JP2707355B2 - 画像記録位置認識装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一部領域に所望とする画像が記録された記
録シートの略全面を読み取ることにより得られた、記録
シートの略全面に記録された全体面像を担持する画像信
号に基づいて、記録シート上の所望とする画像が記録さ
れた位置を認識する面像記録位置認識装置に関するもの
である。

（従来の技術） 記録された放射線画像を読み取って画像信号を得、こ
の画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記
録することは種々の分野で行なわれている。たとえば、
後の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低
いＸ線フイルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線画
像が記録されたフイルムからＸ線画像を読み取って電気
信号に変換し、この電気信号（画像信号）に画像処理を
施した後コピー写真等に可視像として再生することによ
り、コントラスト，シャープネス，粒状性等の画質性能
の良好な再生画像を得ることのできるシステムが開発さ
れている（特公昭61−5193号公報参照）。

また本願出願人により、放射線（Ｘ線，α線，β線，
γ線，電子線、紫外線等）を照射することの放射線エネ
ルギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照
射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光を示す
蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被
写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍光体に撮影
記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等の励起
光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光
光を光電的に読み取って画像信号を得、この画像信号に
基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等の記録材
料、CRT等に可視像として出力させる放射線画像記録再
生システムがすでに提案されている（特開昭55−12429
号，同56−11395号，同55−163472号，同56−104645
号，同55−116340号等）。

このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真
システムと比較して極めて広い放射線露光域にわたって
画像を記録しうるという実用的な利点を有している。す
なわち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対し
て蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極
めて広い範囲にわたって比例することが認められてお
り、従って種々の撮影条件により放射線露光量がかなり
大幅に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される
輝尽発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光
電変換手段により読み取って電気信号に変換し、この電
気信号を用いて写真感光材料等の記録材料、CRT等の表
示装置に放射線画像を可視像として出力させることによ
って、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を
得ることができる。

上記システムにおいて、蓄積性蛍光体シートに照射さ
れた放射線の線量等に応じて最適な読取条件で読み取っ
て画像信号を得る前に、予め低レベルの光ビームにより
蓄積性蛍光体シートを走査してこのシートに記録された
放射線画像の概略を読み取る先読みを行ない、この先読
みにより得られた先読画像信号を分析し、その後上記シ
ートに上記先読みの際の光ビームよりも高レベルの光ビ
ームを照射して走査し、この放射線画像に最適な読取条
件で読み取って画像信号を得る本読みを行なうように構
成されたシステクもある（特開昭58−67240号，同58−6
7241号，同58−67242号等）。

ここで読取条件とは、読取りにおける輝尽発光光の光
量と読取装置の出力との関係に影響を与える各種の条件
を総称するものであり、例えば入出力の関係を定める読
取ゲイン，スケールファクタあるいは、読取りにおける
励起光のパワー等を意味するものである。

また、光ビームの高レベル／低レベルとは、それぞ
れ、上記シートの単位面積当りに照射される光ビームの
強度の大／小、もしくは上記シートから発せられる輝尽
発光光の強度が上記光ビームの波長に依存する（波長感
度分布を有する）場合は、上記シートの単位面積当りに
照射される光ビームの強度を上記波長感度で重みづけし
た後の重みづけ強度の大／小をいい、光ビームのレベル
を変える方法としては、異なる波長の光ビームを用いる
方法、レーザ光源等から発せられる光ビームの強度その
ものを変える方法、光ビームの光路上にNDフィルター等
を挿入，除去することにより光ビームの強度を変える方
法、光ビームのビーム径を変えて走査密度を変える方
法、走査速度を変える方法等、公知の種々の方法を用い
ることができる。

また、この先読みを行なうシステムか先読みを行なわ
ないシステムかによらず、得られた画像信号（先読画像
信号を含み）を分析し、画像信号に画像処理を施す際の
最適な画像処理条件を決定するようにしたシステムもあ
る。ここで画像処理条件とは、画像信号に基づく再生画
像の階調や感度等に影響を及ぼす処理を該画像信号に施
す際の各種の条件を総称するものである。この画像信号
に基づいて最適な画像処理条件を決定する方法は、蓄積
性蛍光体シートを用いるシステムに限られず、たとえば
従来のＸ線フイルム等の記録シートに記録された放射線
画像から画像信号を得るシステムにも適用されている。

