医療画像解析ソフト ゴブリンアイズ(6)「光核」マニュアル

黒月解析研究所(9621Analysis)


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 光核(Light Core)の始まり

 黒月解析研究所の画像解析(KAI ANALYSIS IMAGE)というブランチページがあります。
 これらの画像解析の結果は、タイタン湖畔の画像などに制作年代の記録がありますが、2008年ごろに得られていたものです。
 このころ、すでに光核解析のシステムは完成していました。
 そもそも、この光核解析という技法を発展させようと思ったのは、夜空に明るく輝く星の「正体」を見たいと思ったからです。
 星の光を天体望遠鏡で時間をかけて集めた画像を見ると、一等星などでは、決して点光源ではなく、ある大きさの光の塊のように見えます。それなら、この光の「核」のようなものを調べることができそうだ。これが、光核解析が生まれるきっかけでした。
 黒月解析研究所の画像解析(KAI ANALYSIS IMAGE)というブランチページの「012」は、ふたご座の星々の光核画像を調べたものです。

図1 黒月解析研究所の画像解析(KAI ANALYSIS IMAGE)012 ふたご座

 ここで調べた画像の原画像は、次のサイトにあります。
 http://images.sky-map.org/star_image/000/000105.jpeg
 「012」からCastor, Pollux, gamma の3つの星について、原画像から光核解析を進めていった画像を並べてみましょう。

図2 (上)Castor, (中)Pollux, (下)gamma の原画像から光核画像まで

 このころは、図2のいちばん右端だけが「光核」画像でした。
 しかし、このあと、別のサンプルで、暗いほうだけを調べるということがあり、こちらを「暗核」とすると、これらの解析の境目をどうするか、という問題にゆきあたりました。また、「光核」とも「暗核」とも呼べないような、中間的な濃淡値においても、「核」となる画像を取り出せるということにも気づきました。
 そこで、このように、画像の一部を濃淡値で区切って取り出し、もとの濃淡値0-255のキャンバスに広げ直す手法そのものを「光核解析」と呼ぶことにしたわけです。
 このようなわけで、現在では、図2の縦中央列にある「解析中」も光核解析画像です。

 ところで、このころ、光核解析に夢中になったのは、夜空の星々の「光核」画像が、地球からいちばん近い恒星とされている太陽の光核画像と、まったく違う、という事実です。
 太陽の光核画像は、単なる平坦な円盤のように現われます。
 しかし、夜空の星々の光核画像の中に、このような一様な円盤形のものはなく、光核画像の色のパターンが、なんだか分からない偏りをもって現われます。
 図2の中段、Polluxの光核画像を見ると、黄色と赤色のパターンが、まるで箱のように現われています。
 これは不思議な現象です。
 この問題はまだ解決していません。

 「光核」ページのスイッチ

 図3がゴブリンアイズの「光核」ページの全景です。このとき、原画像(図4の(a))に対して、濃淡値192-255の範囲で光核解析を行っています。

図3 ゴブリンアイズの「光核」ページの全景

 図3の左端にあるように、この「光核」ページのスイッチは、縦長のカラム(柱)となっています。このままでは説明しづらいので、その要素ごとに分割して図4にまとめました。

