情報処理工学Information Processing
科目責任者守田 憲崇 (※)
担当者守田 憲崇 (※)
科目概要2年 (1単位・選択) [医療工学科 診療放射線技術科学専攻]

授業の目的

デジタル画像の仕組みを理解し、コンピュータプログラムを使用した診療放射線技師に必要な高度で専門的な画像検査・放射線治療の知識と技術の基礎となる画像処理アルゴリズムを習得することを目的とする。さらに画像評価方法であるROC解析について理解することを目的とする。
この科目は学位授与方針(ディプロマ・ポリシー)の①②③④⑤⑦に関連する。

教育内容・教育方法

【教育内容】
「デジタル画像の仕組み」、「画像処理プログラミング」、「デジタル画像作成方法と処理アルゴリズム」、「ROC解析による画像評価方法」について1人コンピュータ1台を使った演習方式で学習する。

【教育方法】
授業形態:講義
情報演習室において1人ずつ1台のコンピュータを操作して、演習形式で授業を行う。
資料の配布、課題の提出、連絡等は、適宜Moodleおよび電子メール等のツールを使用し行う。また、課題は授業内で解説を行いフィードバックする。

授業内容

項目授業内容担当者日時
第1回【対面】
デジタル画像:
画像のデジタル化と画像ファイルの構成
標本化・量子化、デジタル画像ファイルの構成について学ぶ。守田 憲崇
9/1④
第2回【オンデマンド】
画像再構成の基礎:
線広がり関数、点広がり関数、畳み込み演算
線広がり関数、点広がり関数とそれを用いた畳み込み演算についてプログラムを作成し学ぶ。守田 憲崇
9/8④
第3回【オンデマンド】
閾値処理:
判別分析法
デジタル画像のヒストグラムを作成し、「判別分析法」により閾値を決定し、物体抽出を実現するプログラムを作成しその特性を学ぶ。守田 憲崇
9/15④
第4回【オンデマンド】
階調処理:
ヒストグラム伸長、ヒストグラム平坦化
「ヒストグラム伸長」、「ヒストグラム平坦化」によりコントラスト調整を実現するプログラムを作成しその特性を学ぶ。守田 憲崇
9/22④
第5回【オンデマンド】
空間フィルタリング(1):
平滑化
画像平滑化処理を行う「移動平均フィルタ」、「加重平均フィルタ」、「ガウシアンフィルタ」、「メディアンフィルタ」を実現するプログラムを作成しその特性を学ぶ。守田 憲崇
9/29④
第6回【オンデマンド】
空間フィルタリング(2):
エッジ検出
エッジ検出を行う「微分フィルタ」、「Robertsフィルタ」、「Sobelフィルタ」、「Prewittフィルタ」を実現するを作成しその特性を学ぶ。守田 憲崇
10/6④
第7回【オンデマンド】
空間周波数フィルタリング(3):
フーリエ変換
「離散フーリエ変換」、「高速フーリエ変換」により周波数を分析し、低域・高域・帯域通過フィルタリングを実現するプログラムを作成しその特性を学ぶ。守田 憲崇
10/13④
第8回【オンデマンド】
画像評価方法:
ROC解析
ROC解析による画像評価方法について統計ソフトウェアを使用して学ぶ。守田 憲崇
10/20④

◆実務経験の授業への活用方法◆
病院での臨床経験を踏まえ、デジタル画像処理を学ぶ意義及び実際の臨床現場でデジタル信号画像処理がどのように展開されるのかを概説する。

到達目標

1.プログラムの基本的な技術およびアルゴリズムを習得し説明できる。(*知識・理解)
2.プログラムを記述し、実行できる。(*技能)
3.プログラムにより画像処理するための基本的なアルゴリズムを習得し説明できる。(*知識・理解)
4.プログラムによりデジタル画像の処理ができる。(*技能)
5.ROC解析(感度・特異度の算出・ROC曲線の作成)ができる。(*技能)

評価基準

*講義中に出される演習課題(50%)と最終課題に対するレポート(50%)により評価する。

準備学習等(予習・復習)

*この科目の予習・復習を含めた授業時間外に必要な学習時間は、30時間である。
*資料の配布はMoodleにより行う。課題の提出も、Moodleにより提出してもらう。Moodleを扱うためには、大学から付与されているメールアドレスが必須であるため各自第1回目の授業までにメールアドレスとそのパスワードを確認しておくこと。
*予習は、事前に配布する資料を読み、講義予定内容について要点をA4用紙1枚以内にまとめ、疑問点を明らかにしておくこと。
*復習は、演習内容についてノート、配布資料により概要をA4用紙1枚以内にまとめること。
*プログラム言語に対する事前知識は求めないが、一度授業中に行ったPC処理はノート等に流れを記載して自力で行えるように努力すること。
*授業中に与えられたテーマを完成できなかったときは、次回までに完成させること(情報演習室は放課後は自習用に開放されている)。
*授業を欠席した場合は、欠席した回の授業内容を次回までに担当教員に確認し、自習しておくこと。

教材

種別書名著者・編者発行所
教科書資料を配布する。
参考書C言語で学ぶ実践画像処理 Windows/X-Window対応井上 誠喜, 林 正樹, 中須 英輔, 奥井 誠人, 三谷 公二 , 八木 伸行オーム社 , 2008

備考・その他

科目ナンバリングコード: RT201-SF17