記録シートに放射線画像を撮影記録するに際しては、
被写体の観察に必要の無い部分に放射線を照射しないよ
うにするため、あるいは観察に不要な部分に放射線を照
射するとその部分から観察に必要な部分に散乱線が入り
画質性能が低下するため、放射線が被写体の必要な部分
および記録シートの一部（照射野内）にのみ照射される
ように放射線の照射域を制限する照射野絞りを使用して
撮影を行なうことも多い。また、照射野内においても、
被写体が撮影記録された被写体部のほかに、被写体を経
由しない放射線が直接照射された直接放射線部が存在す
ることも多い。これらの各領域のうち再生画像を得るに
あたって必要とされるのは被写体部のみであり、したが
って記録シート全面に記録された放射線画像中の被写体
部を認識し、該被写体部に対応する画像データを抽出す
ることによって、抽出した該画像データに基づいて最適
な読取条件、画像処理条件を求めることにより観察適正
の優れた再生画像を得ることができる。被写体部を認識
するためにあたっては、たとえば、被写体を撮影する撮
影装置の構造に起因して放射線画像上に表われる特徴
や、被写体の特有の形状等が考慮されることが多い。例
えば、特開昭61−170178号公報には人体の乳房のＸ線画
像について、乳房が記録シート上に略半円形状に撮影さ
れ、かつ該略半円形状の円弧の外側にＸ線が直接記録シ
ートに照射された直線Ｘ線部が記録されていることを利
用し、被写体部（乳房の陰影）と直線Ｘ線部との境界の
画像データの変化を検出することによりＸ線画像上のど
の位置に被写体部が存在するかを認識する方法が記載さ
れている。

しかし、上記方法等は、照射野の輪郭と該照射野内の
被写体部との相対的な位置関係等があらかじめ定められ
た条件に合致していることを前提として、記録シート上
の照射野が存在する可能性のある複数の部分領域毎に照
射野が存在するか否かをサーチするものであるため、照
射野絞りと被写体との相対的な位置関係が予定していた
関係とは多少ずれていたり、鉛の放射能の透過率の低い
ことを利用したいわゆる鉛文字が記録シート上に被写体
とともに記録されていたりした場合、被写体の特有の形
状等を考慮して被写体を認識しようとしても認識するこ
とができない場合があった。この場合、被写体部に対し
て最適となる読取条件、画像処理条件を求めることがで
きず、この場合たとえが放射線がほとんど照射されてい
ない照射野の外部領域も含めた、記録シートの全面から
得られた画像信号に基づいて読取条件、画像処理条件が
求められ、この全面の画像を適性化しようとする結果、
被写体部は再生画像上で全体的に非常に濃度が高く（CR
Tディスプレイ等に表示した場合は輝度が低く）なって
いまい観察に耐えなくなってしまう結果となっていた。

本発明は、上記事情に鑑み、画像信号に基づいて記録
シート上の所望とする画像が記録されている位置をより
確実に認識することのできる画像記録位置認識装置を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像記録位置認識装置は、 一部領域に所望とする画像が記録された記録シートの
略全面を読み取ることにより得られた。前記記録シート
の略全面に記録された全体画像を担持する画像信号に基
づいて、前記記録シート上の前記所望とする画像が記録
された位置を認識する画像記録位置認識装置において、 前記記録シート上の前記所望とする被写体の画像が記
録されている可能性のある予め定められた複数の部分領
域毎に、前記所望とする画像が記録されている確率の高
低を段階的に指標する確信度を求める確信度演算手段
と、 前記各部分領域毎に求められた複数の前記確信に基づ
いて、前記記録シート上の前記所望とする画像が記録さ
れた位置を認識する位置認識手段とを備えたことを特徴
とするものである。