図4 「光核」ページのスイッチ

 (a) リセット この赤いロゴマークはリセットスイッチです。
 (b) 画像呼出 これをクリックするとウィンドウズが用意している画像呼出ダイアログボックス(BMP File Open)が現われます。ゴブリンアイズが呼び出して処理できるのはBMP画像だけです。よくあるJEPG画像などは、ウィンドウズに(初期のころから)備わっているペイントソフトを使って、BMP画像へ変換しておいてください。
 (c) 範囲指定と実行 このスイッチは4行にわたっています。
 1行目の「光核」は単なるタイトルです。[>|<] というスイッチは、範囲を1の幅で処理するためのものです。
 2行目には、左右にダイアモンドスイッチを従えた帯スイッチがあります。ダイアモンドスイッチは左右に半分ずつとなっていて、向かって左のものは、範囲の下限値を動かすために使います。右のものは、範囲の上限値を動かすためのものです。
 これらのダイアモンドスイッチのstep値はデフォルトが8ですが、(f) 飛び値設定 の黄色い上下に先が向いているダイアモンドスイッチにより変えることができます。
 帯スイッチの中をクリックすることにより、これらの下限値と上限値を変えることができます。クリックする前の、下限値と上限値の中間位置(中央値)を境に、右側なら上限値を、左側なら下限値を、それぞれ新たに指定することになります。
 3行目は下限値と上限値の指定窓です。これらのどちらかをクリックして指定し、電卓で数値を加減すること(数値入力→加減+-のどちらかの入力)で、これらの値を変えることができます。
 (d) クイックスイッチ 0-255の範囲を、幅64で、上から32ずつずらせたものを用意してあります。上から7つのクイックスイッチの範囲は次のようになります。(1) 0-64, (2)32-96, (3)64-128, (4)96-160, (5)128-192, (6)160-224, (7)192-255
 8番目からは、幅128です。(8)0-128, (9)64-192, (10)128-255
 4行目の[ 実 行 ]は、この言葉通りの役目ですが、上記の帯スイッチにも実行命令を組み込んでありますので、あらためてこのスイッチをクリックする必要はありません。
 (e) 電卓 (c)範囲指定と実行の、範囲窓、(f)飛び値指定の、飛び値窓、これらの窓をクリックして有効としてから、数値をクリックし(3けたまで指定できます)、加減の記号[+]か[-]をクリックして、もとの数値から加減します。
 (f) 飛び値指定 窓を指定して電卓で値を変えることもできますが、上下向きの黄色いダイアモンドスイッチの上下いずれかをクリックすることで変えることができます。このときのステップ幅は2です。
 (g) KEEPと保存 画像を一時保存(KEEP)します。また、名前をつけて外部保存します。
  [KEEP] をクリックすると、画面にあるlpBMP[ ] のデータに基づいて、これを外部データとしての KEEP.bmp に書き込みます。このKEEP.bmpファイルは、このゴブリンアイズが閉じられるときに消去されます。また、このとき、lpBMP[ ] のデータが、ソフトの内部配列iso[ ] へと書き写されます。
 [保存] をクリックすると、「名前を付けて保存する」ダイアログボックスが現われますので、これを使って、任意の名前とデータ形式で、画面にあるlpBMP[ ] のデータを外部データとして記録することができます。ただし、KEEP.bmpとP.bmpとQ.bmpとG.bmpは、このゴブリンアイズが閉じられるときに消去されますので、これらの名前は避けてください。

 光核解析

 光核解析のいくつかの解析例を示します。
 図5の(a)は濃淡値0-255の全範囲のデータをそのままにしてある原画像です。
 (b)は濃淡値0-64の値の画素だけを残して0-255のキャンバスへ広げ直したものです。暗いところが明るく見えます。
 (c)は濃淡値192-255の値の画素だけを残して0-255のキャンバスへ広げ直したものです。明るいところが暗く見えるわけですが、最も明るくて白っぽく見えていた空が、青や黄色の色合いとして見えてきます。これが初期の「光核」現象でした。
 (d)は[>|<] スイッチを使って(帯スイッチや値窓でも指定できます)、227-228の範囲を指定したものです。1/256のデータだけということになります。

図5 (a) 原画像と各種の光核解析画像

 クイックスイッチ

 クイックスイッチの上から7つ目までは、0-255の範囲を、幅64で、上から32ずつずらせたものです。
 (1) 0-64, (2)32-96, (3)64-128, (4)96-160, (5)128-192, (6)160-224, (7)192-255
 8つ目からは、幅128です。
 (8)0-128, (9)64-192, (10)128-255
 これらの解析サンプル画像を図6にまとめます。

図6 (a) 原画像とクイックスイッチの光核解析画像

 (Written by KLOTSUKI Kinohito, August 2, 2016)

 

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