Medical Vision Project


[Abstract]

   Ubiquitous information technologies are expected to support elder people to improve their quality of life by providing medical information and managing their health information. Sensing the health information will be a key technology to achieve ubiquitous information society for elder people. In this project, the spectral imaging technique is used for monitoring pigmentations of human skin by inverse optical scattering method. Computer vision techniques(Photometric stereo) are used to get the absolute spectral reflectance reducing the effects of shading and inhomogeneous illumination. The images under arbitrary illumination and point of view can bereproduced using the computer graphics technique.

  多様な情報ネットワークから必要な情報をいつでもどこでも簡単に取り出せるユビキタス情報化社会が到来すると考えられている.日本では,高齢化社会が大きな社会問題となっており,ユビキタス情報化により,医療情報の提供や高齢者の健康情報管理が充実し,高齢者やその家族が安心して豊かに生活する社会を構築することが期待されている.しかし,情報通信技術のみだけで,高齢化社会におけるユビキタス情報化が行われるわけではなく,高齢者から健康情報を取得するセンシング技術の開発が必要である.本プロジェクトでは,肌の色のモニタリングを目的として,ディジタルカメラ等を用いて撮影した肌の分光画像に対して,逆光散乱解析を行うことにより,肌におけるメラニン,酸化ヘモグロビン,脱酸化ヘモグロビンの色素分布を推定する.この時,コンピュータビジョン技術(照度差ステレオ法など)を用いることにより,照明ムラやシェーディングの影響を除去した絶対的な反射率を広範囲に計測する.また,得られた形状情報,色情報,色素情報を,コンピュータグラフィックス技術を用いて多角的に可視化する.


[Images]

 

Skin is modeled as layered structures. Based on the forward model by monte carlo simulation for diffuse reflectance, the skin pigmentation is estimated by inverse optical scattering techniques.





Change of pigmentation by occluding the second joint of arm. It is seen the proposed techniques give effective results for pigmentations.





Computer vison technique is applied to get the abosolute spectral reflectance without the influence the shading by illuminants.





The bidirectionl distribution function of skin is particuler, and it shold be considerd for medical vision.


Realtime spectral image processind.

Real-time processing can be achieved for monitoring human health information form the skin color.

[Related papers]

Norimichi Tsumura, Yoichi Miyake, Francisco H. Imai, " Medicsl Vision: measuremnet of skin absolute spectral-reflectance image and the application to component analysis," Proceedings of the third international conference on multispectral color science, pp.25-28 (2001, June, Joensuu, Finland).

Daisuke Nakao, Norimichi Tsumura, Yoichi Miyake, "Real-time Multi-spectral Image Processing for Mapping Pigmentation in Human Skin," IS&T/SID's 9th Color Imaging Conference, Color Science, Systems and Appl. pp. 80-84 (2001).

津村徳道,メディカルビジョン,Medical Imaging Technology Vol.20 No.2, 94-100(2002).

津村徳道,光技術と高齢社会;肌の分光反射率画像計測とその応用,オプトロニクス社 (2002).

津村徳道,肌の分光反射率画像計測とその応用,応用物理,第70巻 第6号 (2001)699-701.

津村徳道, 肌の画像計測におけるコンピュータビジョン技術の応用,インナービジョン 12月号10-11(医療科学社,2000).

Daisuke Nakao, Norimichi Tsumura, Yoichi Miyake, "Real-time Multi-spectral Image Processing for Mapping Pigmentation in Human Skin," Medical Imaging Technology Vol.20 No.2, 123-133(2002).[in Japanese]

Norimichi Tsumura, Miki Kawabuchi, Hideaki Haneishi, Yoichi Miyake, "Mapping pigmentation in human skin by multi-visible-spectral imaging by inverse optical scattering technique, IS&T/SID's 8th Color Imaging Conference, Color Science, Systems and Appl. pp. 81-84 (2000).

(招待講演)メディカルビジョン 分光画像計測による肌色の解析 ,津村徳道,レーザ学会講演会第22回年次大会,講演予稿集 201-202(大阪,2002.1.25).

(招待講演) メディカルビジョン - 肌の点計測から面計測へ-,津村徳道,情報処理学会関西支部 ビジュアルインフォメーション研究会 第4回研究会 (大阪,2001.1.11).

実時間分光画像処理による肌の色素成分分布変化の測定, 中尾大輔,津村徳道,三宅洋一,日本写真学会2001年度年次大会 講演要旨 (千葉),予稿集pp.131-132(2001).

肌の反射モデル構築のための3次元分光測光と解析,村上紘子,堀井恒文,津村徳道,三宅洋一,第3回デジタル生体医用画像の「色」シンポジウム 予稿集 pp. 3-5(2001).

"実時間分光画像処理による肌の色素分布変化の測定", 中尾大輔,津村徳道,三宅洋一,第48回 応用物理学関係連合講演会(2001.3.28東京)

"メディカルビジョンII―ロボットアームを用いた肌の3次元偏角分光反射特性の測定―",村上紘子,千葉玲子,津村徳道,三宅洋一, 第48回 応用物理学関係連合講演会(2001.3.28東京)

"肌の絶対分光反射率画像の計測とその成分分析への応用," 津村 徳道,Francisco H. Imai,三宅 洋一,第2回デジタル生体医用画像の「色」シンポジウム(2000)http://biocolor.umin.ac.jp/sympo200004/contents.html

”メディカルビジョン 肌の絶対分光反射率画像計測とその成分分析”津村徳道,Francisco H. Imai,三宅洋一,第47回応用物理学関係連合講演会 予稿集p.1033(東京,2000.3.29).

川渕美紀,津村徳道,羽石秀昭,三宅洋一,光散乱解析に基づく肌分光画像からの2次元酸素法律分布の推定 -原理確認実験-,第46回応用物理学関係連合講演会 予稿集p.(東京,1998.3.29).