（作用） 従来は所望とする画像（被写体部）が記録されている
可能性のある各部分領域毎に該各部領域毎の解析結果の
みに基づいて該各部分領域に被写体部が存在するか否か
を認識するようにしていたため、所望とする画像が記録
されている部分領域の解析に失敗すると取り返しがつか
ないものとなってしまっていた。

本発明の画像記録位置認識装置では、所望とする被写
体の画像が記録されている可能性のある予め定められた
複数の部分領域毎に、所望とする画像が記録されている
確率の高低を段階的に指標する確信度を求め、各部分領
域毎に求められた確信度から所望とする画像が記録され
た位置を総合的に認識するようにしたため、従来と比べ
所望とする画像が記録された位置をより確実に認識する
ことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。

第１図は、乳房撮影を行なうＸ線撮影装置の一例の概
略を示す図である。この撮影装置では前述した蓄積性蛍
光体シートが用いられている。

撮影台１の上に蓄積性蛍光体シートを収納したカセッ
テ２を載置し、このカセッテ２とアクリル板等から成る
押え板３とで被写体である乳房４を挟持圧迫し、押え板
３の上方に配設されたＸ線源５から断面が半円状のコー
ン筒６を介してＸ線を被写体４に向けて照射する。

第２図は、第１図に示すＸ線撮影装置で撮影されたＸ
線画像の一例を表わした図である。

蓄積性蛍光体シート11上には半円形の照射野７が存在
し、該照射の７内には直線Ｘ線部８と、該直線Ｘ線部８
によって囲まれた被写体部９が存在する。また、上記直
接Ｘ線部８と被写体部９とからなる半円形照射野７の外
側には散乱Ｘ線が記録された散乱線部10（図中点々を付
した部分）が存在する。

ここでこのＸ線画像の直線ｙに沿って、蓄積性蛍光体
シート11に蓄積記録されているエネルギー量（後述する
ようにしてこの蓄積記録されている画像を読み取った際
の画像信号の値および該画像信号に基づいて再生出力さ
れた可視画像の濃度に対応する）をプロットすると、こ
の第２図の右側に示すように直線Ｘ線部８のエネルギー
量が最も大きく、次いで被写体部９のエネルギー量が大
きく、照射野７の外側が一番小さい。

第３図は、本発明の画像記録位置認識装置の一例を内
包したＸ線画像読取装置の一例を示した斜視図である。
この例は蓄積性蛍光体シートを用い、先読みを行なうシ
ステムである。

撮影装置（第１図参照）において乳房を含むＸ線画像
が記録された蓄積性蛍光体シート11は、まず弱い光ビー
ムで走査してこのシート11に蓄積された放射線エネルギ
ーの一部のみを放出させて先読みを行なう先読手段100
の所定位置にセットされる。この所定位置にセットされ
た蓄積性蛍光体シート11は、モータ12により駆動される
エンドレスベルト等のシート搬送手段13により、矢印Ｙ
方向に搬送（副走査）される。一方、レーザー光源14か
ら発せられた弱い光ビーム15はモータ23により駆動され
矢印方向に高速回転する回転多面鏡16によって反射偏向
され、ｆθレンズ等の集束レンズ17を通過した後、ミラ
ー18により光路を変えて前記シート11に入射し副走査の
方向（矢印Ｙ方向）と略垂直な矢印Ｘ方向に主走査す
る。蓄積性蛍光体シート11上のこの光ビーム15が照射さ
れた箇所からは、蓄積記録されているＸ線画像情報に応
じた光量の輝尽発光光19が発散され、この輝尽発光光19
は光ガイド20によって導かれ、フォトマルチプライヤ
（光電子増倍管）21によって光電的に検出される。上記
光ガイド20はアクリル板等の導光性材料を成形して作ら
れたものであり、直線状をなす入射端面20aが蓄積性蛍
光体シート11上の主走査線に沿って延びるように配さ
れ、円環状に形成された射出端面20bに上記フォトマル
チプライヤ21の受光面が結合されている。上記入射端面
20aから光ガイド20内に入射した輝尽発光光19は、該光
ガイド20の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面20
bから射出してフォトマルチプライヤ21に受光され、Ｘ
線画像を表わす輝尽発光光19の光量がフォトマルチプラ
イヤ21によって電気信号に変換される。

