JPH0281276A - 画像処理方法 - 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、ディジタルの画像信号に施す画像処理方法に
関するものであり、特には画像の鮮鋭度を変更する画像
処理方法に関するものである。

（従来の技術） 記録された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）を照射するとこの放射
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部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５５−１８３４７２号、同５６−１０４６４５号１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再生画像
を得ることができる。

上記Ｘ線フィルムや蓄積性蛍光体等を用いるシステムに
おいては、通常、画像が記録されている記録体上を所定
の方向に主走査するとともに該主走査の方向と略直角な
方向に副走査することにより、該記録体上を２次元的に
走査し、該記録体から得られた上記画像を表わすアナロ
グ信号を対数増幅器により対数圧縮し、該対数圧縮され
たアナログ信号をサンプリング処理して上記画像の多数
の各画素に対応するディジタルの画像信号を得た後に、
該画像信号に画像処理を施して、画質を向上させた再生
画像を得ることが行なわれている。

ここで、上記記録体から得られた上記画像を表わすアナ
ログ信号を対数増幅器により対数圧縮するのは、記録体
から得られたアナログ信号は微小な信号から非常な大き
な信号まで（たとえば最小の信号に対し、最大の画像信
号は１０４〜１０６倍の値を有する。）の膨大なレンジ
を有していることも多く、これを対数変換回路を用いて
たとえば１：４〜６程度のレンジに圧縮することにより
、その後の信号の取扱いを容易にするためである。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように、対数増幅器には微小な信号から非常に
大きな信号までの膨大なレンジ内の種々の信号が入力さ
れる。一方、対数増幅器に入力し得る最大の信号の値は
電源電圧や対数増幅器自身により制限されており、最大
の信号をこの上限に合わせても、膨大なレンジの信号で
あるため、最小付近の信号は微小な信号のまま該対数増
幅器に入力されることになる。

ところが、対数増幅器は微小な入力信号に対しては応答
が遅く、ゲインが低下するという特性を有する。したが
って、この特性を無視して対数変換を行なうと、連続し
た画像信号が得られる主走査の方向について、対数増幅
器の入力信号の大きさに応じて（すなわち、上記蓄積性
蛍光体を用いたシステムにおいては、輝尽発光光の光量
に応じて、すなわち該蓄積性蛍光体に照射された各画素
毎の放射線の照射量に応じて）入力信号が小さい画素は
ど画像の主走査方向の鮮鋭度が低下し、方、副走査方向
については低下せず、主走査方向と副走査方向との鮮鋭
度が異なってしまう結果となる。

これを避けるために、たとえば画像をゆっくりと読み取
る等により、最小の信号に対しても応答できる程度に信
号の周波数帯を下げて対数増幅器に入力することも考え
られる。しかしこの方法を採用すると画像をゆっくりと
読み取る必要からこのシステムにおける単位時間あたり
の処理能力が低下してしまう結果となる。

本発明は、上記事情に鑑み、単位時間あたりの処理能力
をおとすことなく、主走査方向と副走査方向との鮮鋭度
が略同一となる画像処理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） 本発明の画像処理方法は、 画像が記録された記録体上を所定の方向に主走査すると
ともに該主走査の方向と略直角な方向に副走査すること
により前記記録体上を２次元的に走査し、該記録体から
得られた前記画像を表わすアナログ信号を対数増幅器に
より対数圧縮し、該対数圧縮されたアナログ信号をサン
プリング処理して前記画像の多数の各画素に対応するデ
ィジタルの画像信号を得た後に、該画像信号に画像処理
を施す画像処理方法であって、 前記画像信号が担持する前記画像の、前記対数増幅器の
応答遅れにより生ずる前記主走査と前記副走査の両方向
の鮮鋭度の相違を補正して、該両方向の鮮鋭度が略同一
となるように、前記各画素に対応する画像信号の大きさ
に応じた鮮鋭度変換処理を前記画像信号に施すことを特
徴とするものである。

