平行移動(dòng)范圍內(nèi)的輸出值如該圖的曲線所示。
[0068]若參照該圖4Β的曲線中所示的輸出值，則其示出了當(dāng)取向檢測(cè)濾波器F的濾波器 軸為0時(shí)，即，濾波器軸與纖維束的位置(在此為對(duì)象區(qū)域的中心位置)為相同位置時(shí)，輸出 值成為最大。由此，該取向檢測(cè)濾波器F具有能夠檢測(cè)出纖維束的中心位置這樣的特性。
[0069] 這樣，取向檢測(cè)濾波器F具有能夠檢測(cè)出纖維束的方向和中心位置這樣的特性。因 此，利用能夠檢測(cè)出方向的該特性，在取向推定處理(SP3)中，在二值圖像G2的前景像素上 使取向檢測(cè)濾波器F的姿態(tài)控制角變化，探索輸出值成為最大的姿態(tài)控制角，由此推定前景 像素的取向。輸出值成為最大的姿態(tài)控制角由下述式2表示。
[0070] 數(shù) 2
[0072] fB:二值圖像、1ιΦ,Μ:取向檢測(cè)濾波器
[0073]此外，利用能夠檢測(cè)出中心位置這樣的特性，在中心提取處理(SP4)中，對(duì)推定出 取向的前景像素，使取向檢測(cè)濾波器F在預(yù)定的探索范圍內(nèi)相對(duì)于取向方向垂直地移動(dòng)，探 索輸出值成為最大的位置的前景像素，由此提取前景像素群的中心。
[0074]另外，實(shí)際上，由于所輸入的X射線CT圖像G10為三維圖像，因此在探索取向時(shí)，會(huì) 通過在前景體素(voxel)上使取向檢測(cè)濾波器F的姿態(tài)控制角變化來(lái)探索輸出值成為最大 的姿態(tài)控制角。此外，探索中心位置時(shí)，會(huì)通過對(duì)推定出取向的前景體素，使取向檢測(cè)濾波 器F在所定范圍內(nèi)相對(duì)于取向方向垂直地移動(dòng)來(lái)探索輸出值成為最大的位置。姿態(tài)控制角 的刻度(分辨率)可使用例如將正二十面體細(xì)分化而得的五千一百二十面體的頂點(diǎn)的上半 部分(或下半部分）。這種情況下，分辨率為3.9度。
[0075]圖5表示取向推定處理的詳細(xì)的處理順序。該取向推定處理以圖2的圖像分析處理 進(jìn)入步驟SP3為契機(jī)而執(zhí)行。
[0076]另外，在此說(shuō)明的取向推定處理為，如上所述那樣通過在二值圖像G2的前景像素 上使取向檢測(cè)濾波器F的姿態(tài)控制角變化，將輸出值(卷積積分的值)成為最大的姿態(tài)控制 角推定為對(duì)象前景像素的取向的處理。
[0077]根據(jù)卷積定理，卷積積分的計(jì)算可以利用傅里葉變換來(lái)變換成兩個(gè)函數(shù)的單純的 乘積。此時(shí)，與按照定義來(lái)計(jì)算卷積積分相比能夠縮短計(jì)算時(shí)間。因此，本實(shí)施方式的取向 推定處理中，對(duì)兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，進(jìn)行單純的乘積，通過對(duì)其結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變 換來(lái)計(jì)算卷積積分。
[0078]首先，取向推定處理部152指定取向檢測(cè)濾波器F的姿態(tài)控制角(SP31)。接著，取向 推定處理部152將所指定的姿態(tài)控制角輸入至取向檢測(cè)濾波器F，計(jì)算取向檢測(cè)濾波器F (SP32)。接著，取向推定處理部152對(duì)取向檢測(cè)濾波器F進(jìn)行傅里葉變換(SP33)。
[0079]接著，取向推定處理部152對(duì)二值圖像G2進(jìn)行傅里葉變換（SP34)。接著，取向推定 處理部152對(duì)經(jīng)傅里葉變換的取向檢測(cè)濾波器F和經(jīng)傅里葉變換的二值圖像進(jìn)行單純乘積 (SP35)，對(duì)乘積結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變換(SP36)。取向推定處理部152判斷是否結(jié)束了對(duì)全部 的姿態(tài)控制角的計(jì)算(SP37)。
[0080] 若取向推定處理部152在步驟SP37的判斷中得到否定的結(jié)果，則會(huì)更新姿態(tài)控制 角并反復(fù)進(jìn)行上述的處理。相對(duì)于此，若取向推定處理部152在步驟SP37的判斷中得到肯定 結(jié)果，則將輸出值(卷積積分的值)成為最大的姿態(tài)控制角作為對(duì)象前景像素的取向進(jìn)行輸 出（SP38)，結(jié)束該取向推定處理。
[0081] 圖6表示中心提取處理的詳細(xì)的處理順序。該中心提取處理以圖2的圖像分析處理 進(jìn)入步驟SP4為契機(jī)而執(zhí)行。
[0082] 首先，中心提取處理部153對(duì)于推定出取向的初始取向推定圖像G3的前景像素群 的每一個(gè)，執(zhí)行使取向檢測(cè)濾波器F在相對(duì)于所推定的取向垂直的方向上移動(dòng)，探索局部最 大值的局部最大值探索處理，制作局部最大值識(shí)別圖像G31 (SP41)。