フォトマルチプライヤ21から出力されたアナログ出力
信号Ｓは対数増幅器26で対数的に増幅され、A/D変換器2
7でティジタル化され、先読画像信号S_Pが得られる。該
先読画像信号S_Pは輝尽発光光19の光量の対数と比例する
値を有している。

上記先読みにおいては、蓄積性蛍光体シート11に蓄積
されたＸ線エネルギーの広い領域にわたって読み取るこ
とができるように、フォトマルチプライヤ21に印加する
電圧値や対数増幅器26の増幅率等の読取条件が定められ
ている。

得られた先読画像信号S_Pは、記憶手段28に入力され、
一旦記憶される。その後、記憶手段28に記憶された先読
画像信号S_Pが読み出されて演算手段29に入力され、演算
手段29では、入力された先読画像信号S_Pに基づいて、蓄
積性蛍光体シート11上に形成されたＸ線画像中の被写体
部が認識される。被写体部が認識されると、この被写体
部に対応した先読画像信号S_Pに基づいて本読みの際の読
取条件G₁、たとえばフォトマルチプライヤ21′に印加す
る電圧や対数増幅器26′の増幅率等が求められる。

先読みの終了した蓄積性蛍光性シート11′は、本読手
段100′の所定位置にセットされ、上記先読みに使用し
た光ビームより強い光ビーム15′によりシート11′が走
査され、前述のようにして定められた読取条件G₁により
画像信号が得られるが、本読手段100′の構成は上記先
読手段100の構成と略同一であるため、先読手段100の各
構成要素と対応する構成要素には先読手段100で用いた
番号にダッシュを付して示し、説明は省略する。

A/D変換器27′でディジタル化されることにより得ら
れた画像信号S_Qは、画像処理手段50に送られる。画像処
理手段50では画像信号S_Qに適切な画像処理が施される。
この画像処理の施された画像信号は再生装置60に送ら
れ、この画像信号に基づくＸ線画像が再生表示される。

次に、演算手段29が先読画像信号S_Pに基づいて被写体
部を認識する方法について説明する。

第４図、および第5A図〜第5C図は、乳房の陰影を含む
Ｘ線画像の例を示した図である。前述した第２図に示し
たＸ線画像と対応する部分には第２図と同一の番号を付
してある。

第４図はポジショニングが正常なＸ線画像を表わして
いる。また第5A図〜第5D図は何らかのポジショニング不
良等のあるＸ線画像を表わしており、第5A図は撮影に際
し照射野絞り（コーン筒６）と被写体４との相対的な配
置がずれており、このため乳頭部が照射野外に出てしま
った図、第5B図はやはり相対配置が悪く被写体部が横に
ずれてしまっている図、第5C図は、撮影に際し鉛板３′
（第１図参照）を同時に記録し、この鉛板３′の陰影3
a′の一部が被写体部９にまで延びてしまっている図で
ある。従来は第４図に示すように照射野の半円形の輪郭
の全体に渡って直接Ｘ線部８が形成されているポジショ
ニングが正常なＸ線画像の場合しか被写体部９の認識が
できなかったが、ここでは第5A図〜第5C図に示すような
ポジショニング不良等のあるＸ線画像に関しても被写体
部９が認識される。

ここでは、先読画像信号S_Pに基づいて、第４図に示す
ように蓄積性螢光体シート11の各辺の中点から該各辺に
対して45°,90°,135°の方向に向けてサーチし被写体
部９と直接Ｘ線部８との境界の先読画像信号S_Pの変化点
（第２図のａ点に相当する点）が求められる。

ここで例えば前述した特開昭61−170178号公報に記載
された方法では、上記45°,90°,135°の３方向につい
ていずれも先読画像信号S_Pの上記変化点が求められた場
合にのみ被写体部が存在すると認識しているが、このよ
うな方法を採用すると、第5A図〜第5C図に示すようなポ
ジショニング不良等のあるＸ線画像に関しては被写体部
の存在を認識することが不可能となる。