ここで、主走査の方向の鮮鋭度と副走査の方向の鮮鋭度
は画像の各画素近傍において略同一となればよく、かな
らずしも画像全体についての鮮鋭度が略同一となる必要
はない。

また、上記「前記各画素に対応する画像信号の大きさに
応じた鮮鋭度変換処理」とは、鮮鋭度変換処理の対象と
している画素の処理前の画像信号の大きさに直接対応す
る鮮鋭度変換処理であってもよく、この変換処理を互い
に隣接した各画素に亘ってなめらかな演算とすること等
のために、鮮鋭度変換処理の対象としている画素の周囲
の画素の画像信号の大きさも考慮して平均化した後の画
像信号の大きさに応じた鮮鋭度変換処理であってもよい
。

（作　　用） 本発明の画像処理方法は、主走査方向と副走査方向の鮮
鋭度が略同一となるように対数増幅器に入力される各画
素のアナログ信号の大きさに応じた鮮鋭度変換処理を画
像信号に施すようにしたため、単位時間あたりの処理能
力を制限して対数増幅器に入力される微小な信号にも該
対数増幅器が十分に応答できる程度に入力信号の周波数
を制限する必要がなく、しかも画像の各画素上の主走査
方向と副走査方向の鮮鋭度が略同一となる。

尚、鮮鋭度は画像の各画素によって異なっていてもよい
。すなわち、前述したように、画像の全体に亘って略同
一の鮮鋭度とすることはかならずしも必要ではない。た
とえばちとの画像がたとえば記録体にＸ線を照射するこ
とにより得られたＸ線画像である場合に、該画像中のＸ
線の照射量の少ない領域はＸ線のゆらぎによる量子雑音
の影響で画像が粗くざらざらした感じとなる、いわゆる
粒状性が悪いという現象が生じ、したがってこのような
領域は他の領域と比較して鮮鋭度を低下させた方がむし
ろ良質の画像となる場合があることが知られている。し
たがって、たとえばＸ線の照射量と対数増幅器の入力信
号の大きさとが比例する系において、入力信号が微小（
すなわちＸ線の照射量が小）のため主走査方向について
鮮鋭度の低下が生じたとき、鮮鋭度が低下した主走査方
向について画像処理を施して主走査方向の鮮鋭度を鮮鋭
度の良好な副走査方向の鮮鋭度に合わせるのではなく、
むしろ主走査方向の鮮鋭度に合わせるように副走査方向
の鮮鋭度を劣化させた方がよい場合も生ずる。

また、もちろん画像全体として略同一の鮮鋭度の画像と
なるように劣化した主走査方向の鮮鋭度を副走査方向の
鮮鋭度に合わせるように各画素の劣化の程度に応じた鮮
鋭度強調処理を施してもよく、各画素について主走査方
向の鮮鋭度と副走査方向の鮮鋭度との中間的な鮮鋭度を
得ることが望ましい場合は、主走査方向の鮮鋭度と副走
査方向の鮮鋭度との両者を調整してもよい。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の画像処理方法を使用した画像読取処
理装置の一例を示す斜視図である。この画像読取処理装
置は、前述した蓄積性蛍光体を用いる装置である。

被写体の放射線画像情報が蓄積記録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１３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９は光ガイド１０によって導かれ、フォ
トマルチプライヤ（光電子増倍管）　１１によって光電
的に検出される。

上記光ガイドＩＯ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が
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１０ｂに上記フ
ォトマルチプライヤ１１の受光面が結合されている。上
記入射端面１０ａから光ガイド１（ｌ内に入射した輝尽
発光光９は、該光ガイド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の光量がフォトマルチプライヤ１１によって
検出される。単位時間あたりの上記シート１の処理枚数
を変更するには、上記副走査の速度と主走査の速度とが
同期して変更される。そこで、副走査のためのモータ２
の速度制御を行なう制御部１２と回転多面鏡６を駆動す
るモータ１３の速度制御を行なう制御部１４とを信号線
１５で接続し上記同期が行なわれるように制御されてい
る。また演算部１８において後述する演算を行なう際に
必要な主走査、副走査の速度についての情報を得るため
、信号線１５は演算部１８にも接続されている。

