JPH01238650A - 放射線画像の被写体認識方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被写体が一部に記録された放射線画像を読み
取って放射線画像情報を担持する多数の画像データを得
た後に、この画像データから放射線画像において被写体
か占める領域を認識する放射線画像の被写体認識方法に
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データを得、こ
の画像データ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線フィルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線
画像が記録されたフィルムからＸ線画像を読み取って電
気信号に変換し、この電気信号（画像データ）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が行な
われている（特公昭８１−５１９３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）を照射するとこの放射
線エネルギーの一部か蓄積され、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情報を一部シート状の蓄積性蛍
光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の
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データを得、この画像
データ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５
５−１２４２９号、同５１３−１１３９５号。

同５５−１６３４７２号、同５Ｂ−１０４６４５号、同
５５−１１６３４０号なと。）。

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出域にわたって画
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か極め
て広い範囲に４つたって比例することか認められており
、従って種々の撮影条件により放射線露光量かかなり大
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（画像データ）に変
換し、この画像データ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かできる。

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
画像データを得る前に、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データを分析し、その後上記
シートに強い光ビームを照射して走査し、この放射線画
一　　３　− 像に最適な読取条件で読み取って画像データを得る本読
みを行なうように構成されたシステムがある。

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、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、得られた画像データ（先読画像
データを含む）を分析し、画像データに画像処理を施す
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。この画像データ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線フィルム等の記録シ
ートに記録された放射線画像から画像データを得るシス
テムにも適用されている。

上記画像データ（先読画像データを含む）を分析して最
適な読取条件、画像処理条件を求めることにより、観察
適正のすくれた放射線画像を再生出力することが可能と
なる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、読み取った画像データ（先読画像データを含
む）に対応する１枚の放射線画像中には、本読みにおけ
る読取りや画像処理を施す必要のある被写体が撮影され
た領域（被写体部）、撮影時において放射された放射線
が直接上記シートに照射された、被写体の周辺の領域（
直接放射線部、尚、この直接放射線部と上記被写体部と
を合わせて照射野と呼ぶ）、および上記シートにおいて
放射線が照射されないように遮蔽され、わずかに散乱さ
れた放射線のみが照射された領域（散乱線部）等が存在
する。

このうち、先読みを行なうシステムにおいて本読みで読
取る必要のある領域、または、先読みを行なうシステム
か行なわないシステムかによらず、画像処理を施して画
質を向上させる必要のある領域は被写体部のみである。

他の領域は、被写体部を観察する際の目されりとならぬ
よう、再生画像においてたとえば黒一色としておけばよ
い。読取条件、画像処理条件を求めるあたり、被写体部
を認識しないと最良の画質の再生画像を得ることができ
ない場合がある。たとえば、被写体部の画像データの平
均値を求める場合に、他の領域の画像データも一緒に平
均すると全く別の値となってしまう場合もある。

ところが従来は、被写体部を自動的に認識するための有
効な手段は知られていなかったため、次善の手段として
、被写体部と直接放射線部を合わせた照射野の領域を認
識し、本読みでこの照射野内の画像データを得るように
読取条件を定め、または、この照射野内の画像データに
画像処理を施すように画像処理条件を定めていた。これ
は、照射野と散乱線部との境界は、画像上でかなり急激
な変化があるため、この変化を自動的に認識して照射野
の領域を定めることができたためである（たとえば、特
開昭６２−１５５９［ｉ８）。照射野を認識することで
ほとんどの画像に対してかなり高画質の再生画像を得る
ことが可能となっているが、被写体部を認識することが
できればさらに画質を改善することか可能となる。