そこで、本実施例では、45°,90°,135°の各方向に
ついて上記変化点が存在したとき２点を付与する。即ち
第４図の下の辺に関しては２＋２＋２＝６点が付与され
る。また、第5A図〜第5C図のサーチ線b,c,dに関しては
被写体部９から直線Ｘ線部８を経ずにいきなり照射野外
の領域となる。ここで第２図に示すように被写体部９よ
りも照射野外の領域のエネルギー量（先読画像信号S_Pの
値）は低いため、各サーチ線に沿って信号S_Pが急激に低
下する点もサーチされ、急激に低下する変化点が求めら
れたときはこの変化点に関しては１点が付与される。ま
た、被写体部９と、直接Ｘ線部８との境界の変化点（２
点が付与される）も被写体部９と照射野外の領域との境
界の変化点（１点が付与される）も見い出されないとき
は該サーチ線に関しては０点が付与される。

以上のようにしてシート11の各辺について点数が求め
られ、４辺の点数が比較され、最も点数の大きい辺に対
応する位置に被写体部が存在するものと認識される。こ
のように各辺について被写体部の存在の可能性の高さを
段階的に求め、これら各辺についての被写体の存在の可
能性の高さを比較して被写体部の存在する位置を認識す
るよいうにしたため、従来と比べより正確に被写体部の
位置を認識することができることとなる。

尚、先読画像信号S_Pの変化点を求めるサーチ線は、上
記のように45°,90°,135°の３方向に限られるもので
はなく、サーチ線をもっと増やしてもよいことはもちろ
んである。また例えば次に示すようなサーチの方法を採
用してもよい。

第６図は、サーチの他の例を説明するために、第４図
と同様なＸ線画像を表わした図である。ここでは下の辺
についてのみサーチ線を示してある。各辺の中点Ａと、
該中点を挾んだ、各辺の端よりの２点B₁，B₂から各辺に
垂直にサーチされ、被写体部９と直線Ｘ線部８との境界
点、もしくは被写体部９と照射野外の領域との境界点が
求められる。ここでこのような境界点が求められると、
その境界点から各辺の方向に所定距離ｄだけ戻り、この
戻った点から各辺と平行な２方向（第６図では左右方
向）に向かって藤堂に境界点が求められる。各点A,B₁，
B₂から出発し、３方向とも被写体部９と直線Ｘ線部８と
の境界が求められたときは３点、各辺と水平な２方向に
ついては被写体部９と直線Ｘ線部８との境界が求めら
れ、かつ各辺と垂直な方向については被写体部９と照射
野外の領域との境界が求められたときは２点、上記以外
のパターンの境界線が求められたときは１点、何らの境
界線も求められなかったときは０点が付与される。また
端よりの２点B₁，B₂から出発したサーチに関してはこれ
らの２点B₁，B₂のそれぞれに関する上記点数のうち点数
の高い方が採用される。以上の点数を各辺毎に求め、第
１表に表わすようにして各辺毎の点数が求められる。

例えば中点Ａに関して３点、端よりの２点B₁，B₂のう
ち点数の高い方が２点の場合は第１表よりその辺の点数
は14点として求められる。

このようにして各辺毎の点数が求められ、最も点数の
高い辺側に被写体部が存在すると認識される。

このようにして被写体部の位置が正しく認識される
と、この被写体部に対応する先読画像信号S_Pに基づい
て、本読み時の読取条件G₁が求められる。

尚ここでは、演算手段29が本読みの際の読取条件を求
める装置について説明したが、本読みの際は、先読画像
信号S_Pにかかわらず所定の読取条件で読取ることとし、
演算手段29では、先読画像信号S_Pに基づいて、画像処理
手段50において画像信号S_Qに画像処理を施す際の画像処
理条件G₂を求め、第３図に破線で示すように演算手段29
で求めた画像処理条件を画像処理手段50に入力するよう
にしてもよく、また、演算手段29で上記読取条件と画像
処理条件の双方を求めるようにしてもよい。

