を、段階的に小さくしつつ、前記各対応位置に基
づいて設定して、順次各対応位置関係を求める操作を繰
り返し、最終的に求められた各対応位置関係に基づい
て、前記概略位置合わせがなされた後の前記２つの画像
のうち少なくとも一方の画像に対して、該両画像の前記
位置ずれ程度が高い局所領域が略一致するように、変換
処理を施すことによる処理であることを特徴とする請求
項１から４のうちいずれか１項に記載の画像の位置合わ
せ方法。 - 【請求項６】 前記位置ずれ程度が高い領域の選択は、 前記２つの画像にそれぞれ対応する多数の局所領域を設
定し、該両画像の対応する局所領域間で画像の位置ずれ
程度をそれぞれ各別に求め、前記求められた位置ずれ程
度に基づいて行なうことを特徴とする請求項１から５の
うちいずれか１項に記載の画像の位置合わせ方法。 - 【請求項７】 前記局所領域間の画像の位置ずれ程度
は、前記対応する局所領域間でそれぞれ各画素値差の絶
対値の総和値により求め、 前記位置ずれ程度が高い局所領域の選択は、前記画素値
差の絶対値の総和値について閾値処理することにより行
なうことを特徴とする請求項６記載の画像の位置合わせ
方法。 - 【請求項８】 前記２つの画像が、撮影時点が互いに異
なる時系列の画像であることを特徴とする請求項１から
７のうちいずれか１項に記載の画像の位置合わせ方法。 - 【請求項９】 前記画像が医療用放射線画像であること
を特徴とする請求項１から８のうちいずれか１項に記載
の画像の位置合わせ方法。 - 【請求項１０】 同一被写体についての２つの画像を位
置合わせする画像の位置合わせ装置であって、 前記２つの画像全体の概略位置合わせを行なう概略位置
合わせ手段と、 前記概略位置合わせによって概略位置合わせがなされた
後の前記２つの画像中の、位置ずれ程度が高い局所領域
を選択する領域選択手段と、 少なくとも前記領域選択手段により選択された局所領域
についてさらに、再度の位置合わせを行なう再位置合わ
せ手段とを備えたことを特徴とする画像の位置合わせ装
置。 - 【請求項１１】 前記概略位置合わせ手段が、 前記２つの画像のうち少なくとも一方の画像全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小のうち少なくとも
１つからなる変換処理を施すことによる大局的位置合わ
せ処理を行なう大局的位置合わせ手段であることを特徴
とする請求項１０記載の画像の位置合わせ装置。 - 【請求項１２】 前記概略位置合わせ手段が、 前記２つの画像のうち一方の画像に対して、多数の小領
域であるテンプレート領域を設定し、他方の画像に対し
て、前記一方の画像における各テンプレート領域にそれ
ぞれ対応する、該各テンプレート領域よりも大きい領域
の探索領域を設定し、前記各探索領域において、対応す
る前記テンプレート領域内の画像が略一致する部分領域
を求めるテンプレートマッチング処理手段と、 前記テンプレートマッチング処理手段により得られた前
記各テンプレート領域と前記各部分領域との対応位置関
係に基づいて、両画像のうち少なくとも一方の画像全体
に対して、該両画像が略一致するように非線形歪変換処
理を施すことによる局所的位置合わせ処理を行う局所的
位置合わせ手段とを備えたものであることを特徴とする
請求項１０記載の画像の位置合わせ装置。 - 【請求項１３】 前記概略位置合わせ手段が、 前記２つの画像のうち少なくとも一方の画像全体に対し
て、回転、平行移動および拡大・縮小のうち少なくとも
１つからなる変換処理を施すことによる大局的位置合わ
せ処理を行なう大局的位置合わせ手段と、 前記大局的位置合わせがなされた後の２つの画像のうち
一方の画像に対して、多数の小領域であるテンプレート
領域を設定し、他方の画像に対して、前記一方の画像に
おける各テンプレート領域にそれぞれ対応する、該各テ
ンプレート領域よりも大きい領域の探索領域を設定し、
前記各探索領域において、対応する前記テンプレート領
域内の画像が略一致する部分領域を求めるテンプレート
マッチング処理手段と、 前記テンプレートマッチング処理手段により得られた前
記各テンプレート領域と前記各部分領域との対応位置関
係に基づいて、両画像のうち少なくとも一方の画像全体
に対して、該両画像が略一致するように非線形歪変換処
理を施すことによる局所的位置合わせ処理を行う局所的
位置合わせ手段とを備えたものであることを特徴とする
請求項１０記載の画像の位置合わせ装置。 - 【請求項１４】 前記再位置合わせ手段が、 前記位置ずれ程度が高い、前記２つの画像中の各局所領
域のうち、一方の画像中の各局所領域にテンプレート領
域を設定し、他方の画像中の各局所領域に探索領域を設
定し、前記探索領域内において対応する前記テンプレー
ト領域と画像の一致程度の高い部分領域を求め、前記各
テンプレート領域および対応する前記各部分領域の各対
応位置関係を求め、前記テンプレート領域および前記探