フォトマルチプライヤ１１から出力されるアナログ出力
信号Ｓは対数増幅器１６によって対数圧縮される。

第２図は、第１図に示す対数増幅器１Ｂの周波数特性を
示した図である。図の横軸は該対数増幅器１Ｂの入力信
号の周波数を示し、図の縦軸は出力信号の減衰ｆｆ１（
ｄＢ）を示している。また、図に示す×印、Δ印、○印
１口印、・印の各点を結んだ各グラフは、該対数増幅器
１６への入力信号の大きさがそれぞれＯ，Ｌ　ｕＡ、　
１．ＯｕＡ、　１０μＡ、　１００　ｕＡ、１７７ＬＡ
のときのグラフである。

この図に示すように入力信号が高周波数の信号であるほ
ど減衰し、また同一の周波数であっても、入力信号が微
小電流であるほど減衰している。対数増幅２ｕ１Ｂの入
力信号の周波数は、第１図に示すシート１に蓄積された
放射線画像の空間周波数と対応しており、入力信号が微
小電流であるほど減衰することは、シート１から発光さ
れる輝尽発光光が微小であるほど、すなわち、シート１
に照射された放射線量が微小であるほど主走査方向の鮮
鋭度が低下することを表わしている。尚、副走査方向に
ついては、時間的に連続した信号とはならないため、こ
の対数増幅器１６の特性によっては鮮鋭度は変化しない
。したがってシート１に記録された放射線画像の各画素
に照射された放射線の照射量に応じて該照射量が低線量
であるほど主走査方向と副走査方向との鮮鋭度の差が大
きくなる。

第１図に示すように、対数増幅器１Ｂによって対数圧縮
されたアナログ信号Ｓ′は、Ａ／Ｄ変換器１７において
サンプリングされ、シート１に蓄積記録された放射線画
像の各画素に対するディジタルの画像信号りが得られ、
該画像信号りは演算部１８に入力される。

演算部１８では、対数増幅器１Ｂの応答遅れにより生ず
る主走査方向と副走査方向との鮮鋭度の相違を補正して
該両方向の鮮鋭度が略同一となるように、対数増幅器Ｉ
６に入力されるアナログ信号Ｓの大きさに応じた鮮鋭度
変換処理が上記画像信号りに施される。

ここで、放射線画像全面に亘って略同一の鮮鋭度をもつ
副走査方向の鮮鋭度を各画素毎の主走査方向の鮮鋭度に
合わせる例について説明する。

第３図は、第１図に示すシート１に蓄積記録された放射
線画像の各画素のうちの代表の画素（中央の画素（ｌ、
ｊ）　）とその周囲の画素、および演算部１８に入力さ
れたディジタルの画像信号りのうち上記各画素に対応す
る画像信号の値（Ｄ＋、＋等）を示した図である。図に
示す矢印Ｘ、Ｙはそれぞれ主走査方向、副走査方向（第
１図のＸ、　Ｙの方向）と対応している。図の中央の画
素（画像信号の値Ｄ１．）について画像処理をする場合
について説明する。

まずこの画像信号りを用いて、対数増幅器に入力される
アナログ信号の大きさが判断される。ここでは注目して
いる画素（ｌ、ｊ）と、該画素の周囲をとり囲む画素の
合計り画素の画像データの平均値が、所定値αと比較さ
れ、 鮮鋭度変換処理を行なう。尚、 の場合は、主走査方向と副走査方向の鮮鋭度の差が補正
を要するほどではないと判断され、この画素（１＝ｊ）
については次の鮮鋭度変換処理は行なわない。

（１）式が成立する場合、鮮鋭度変換処理後の画素（ｉ
、ｊ）の画像信号の値をＤ’、１で表わすと、の場合、
すなわち、画素（１，ｊ）の付近の放射線照射量が小（
すなわち輝尽発光光の光量が小、対数増幅器１６への入
力電流が小）である場合に、次の・・・（３） の式に従って各画素（１，ｊ）について鮮鋭度変換処理
が施される。ここでｋは、０＜ｋ＜１の値であり対数増
幅器１６の特性、主走査の速度等により定まる値である
。