[0083] 接著，中心提取處理部153執(zhí)行僅使局部最大值識(shí)別圖像G31中所示的局部最大值 的前景像素殘留的局部最大值殘存處理，制作表示經(jīng)細(xì)線化的纖維束的中心提取圖像G4 (SP42)，結(jié)束該中心提取處理。
[0084]通過至目前的處理（SP1~SP4)，圖像分析裝置1能夠得到中心提取圖像G4。因此， 基本上能夠提取推定出取向并經(jīng)細(xì)線化的前景像素群。然而，有時(shí)存在未充分滿足目標(biāo)取 向精度的前景像素。從而，在本實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步精度良好地推定取向，執(zhí)行高精度 化處理（SP5)。
[0085]具體地，高精度化處理部154執(zhí)行下述處理:對(duì)于中心提取圖像G4的前景像素群的 每一個(gè)，對(duì)取向檢測(cè)濾波器F用姿態(tài)控制角進(jìn)行偏微分，計(jì)算梯度，使其收斂至計(jì)算結(jié)果成 為最大的姿態(tài)控制角。梯度的計(jì)算式由下述式3表示。
[0086]數(shù) 3
[0092]圖7表示纖維束連接處理的詳細(xì)的處理順序。該纖維束連接處理以圖2的圖像分析 處理進(jìn)入步驟SP6為契機(jī)而執(zhí)行。
[0093]首先，纖維束連接處理部155對(duì)于高精度化圖像G5中的前景像素的每一個(gè)，探索在 附近區(qū)域內(nèi)取向方向相同的或類似的前景像素。并且，纖維束連接處理部155執(zhí)行對(duì)作為探 索的結(jié)果而得的與取向方向相同或類似的前景像素群進(jìn)行分組的聚類處理，制作聚類圖像 G51(SP61)〇
[0094]接著，在纖維束連接處理部155執(zhí)行連接部位探索處理（SP62)，其中，在分組后的 各前景像素群中，以起點(diǎn)或終點(diǎn)的前景像素為基點(diǎn)，將用于探索可連接的像素的探索區(qū)域 向著與起點(diǎn)或終點(diǎn)的前景像素的取向方向相同的方向延伸，探索連接部位。
[0095] 接著，纖維束連接處理部155執(zhí)行下述連接處理，制作纖維束連接圖像G6(SP63)， 結(jié)束該纖維束連接處理，所述連接處理中，當(dāng)從不同組的起點(diǎn)或終點(diǎn)的前景像素分別延伸 的探索區(qū)域相互重疊時(shí)，將不同組的起點(diǎn)或終點(diǎn)的前景像素彼此視為表示相同的纖維束的 像素，將該前景像素彼此作為相同的組來(lái)進(jìn)行連接。
[0096] 通過至目前的處理(SP1~SP6)，圖像分析裝置1能夠得到纖維束連接圖像G6。本實(shí) 施方式中，接著執(zhí)行用于判斷蜿蜓量的蜿蜓判斷處理(SP7)。具體地，蜿蜓判斷處理部156對(duì) 纖維束連接圖像G6中所示的各纖維束適用基于最小二乘法的近似直線。并且，從各前景像 素直至該近似直線的法線的距離的最大值作為蜿蜒量來(lái)進(jìn)行判斷。當(dāng)蜿蜒量為預(yù)先確定的 容許值以下時(shí)，可判斷為纖維束恰當(dāng)?shù)厝∠颉ｒ暄蚜靠捎上率鍪?表示。
[0097] 數(shù) 4
[0102] N:纖維束的中心像素（中心體素)的總數(shù)
[0103]圖8表示纖維束提取圖像制作處理的詳細(xì)的處理順序。該纖維束提取圖像制作處 理以圖2的圖像分析處理進(jìn)入步驟SP8為契機(jī)而執(zhí)行。
[0104] 該纖維束提取圖像制作處理中，執(zhí)行與中心提取處理（SP4)的處理相反的處理。 即，纖維束提取圖像制作處理部157執(zhí)行體積附加區(qū)域探索處理(SP81)，其中，對(duì)于纖維束 連接圖像G6的前景像素群的每一個(gè)，在與所推定的取向相同的方向配置取向檢測(cè)濾波器F， 探索包含在取向檢測(cè)濾波器F的計(jì)算區(qū)域內(nèi)的像素。
[0105] 接著，纖維束提取圖像制作處理部157執(zhí)行體積附加處理(SP82)，結(jié)束該纖維束提 取圖像制作處理，所述體積附加處理中，提取作為探索包含在取向檢測(cè)濾波器F的計(jì)算區(qū)域 的像素的結(jié)果而得到的像素，作為纖維束的像素，將所提取的像素附加。
[0106] 圖9表示其他圖像分析處理的處理順序。就在輸入纖維束的形狀不同的圖像時(shí)分 別提取形狀不同的纖維束這點(diǎn)而言，此處的圖像分析處理與圖2所示的圖像分析處理不同。 實(shí)際上，會(huì)根據(jù)纖維束的形狀而更改指定取向檢測(cè)濾波器F的各向異性的參數(shù)，反復(fù)執(zhí)行圖 2的圖像分析處理(SP3~SP8)。
[0107] 具體地，容納于存儲(chǔ)器15的各種程序中，若輸入了表示多個(gè)纖維束形狀的二值圖 像G21，則對(duì)于第一個(gè)形狀的纖維束執(zhí)行圖2的圖像分析處理(SP3~SP8)，制作第一纖維束 提取圖像G