本発明は、上記事情に鑑み、画像データから放射線画像
において被写体が占める領域を認識する、放射線画像の
被写体認識方法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） 本発明の放射線画像の被写体認識方法は、被写体が一部
に記録された放射線画像を読み取って放射線画像情報を
担持する多数の画像データを得た後、 上記放射線画像を分割した多数の小領域毎に画像データ
のヒストグラムを求め、２つのヒストグラムの類似性を
評価する評価関数を用いて互いに隣接した２つの小領域
毎に類似性を評価することにより、多数の小領域をヒス
トグラムが類似している複数の小領域群に分け、この複
数の小領域群毎に画像データの１種類または複数種類の
特性値を求め、この特性値により上記放射線画像におけ
る被写体の領域に対応する小領域群を認識することを特
徴とするものである。

ここで上記画像データには、先読みにより得られる先読
画像データも含まれる。

（作　　用） 被写体部は、たとえば人体の骨、血管等の複雑な画像か
構成されており、被写体部の画像データは画像の複雑さ
に対応して複雑なパターンを有している。しかし、被写
体部を小領域に分け、この小領域に対応する複数の画像
データのヒストグラムを求めると、このヒストグラムは
通常はぼ同様なパターンを示すことが本発明者らの実験
によって見出された。またこのヒストグラムは、被写体
部以外の直接放射線部、散乱線部の小領域に対応する複
数の画像データから求めたヒストグラムとは、通常その
パターンに大きな差のあることか判明した。

本発明の被写体認識方法は、上記背景に基づくものであ
り、１枚の放射線画像全体を多数の小領域に分け、この
多数の小領域内の画像データからこの多数の小領域毎に
画像データのヒストグラムを求め、２つのヒストグラム
の類似性を評価する評価関数を用いて互いに隣接した２
つの小領域毎に類似性を評価することにより、上記多数
の小領域をヒストグラムが類似している複数の小領域群
に分け、この複数の小領域毎に上記画像データの１種類
または複数種類の特性値を求め、この特性値からどの小
領域群か被写体部に相当するかを認識するようにしたも
のである。

使用する特性値は、あらかじめ同様な種類の放射線画像
について調べることにより、統計的に最も被写体部を認
識するのに適した、１種類または複数種類のものが用い
られる。使用することのできる特性値には、平均値１分
散値、メジアン値。

モード値、最大値、最小値等がある。

このようにして被写体部を認識することにより、最良の
再生画像が得られるように読取条件、画像処理条件を定
めることができる。

（実　施　例） 以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説
明する。

まず第４図を参照して、本発明を使用した装置の全体に
ついて説明する。

第４図は、本発明の被写体認識方法を使用した放射線画
像情報読取装置の一例を示す斜視図である。

この装置は、前述した、放射線を照射するとこの放射線
エネルギーの一部か蓄積され、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）を用いた装置である
。

図示しない撮影装置において、人体等の被写体に放射線
が照射されて撮影か行なわれ、この被写体の放射線画像
が蓄積性蛍光体シートに蓄積記録される。

この撮影の行なわれた蓄積性蛍光体シート１か、第４図
に示す放射線画像読取装置の所定位置にセットされる。

このようにしてセットされた蓄積性蛍光体シート１はモ
ータ２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３により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される。

一方、レーザ光源４から発せられた励起光５はモータ１
３により駆動され矢印方向に高速回転する回転多面鏡６
によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束レンズ７を
通過した後、ミラー８により光路を変えて前記シート１
に入射し前記副走査の方向（矢印Ｙ方向）と略垂直な矢
印Ｘ方向に主走査する。この励起光５が照射されたシー
ト１の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報
に応じた光量の輝尽発光光９が発散され、この輝尽発光
光りは集光体１０によって集光され、光検出器としての
フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）ｌｌによって光
電的に検出される。上記集光体１０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１０ａか蓄積性蛍光体シート１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出射端
面ｆｏｂに上記フォトマルチプライヤ１１の受光面か結
合されている。上記入射端面１０ａから集光体ｌＯ内に
入射した輝尽発光光りは、該集光体１０の内部を全反射
を繰り返して進み、出射端面１０ｂから出射してフォト
マルチプライヤ１１に受光され、前記放射線画像情報を
担持する輝尽発光光９の光量かフォトマルチプライヤ１
１によって検出される。

