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ホーム微弱特徴の可視化によるX線画像診断
SDGsの分類
研究テーマ
IT・IoT・AI・ロボティクス
学科の分類
情報科学部情報知能学科

微弱特徴の可視化によるX線画像診断

情報科学部

情報知能学科

画像処理研究室

神納貴生 准教授

画像処理可視化X線画像非破壊検査

社会インフラを支える工業製品など,簡単に停止して点検できないものは多く,それらは非破壊検査によって点検される.非破壊検査の一つとして,X線画像診断が挙げられる.X線は物体の透過率の違いにより内部構造を写し出せるが,X線が透過し難い金属などで覆われている場合,写し出せる内部構造の像は薄くはっきりとしないものとなる.これまで個別の工業製品に対するX線画像診断は熟練工の目視技術によって成り立っていたが,本技術は熟練工が確認する特徴を可視化して誰もが頑健に検査できるようにする.

想定されるニーズ

医用画像による診断や非破壊の工業製品の検査において,X線画像が活用されている.しかし,例えば他の組織と透過率の近い臓器の輪郭や金属で覆われた工業製品の内部構造のように,X線画像中の特徴として微弱な情報については,可視化する必要がある.

技術概要

画像を周波数帯域(多重スケール)に分解し,各スケールで異なる処理を適用することで,画像中の任意の特徴を可視化できる.なお,現在はあくまで特徴ベースなので,同じ特徴成分は強調される.

処理の適用例

・胸部のCR画像の例

各スケールでの処理を変更することで,可視化対象を調整できる.例えば,画像効果1では細い血管を,画像効果2では臓器や骨に隠れた太い血管を,画像効果3では臓器に隠れた背骨などを可視化している.

(※CR:コンピュータ・ラジオグラフィ)

 

→

・工業製品のX線画像の例

企業との共同研究中の画像のため,詳細を省く.

 

 

→

論文

「“Visualization based on HDR Image Processing for X-ray Inspection of Power Transmission Cable Joints」(2019)JinnoTakao『Jicable'19』

「Tone-mapping for an HDR surveillance system using SIFT features」(2013)JinnoTakao『EUSIPCO 2013』

「High Contrast Tone-mapping and its Application for Two-layer High Dynamic Range Coding」(2012)JinnoTakao『APSIPA ASC 2012』

研究者INFO: 情報科学部 情報知能学科 画像処理研究室 神納貴生 准教授

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林 暁光

高力ボルトを用いた鉄骨部材接合部の性能評価

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神田 智子

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久米 大祐

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+1
井垣 宏

リアクション機能を備えたリモートモブプログラミング支援環境の検討

複数人でソフトウェア開発を行う手法の一つとして,モブプログラミングやペアプログラミングといったというものがある.モブプログラミングでは,開発者らは端末を操作するドライバと開発画面を見ながら意見を出してドライバをサポートするナビゲータと呼ばれる役割に分かれ,役割を短時間で交代しながら開発を進めていく. 本研究室では,コロナ禍の現状を受けて,このモブプログラミングをリモート環境で実施している.実際に対面からリモート環境に移行するにあたり,開発者間のコミュニケーションにおいて課題が有ることがわかった.そこで本研究では,モブプログラミングのそれぞれの役割に応じたコミュニケーション支援機能とリアクションが実行された際に記録する機能を検討している.

小谷 直樹

転移学習を使った強化学習エージェントの学習能力の向上

近年,人工知能・機械学習技術の発展もあり,これらの知能化技術をロボットの環境適応能力や自律性の付与の手段として用いることが期待されています.しかし,強化学習を含む機械学習は,一般的に多くの学習時間を必要とする根本的な問題を抱えています.従って,学習時間を短縮することが,実時間で学習する実ロボットにとって,特に解決すべき重要な課題です.私達は,遺伝的アルゴリズムの概念で説明した学習高速化手法を開発し,より高度なロボットの知能化の実現を目指しています.

+1
藤本 哲生

コンクリート表面遮水壁型ロックフィルダムの耐震性能評価手法の確立に向けた研究

 都市デザイン工学科の地盤領域(地盤防災研究室、土構造研究室)では,近年多発する豪雨や来たるべき巨大地震により山腹斜面や土構造物が崩壊する危険度を予測・評価するためのさまざまな研究を行っています.このうち,コンクリート表面遮水壁型ロックフィルダムの耐震性能評価手法の確立に向けた研究を紹介します.

+1
谷口 浩成

底背屈と回外内動作を提供する足関節の関節可動域運動支援装置

拘縮とは,関節の柔軟性が失われた状態であり,発症前に予防することが重要である.拘縮の予防方法として,理学療法士による関節可動域(Range of Motion : ROM)訓練が実施される.しかし,高齢者の福祉施設や,通所リハビリテーションの事業所など,介護の分野における理学療法士の不足が指摘されている.そこで本研究室では,理学療法士に代わってROM訓練を行う運動装置の開発を行っている.本研究では,独自に開発した空気圧ソフトアクチュエータを用いることで,足関節のROM訓練やストレッチ運動など多様な動作を実現できるリハビリテーションシステムについて紹介する.本アクチュエータの柔軟性を利用することで,患者に対して安全で予防に必要な多様な動作を提供できる点が特長である.

+3
又吉 秀仁

変動風速下でも高効率で発電可能な風力発電システム

大きな慣性モーメントを有する風車は風速変動が大きい風況においてブレードの回転速度を迅速に制御することが難しく、発電出力は最大で40%以上減少する。そこで本研究室では風速変動の大きさに応じて回転速度制御のアルゴリズムを変更することで、発電効率を向上させる手法を考案した。一般的なMPPT制御を利用した場合と比較して発電電力量を30%程度増大させることが可能である。

+2
宮脇 健三郎

ROSプログラミング研修のためのオリジナルロボット

ROS(Robot Operating System)はロボット制御ソフトウェアの効率的な開発を実現するツール・ライブラリ群のセットで,世界中でロボットの研究・開発に利用されています. 本シーズはROSを通じたロボットのプログラミング研修に適したオリジナルのロボットを提供するものです.このロボットはハードウェアの構造も比較的分かりやすいように設計されているため,ソフトウェアの研修を終えた後に自分自身でロボットを構築する手助けとなります. 実際に提案するロボットを使ったROSの技術セミナーを開催し,参加者からは好意的な評価を得ています. また,大阪工業大学情報科学部でもPythonやC++によるロボット制御プログラミングを学ぶための教材としてゼミやPBL(Project Based Learning)で活用しています. ゼミやPBLにおいては小型の車輪移動ロボットと中・大型のロボットを使い分け,効率的に学習を進められるように配慮しています. 市販の大型ロボットは高価なものが多いですが,独自に設計・製作したロボットは低コストで手軽に利用可能です. 4足歩行ロボットや車輪移動型ロボットに装着するアーム等も製作しており,様々な研修用ロボットの製作ノウハウを有しています.

+1
坂平 文博

テキストアナリティクスによるカスケード災害の分析・評価

「カスケード災害」とは、ある事象が次々と他に影響を及ぼしていく連鎖現象を有する災害のことです。本研究ではカスケード災害を分析・評価するために、自然言語処理と機械学習を用いて新聞記事から災害事象の因果知識を抽出し、災害因果ネットワークを作成します。これをもとに被害を拡大・長期化させる脆弱性ポイントを見つけ出します。(東京大学廣井悠教授との共同研究)

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