索領域を、段階的に小さくしつつ、前記各対応位置に基
づいて設定して、順次各対応位置関係を求める操作を繰
り返して最終的な各対応位置関係を求める段階的テンプ
レートマッチング処理手段と、 前記求められた最終的な各対応位置関係に基づいて、前
記概略位置合わせがなされた後の前記２つの画像のうち
少なくとも一方の画像に対して、該両画像の前記位置ず
れ程度が高い局所領域が略一致するように変換処理を施
す部分位置合わせ手段とを備えたものであることを特徴
とする請求項１０から１３のうちいずれか１項に記載の
画像の位置合わせ装置。 - 【請求項１５】 前記段階的テンプレートマッチング処
理手段が、 前記テンプレート領域および前記探索領域を段階的に小
さくする際の各段階のうち少なくとも１つの段階におい
て、さらに、前記２つの画像それぞれの前記各局所領域
の周囲に複数の小領域を設定し、前記２つの画像の対応
する前記小領域間の対応位置関係を求め、 前記テンプレート領域および対応する前記部分領域につ
いて求められた前記対応位置関係と前記各小領域につい
て求められた前記対応位置関係とに応じた拘束力で、前
記各テンプレート領域および／または対応する前記各部
分領域と前記各小領域とをそれぞれ拘束させ、 前記拘束力に応じて、前記各テンプレート領域および対
応する前記各部分領域についての新たな相対的な各対応
位置関係を求め、 該求められた新たな相対的な各対応位置関係を、前記各
段階における、前記各テンプレート領域および対応する
前記各部分領域の前記各対応位置関係とするものである
ことを特徴とする請求項１４記載の画像の位置合わせ装
置。 - 【請求項１６】 前記領域選択手段が、 前記２つの画像にそれぞれ対応する多数の局所領域を設
定し、該両画像の対応する局所領域間で画像の位置ずれ
程度をそれぞれ各別に求め、前記求められた位置ずれ程
度に基づいて、前記位置ずれ程度が高い領域を選択する
ものであることを特徴とする請求項１０から１５のうち
いずれか１項に記載の画像の位置合わせ装置。 - 【請求項１７】 前記領域選択手段が、 前記局所領域間の画像の位置ずれ程度を、前記対応する
局所領域間でそれぞれ各画素値差の絶対値の総和値によ
り求め、前記画素値差の絶対値の総和値について閾値処
理することにより、前記位置ずれ程度が高い局所領域を
選択するものであることを特徴とする請求項１６記載の
画像の位置合わせ装置。 - 【請求項１８】 前記２つの画像が、撮影時点が互いに
異なる時系列の画像であることを特徴とする請求項１０
から１７のうちいずれか１項に記載の画像の位置合わせ
装置。 - 【請求項１９】 前記画像が医療用放射線画像であるこ
とを特徴とする請求項１０から１８のうちいずれか１項
に記載の画像の位置合わせ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001044812A JP4294881B2 (ja) | 2000-05-12 | 2001-02-21 | 画像の位置合わせ方法および装置 |
| US09/853,639 US6915003B2 (en) | 2000-05-12 | 2001-05-14 | Method and apparatus for matching positions of images |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-140331 | 2000-05-12 | ||
| JP2000140331 | 2000-05-12 | ||
| JP2001044812A JP4294881B2 (ja) | 2000-05-12 | 2001-02-21 | 画像の位置合わせ方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002032735A true JP2002032735A (ja) | 2002-01-31 |
| JP4294881B2 JP4294881B2 (ja) | 2009-07-15 |
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ID=26591785
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001044812A Expired - Fee Related JP4294881B2 (ja) | 2000-05-12 | 2001-02-21 | 画像の位置合わせ方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6915003B2 (ja) |
| JP (1) | JP4294881B2 (ja) |
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