医療画像解析ソフト ゴブリンアイズ(8)「フルーツ」マニュアル

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 フルーツ解析の始まり

 フルーツ解析も2008年ごろから存在しています。
 フルーツ解析という手法(フルーツという名前はあとからつけました)が必要だと思い至ったのは、図1の「タイタン湖畔風景(PIA11001)」を画紋解析でしらべたことに由来します。

図1 タイタン湖畔風景(PIA11001)

 次の図2がゴブリンクォーク9にある画紋解析で図1を調べたものです。当時のソフトはゴブリンクォーク2だったと思われます。また、そのときの画紋解析のスタイルは現在のものとは違って、中心軸が斜めの対角線上にありました。このゴブリンクォーク9の画紋解析にある「画紋グラフ」の中心軸は、左右の中央にあります。下に(0=gray)と示してある位置です。

図2 タイタン湖畔風景(PIA11001)の画紋解析(@ゴブリンクォーク9)

 図2の下段にある「画紋グラフ」や「各色値(灰色は濃淡値)分布」そして「重(RGB)色値分布」を見ると、この画像の異常さがよく分かります。
 「画紋グラフ」のところで、赤い線のようなもの、緑の線のようなもの、青の線のようなものが、大きく離れて分布しています。
 この分布パターンが異常だということは、地球の山の中で撮影した、次の図3についての画紋解析(図4)の「画紋グラフ」のパターンと見比べると分かります。
 通常の自然光(太陽光)での撮影では、3色の分布が「画紋グラフ」の中心軸にもっと集まるものなのです。
 このようなことから、図1のタイタン湖畔風景は「疑似カラー画像」であると推定されます。宇宙で撮影された「疑似カラー画像」というのは、自然な太陽光そのもので3色を記録したものではなく、たとえば赤外線によるデータを赤色とし、紫外線によるデータを青色とし、緑色については、これらの二つから人工的に組み立てる、とか、まあ、いろいろな方法があるようです。ただの白黒画像のデータからでも、人工的に、それから3色の成分を生み出して、偽物のカラー画像とすることもできます。
 図1のカラー画像がどこまで本当の色なのかということは、あまり詳しく議論できませんが、「疑似カラー画像」なら、もっと私たちが見やすいものに変えてもよいはずです。
 このような考え方で、図2の「画紋グラフ」のパターンを、図4の「画紋グラフ」のパターンに近いものとするアルゴリズムを開発することにしました。それがフルーツ解析です。

図3 樹木のこぶ(@地球)

図4 樹木のこぶ(@地球)の画紋解析(@ゴブリンクォーク9)

 次の図5は「タイタン湖畔風景(PIA11001)のフルーツ解析(Peach)」で、図6は、その画紋解析です。

図5 タイタン湖畔風景(PIA11001)のフルーツ解析(Peach)

図6 タイタン湖畔風景(PIA11001)のフルーツ解析(Peach)の画紋解析

 図6の「画紋グラフ」を見ると、3色の分布が中心軸に集まってから広がっています。しかし、このパターンを見ると、色の強さがかなり弱いようです。図5がまるで白黒写真についてセピアの着色をしたかのように見えているのは、このパターンの広がりが細いためです。
 そこで、ここでの技法ではありませんが、「色の強弱」を使って、2倍の色の強さ(CX200)としたものが、次の図7です。そして、図7の画紋解析が図8です。図8の「画紋グラフ」のパターンは、図4のものとよく似てきました。これらのパターンの色分布の「濃さ」は、もとの画像のデータ量によるものなので、これにとらわれる必要はありません。
 それでも、図8の「画紋グラフ」におけるパターンは、かなり不自然なものとみなせます。これはひょっとすると、ただの白黒画像から、人工的に3色の分布をつくりあげたものではないでしょうか。厳密に、そうだと言い切れるほどの証拠は、まだ確定できていませんが。

図7 タイタン湖畔風景(PIA11001)のフルーツ解析(Peach)のCX200

図8 タイタン湖畔風景(PIA11001)のフルーツ解析(Peach)のCX200の画紋解析

 長くなってしまいましたが、フルーツ解析という技法が生まれたときの物語は、このようなことでした。それから10年近く経過しますが、このフルーツ解析については、あまり大きな変化は起こっていません。全体的な効果におけるバリエーションが生じ、細かな変化を調整することができるようになったくらいのことです。
 これらのことについて、ゴブリンアイズのスイッチを示しながら説明してゆきます。

 「フルーツ」ページのスイッチ

 「フルーツ」ページのスイッチを分類ごとに図9としてまとめました。

図9 「フルーツ」ページのスイッチ

 (a) リセット ここにあるロゴマークも[リセット ]も、同じく、リセットスイッチです。
 (b) 強弱 これは別のページにある「色の強弱」の機能を組み込んだものです。Oを標準として、Wは弱い色に、Sは強い色に、それぞれ変化します。
 (c) 明暗 Oを標準として、Dは全体が暗く、Cは全体が明るくなります。
 (d) 色味 Oは標準です。これに対して、他のスイッチで、全体の色味を少し変えることができます。記号の意味は、Bu(青), Gn(緑), Rd(赤), Ye(黄), Aq(アクア), Pa(パープル), Na(ナチュラル)です。
 (e) コントラスト Oは標準です。ddとdはdull(鈍い)からの頭文字による記号です。ddは(さらに鈍い)となります。BrはBrite(あざやか)の意味です。
 (f) 種類 フルーツ解析の種類は、基本のPeachから、いろいろな変化バージョンがあります。次の章で詳しく説明します。
 (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。

 フルーツ解析 (f) 種類

 フルーツ解析の前に(o)原画像を示し、PeachからMarronまでの、9種類の解析結果を図10としてまとめます。
 ここでの変化はテフォルトのOOOOとしています。
 Cherry, Lime, Marronは、原色のバランスにあまり手をくわえずに、より有効なキャンバスの使い方を追求したものです。かなりむつかしい処理を行っていますので、説明困難です。

図10 (o)原画像とPeach〜Marronの解析結果(デフォルトOOOOによる)

 フルーツ解析 (d) 色味

 フルーツ解析 (d) 色味について、図11の(a) Peach(OOOO)デフォルトを基準として、これの変化を示します。
 ここのところで、同時に、(b)強弱 (c)明暗 (e)コントラスト の一部の変化も、解析図として示しておきます。

図11 Peach解析における色味変化

 (b) に対して、(c)は青味が強く、(d)は緑味が強く、(e) は赤味が強くなっています。
 (f) の自然(ナチュラル)というのは、種明かしすると、赤味が強く、青味が強いという変化です。緑色は変えません。自然な太陽光のもとでの画像では、周波数の低い赤色のほうが優勢で、周波数の高い青色は、途中で散乱してしまうのか、やや劣勢となっていることが多いのです。だから、このように変化すると、より自然な感じがするわけです。
 (Written by KLOTSUKI Kinohito, August 3, 2016)

 

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