上記（３）式の意味するところを定性的に説明すると、
鮮鋭度変換処理を施すか否かの判断の境界点、すなわち
、 の場合は、 Ｄ’　　＋、＋　　−（１−ｋε）Ｄ＋、＋＋土にε（
Ｄ　Ｉ−＋、　１　”　Ｄ・。０．ｌ）・・・（８）と
なる。すなわち画素（１，ｊ）と該画素（１，ｊ）の副
走査方向に隣接する２つの画素（ｉ−１，ｊ）　、　（
１＋Ｌ、ｊ）の合計３つの画素の値Ｄ　ｂ　＋　＋　Ｄ
　Ｉ−ｒ、　＋　＋　ＤＩ４１．　ｌをにεで重みづけ
をして加算することを示している。この重みづけは、 となり、（３）式より Ｄ’　　ｌ、、ＷＤＩ、、　　　　　　　・・・（６］
となる。すなわち、何も処理は行なわれないことを意味
する。また、上記（１）式が成立すると、となり、これ
をたとえばεと置くと、上記（３］式は、の値により重
なり、このことは、各画素の主走査方向の鮮鋭度の劣化
の程度に応じて各画素の副走査方向の鮮鋭度を低減して
各画素毎に主走査方向の鮮鋭度を略同一となるように調
整することを表わしている。

上記演算は、注目している各画素（１，ｊ）の画像信号
の値Ｄ１．．を補正してＤ’ｌ、、を求めるにあたり、
周囲の８つの各画素の画像信号の値を考慮したが、これ
は画像処理方法の一例にすぎず、周囲の各画素の画像信
号の値は考慮せずに注目している各画素（４，ｊ）の値
のみに基づいて、補正するか否かおよび補正する場合の
補正量を定めてもよく、上記実施例よりさらに離れた各
画素（たとえば（１−２，ｌ＋２）等）の画像信号の値
を考慮してもよい。

また、ＤＩ、、の値を補正する際、副走査方向に隣接し
た２つの画素（１−１，ｊ）　、　（１＋ｌ、ｊ）の画
像信号の値ＤＩ−１，＋　＋　Ｄ＋＋＋、＋を重みづけ
加算したが、副走査方向にさらに離れた画素（たとえば
（ｉ−２ｊ）　、　　（ｌ＋２＝ｊ）等）の画像°信号
の値を考慮してもよい。

上記実施例は各画素の副走査方向の鮮鋭度を主走査方向
の鮮鋭に合わせる一例であるが、次に主走査方向の鮮鋭
度を副走査方向の鮮鋭度に合わせる画像処理方法の一例
を示す。

画像処理を施すか否かについての判断として、ここでは
、主走査方向に並んだ３つの画素（１、ｊ−１）、（１
，ｊ）、（ｊ、ｌ＋１）の各画像信号の値ＤＩ、、−１
、ＤＩ　＋　Ｄ　１．　ｌ＋４の平均値を用いる。すな
わち、所定のしきい値をα′　としたとき、 のときに画素（１，ｊ）の主走査方向の鮮鋭度を強調さ
せて副走査方向の鮮鋭度に合わせる。すなわち上記（９
）式が成立する場合に、画素（１，ｊ）の処理後の画像
信号の値をＤ’＋、Ｈとしたとき、ここでβは定数であ
る。上記式（ｌＯ）式は、３画素平均値つまり が、α′と等しいとき、すなわち、 が成立するときは、（ｌＯ）式は Ｄ″、−り。