フォトマルチプライヤ１１から出力されるアナログデー
タＳ１は増幅器１６によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１
７において所定の収録スケールファクターでディジタル
化される。このように得られたディジタルの画像データ
Ｓ２はメモリ１８に入力され、記憶される。メモリ１８
に記憶された画像データＳ２は、その後演算部１９によ
って読み出され、後述するように画像データＳ２から、
この画像データＳ２に対応する放射線画像の被写体部が
認識され、この被写体部に対応する画像データに画像処
理か施される。画像処理が施された画像データＳ３は、
画像表示装置２０に送られ、画像データＳ３に基づいて
放射線画像が再生表示される。

第１図は、放射線画像の一例を示した図である。

周囲の長方形の枠内が１枚の放射線画像２１を形成して
いる。この放射線画像２１は、被写体（人体の乳房）の
放射線透過画像である被写体部２２、被写体を経由せず
に蓄積性蛍光体シートに直接放射線が照射された直接放
射線部２３、および散乱放射線のみか照射された散乱線
部２４に分けることができる。図において、縦横に格子
状に引いた破線に囲まれた各部分は、ヒストグラムを求
める単位である小領域を示している。各小領域は画素を
示しているものではなく、各小領域内にも多数の画素（
画像データ）が存在する。第４図に示した演算部１９に
おいて、入力された画像データＳ２に基づいて、まず上
記各小領域についてヒストグラムが求められる。

第２図は、互いに隣接した２つの小領域Ａ、　　Ｂの各
々に対応する多数の画像データから求めたヒストグラム
の一例を示したグラフである。図の横軸は、画像データ
をこの画像データの値の大きさに応じて分けた多数の区
分ａｌ、ａ２．・・・・・、ａ。、　　・を示し、縦軸
は各区分ａ１＋　　ａ２＋　・・・・。

ａｏ、　　・のそれぞれの範囲内にいくつの画像データ
か存在するかを示した、画像データの出現頻度を示して
いる。第１図の被写体部２２、直接放射線部２３、散乱
線部２４のうち互いに同一の部分に属する小領域間では
、ヒストグラムのパターンが類似しており、異なる部分
に属する小領域間ではヒストグラムのパターンはかなり
相違している。

各小領域毎にヒストグラムを求めた後、２つのヒストグ
ラムの類似性を評価する評価関数を用いて互いに隣接し
た２つの小領域毎に類似性か評価される。上記評価関数
は、たとえば２つのヒストグラム間において互いに対応
する区分ａ１＋　　ａ２＋・　、ａ、、・・・の各々に
ついての出現頻度の差の絶対値、たとえば第２図におけ
るΔ１．Δ２゜・・・・・、Δ。−１，Δ。、Δｏ＋１
．　　　を求めてこの差の絶対値を複数の区分ａｌ、ａ
２．・・　、ａ、。

・にわたって加算するものであり、このようにして求め
た評価関数の値を所定値と比較することにより評価して
いる２つのヒストグラムが類似しているか否かの判断か
行なわれる。また上記評価関数は、２つのヒストグラム
間において互いに対応する区分ａｌ、ａ２．・・・　、
ａｎ、・・　の各々についての出現頻度の差を求め、こ
のようにして求めた差の絶対値の最大値（たとえば第２
図におけるΔ。−２）を求めるものであってもよい。

このようにして、放射線画像２１（第１図参照）の全面
にわたって互いに隣接した小領域のヒストグラムの類似
性が評価され、放射線画像２１内の多数の小領域がヒス
トグラムが類似している複数の小領域群に分けられる。