また、第３図に示す読取装置では、先読手段100と本
読手段100′とが別々に構成されているが、前述したよ
うに先読手段100と本読手段100′の構成は略同一である
ため、先読手段100と本読手段100′とを一体にして兼用
してもよい。この場合、先読みを行なった後、蓄積性螢
光体シート11を一回バックさせ、再度走査して本読みを
行なうようにすればよい。

先読手段と本読手段とを兼用した場合、先読みの場合
と本読みの場合とで光ビームの強度を切替える必要があ
るが、この切替えの方法としては、前述したように、レ
ーザー光源からの光強度そのものを切替える方法、種々
の方法を使用することができる。

さらに、上記実施例は、先読みを行なう放射線画像読
取装置について説明したが、本発明は先読みを行なわず
にいきなり上記本読みに相当する読取りを行なうＸ線画
像読取装置にも適用することができる。この場合、読取
りの際は所定の読取条件で読み取られて画像信号が得ら
れ、この画像信号に基づいて、演算手段により画像処理
条件が求められ、この求められた画像処理条件は画像信
号に画像処理を施す際に考慮される。

また上記実施例は蓄積性螢光体シートに蓄積記録され
た乳房のＸ線画像を取扱う例であるが、本発明は乳房の
画像を取扱う場合に限られるものではなく、又蓄積性螢
光体シートを用いるものに限られるものでもなく、一部
領域に所望とする画像が記録されている記録シート上
の、該所望とする画像が記録された位置を認識する際に
広く採用し得るものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の画像記録位置認
識装置は、記録シート上の所望とする被写体の画像が記
録されている可能性のある予め定められた複数の部分領
域毎に、所望とする画像が記録されている確率の高低を
段階的に指標とする確信度を求める確信度演算手段と、
各部分領域毎に求められた複数の確信度に基づいて、記
録シート上の所望とする画像が記録された位置を認識す
る位置認識手段とを備えているため、上記所望とする画
像があらかじめ予定した形状，ポジショニング等と多少
異なる形状，ポジショニング等を有するものであって
も、複数の部分領域の確信度が比較されて最も確信度の
高い部分領域に上記所望とする画像が記録されているも
のと認識され、従来と比べ所望とする画像が記録されて
いる位置がより正確に求められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、乳房撮影を行なうＸ線撮影装置の一例の概要
を示す図、 第２図は、第１図に示すＸ線撮影装置で撮影されたＸ線
画像を表わした図、 第３図は、本発明の画像記録位置認識装置の一例を内包
した、Ｘ線画像読取装置の一実施例の斜視図、 第４図は、ポジショニングの正常なＸ線画像の一例を表
わした図、 第5A図〜第5C図はポジショニング不良等のあるＸ線画像
を表わした図、 第６図は、第４図と同様なＸ線画像を表わした図であ
る。 １……撮影台 ２……蓄積性螢光体シートを収納したカセッテ ３……押え板、４……乳房 ５……Ｘ線源、６……コーン筒 ７……照射野、８……直線Ｘ線部 ９……被写体部、10……散乱線部 11,11′……蓄積性螢光体シート 19,19′……輝尽発光光 21,21′……フォトマルチプライヤ 26,26′……増幅器 27,27′……A/D変換器 28……記憶手段、29……演算手段 50……画像処理手段、60……再生装置 100……先読手段、100′……本読手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一部領域に所望する画像が記録された記録
   シートの略全面を読み取ることにより得られた、前記記
   録シートの略全面に記録された全体画像を担持する画像
   信号に基づいて、前記記録シート上の前記所望とする画
   像が記録された位置を認識する画像記録位置認識装置に
   おいて、 前記記録シート上の前記所望とする被写体の画像が記録
   されている可能性のある予め定められた複数の部分領域
   毎に、前記所望とする画像が記録されている確率の高低
   を段階的に指標する確信度を求める確信度演算手段と、 前記各部分領域毎に求められた複数の前記確信度に基づ
   いて、前記記録シート上の前記所望とする画像が記録さ
   れた位置を認識する位置認識手段とを備えたことを特徴
   とする画像記録位置認識装置。