となり、（９）式が成立するとき、 ・・・（１２） とおくと、（１０）式は、 ・・・（１３） となる。すなわち は、画素（１，ｊ）の画像信号の値ＤＩ、の、３画素平
均値からの差分を示でおり、この差分をβε′倍しても
との値Ｄ＋１に加えることにより差分を強調するように
値が補正され、各画素の主走査方向の鮮鋭度が画像全面
に亘って略同一の鮮鋭度を有するように強調されること
を示している。尚、この実施例についても前述した実施
例と同様、３画素平均以外の種々の方法を用い得ること
はいうまでもない。また、この実施例のように主走査方
向の鮮鋭度を強調する処理と、前述した実施例のように
副走査方向の鮮鋭度を低減させる処理の双方を組み合わ
せた処理を行なってもよいことはもちろんである。各画
素毎にどの程度の鮮鋭度とするかは、前述した粒状性を
考慮して定めることが望ましい。

主走査、副走査の速度によりアナログ信号Ｓの周波数が
変更されるため、第１図に示す演算部１８で上記画像処
理を行なうに際しては、制御部１４１２からの主走査、
副走査の速度の情報を受けて上記、α、α′、β等の値
が変更される。

演算部１８で上記画像処理に施された画像信号Ｄ′は一
部メモリ１９に記憶された後、必要に応じて画像表示装
置２０に転送され、画像信号Ｄ′に基づく画像が再生表
示される。

上記実施例は本発明の画像処理方法を蓄積性蛍光体シー
トを用いる装置に適用した例であるが、本発明は、蓄積
性蛍光体シートを用いる装置のほか、従来のＸ線フィル
ムを用いる装置等、さらには放射線画像（Ｘ線画像等）
以外の一般の画像を扱う装置にも同様に適用される。

また、画像が記録された記録体上の２次元的な走査は、
上記実施例のように光ビームで２次元的に走査すること
のほか、たとえばＣＣＤやＭＯＳセンサ等を用いて電気
的に走査するものであってもよいことももちろんである
。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の画像処理方法は、
対数増幅器の応答遅れにより生ずる主走査と副走査の両
方向の鮮鋭度の相違を補正して該両方向の鮮鋭度が略同
一となるように、各画素に対応する画像信号の大きさに
応じた鮮鋭度変換処理を画像信号に施すようにしたため
、微小な入力信号に対しても対数増幅器が十分に応答で
きる程度に入力信号の周波数を制限するために単位時間
あたりの処理能力を制限しなくても、各画像の各画素点
の主走査方向と副走査方向の鮮鋭度を略同一とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像処理方法を使用した画像読取処
理装置の一例を示す斜視図、 第２図は、第１図に示す対数増幅の周波数特性を示した
図、 第３図は、第１図に示すシートに蓄積記録された放射線
画像のいくつかの画素を示した図である。 １・・・蓄積性蛍光体シート　２．１３・・・モータ３
・・・シート搬送手段　　　４・・・レーザー６・・・
回転多面鏡　　　　　９・・・輝尽発光光１０・・・光
ガイド １１・・・フォトマルチプライヤ １２．１４・・・制御部　　　　　１５・・・信号線１
６・・・増幅器　　　　　　　１７・・・Ａ／Ｄ変換器
１８・・・演算部　　　　　　　１９・・・メモリ２０
・・・画像表示装置 一一一−Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像が記録された記録体上を所定の方向に主走査すると
   ともに該主走査の方向と略直角な方向に副走査すること
   により前記記録体上を２次元的に走査し、該記録体から
   得られた前記画像を表わすアナログ信号を対数増幅器に
   より対数圧縮し、該対数圧縮されたアナログ信号をサン
   プリング処理して前記画像の多数の各画素に対応するデ
   ィジタルの画像信号を得た後に、該画像信号に画像処理
   を施す画像処理方法であって、 前記画像信号が担持する前記画像の、前記対数増幅器の
   応答遅れにより生ずる前記主走査と前記副走査の両方向
   の鮮鋭度の相違を補正して、該両方向の鮮鋭度が略同一
   となるように、前記各画素に対応する画像信号の大きさ
   に応じた鮮鋭度変換処理を前記画像信号に施すことを特
   徴とする画像処理方法。