その後、この複数の小領域群毎に、各小領域群に対応す
る画像データに基づいて１種類または複数種類の特性値
か求められる。

第３図は第１図に示す放射線画像の各小領域を前述のよ
うにしてヒストグラムの類似した複数の小領域群に分け
、この各小領域群について、画像テープの平均値と分散
値を求め、平面上にプロットした図である。横軸が平均
値、縦軸か分散値を示している。この図の○印の位置は
、二〇〇印の内部に記入された各数字２２．２３．２４
かそれぞれ第１図に示した被写体部２２、直接放射線部
２３、散乱線部２４に対応している。

このようにして、同様な撮影条件下における同様な被写
体の放射線画像についてあらかじめ統計的に調査し、被
写体部を他の領域から最も良く分離できる特性値と、こ
の特性値かどの範囲内にある小領域群を被写体部とする
かをあらかじめ決定しておくことにより、その後、読み
取られた画像データから被写体部を認識することが可能
となる。

上記実施例は、先読みを行なわない放射線画像情報読取
装置について説明したが、先読みを行なって先読画像デ
ータを求め、この先読画像データに基づいて被写体部を
認識し、この被写体部に対応する先読画像データに基づ
いて本読みの際の読取条件を求めるシステムにも本発明
の放射線画像の被写体認識方法を用いることかできるこ
とはいうまでもない。

この被写体認識方法は、第４図に示した蓄積性蛍光体シ
ートを用いる装置に限られず、たとえばＸ線画像が記録
されたフィルムからＸ線画像を読み取って画像データを
得、この画像データに基づいて表示装置にＸ線画像を再
生表示する装置等、種々の装置に適用することができる
。

（発明の効果） 本発明の放射線画像の被写体認識方法は、放射線画像を
分割した多数の小領域毎に画像データのヒストグラムを
求め、２つのヒストグラムの類似性を評価する評価関数
を用いて互いに隣接した２つの小領域毎に類似性を評価
することにより、多数の小領域をヒストグラムか類似し
ている複数の小領域群に分け、この複数の小領域群毎に
画像データの１種類または複数種類の特性値を求め、こ
の特性値により放射線画像における被写体の領域に対応
する小領域群を認識するようにしたため、放射線画像中
、被写体が存在する領域を認識して、この領域か最良の
画像として再生されるように読取条件、画像処理条件を
定めることかできることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、放射線画像の一例を示した図、第２図は、ヒ
ストグラムの一例を示したグラフ、第３図は、複数の小
領域群について、画像デ−夕の平均値と分散値を求め、
平面上にプロットした図、 第４図は、本発明の被写体認識方法を使用した放射線画
像情報読取装置の一例を示す斜視図である。 １・蓄積性蛍光体シート２．１３・・・モータ３・・・
シート搬送手段　　　４・・し　−　ザ　−６・・回転
多面鏡　　９・輝尽発光光 １０・集　光　体 １１・・・フォトマルチプライヤ １６・・増　　幅　　器　　　１７・・・Ａ／Ｄ変換器
１８・メ　　　モ　　　リ　　　　１９・・・演　　算
　　部２０・画像表示装置　　２１・・・放射線画像２
２・被　写　体　部　　　２３・・・直接放射線部２４
・・散乱線部 吊繋＝、昭 毎好 昭和６：３年０４月２１日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体が一部に記録された放射線画像を読み取っ
   て放射線画像情報を担持する多数の画像データを得た後
   、 前記放射線画像を分割した多数の小領域毎に前記画像デ
   ータのヒストグラムを求め、２つのヒストグラムの類似
   性を評価する評価関数を用いて互いに隣接した２つの前
   記小領域毎に前記類似性を評価することにより、前記多
   数の小領域を前記ヒストグラムが類似している複数の小
   領域群に分け、この複数の小領域群毎に前記画像データ
   の１種類または複数種類の特性値を求め、この特性値に
   より前記放射線画像における前記被写体の領域に対応す
   る小領域群を認識することを特徴とする放射線画像の被
   写体認識方法。