JPH06215108A

JPH06215108A - 放射線画像の位置合せ方法

Info

Publication number: JPH06215108A
Application number: JP5006645A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Nakajima; 延淑中島
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】放射線画像の位置合せ方法において、位置合
せのためにマーカー等を被写体とともに記録することな
く、迅速で精度の高い位置合せをする。【構成】あるしきい値を用いて画像信号の２値化を行
ない、これに基づいて２か所の閉領域を各Ｘ線画像4a、
4bそれぞれに設定する。すなわち、Ｘ線画像4aに閉領域
8a、8bを、Ｘ線画像4bに閉領域8c、8dを設定したことと
なる。さらに、各閉領域8a、8b、8c、8dに対応する重心
9a、9b、9c、9dを求める。これらの重心を用いてＸ線画
像4bを回転移動、拡大または縮小、および平行移動して
Ｘ線画像4aに合致させる。まず、Ｘ線画像4bの重心9cを
Ｘ線画像4aの重心9aと一致させるように平行移動させ、
この後、重心9cを軸として重心9dが重心9bと一致するま
で回転移動および拡大または縮小させることにより２つ
のＸ線画像4a、4bの位置合せを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放射線画像の重ね合せ処
理またはサブトラクション処理を施す複数の画像の位置
ずれを補正して画像の位置合せを行なう方法に関し、さ
らに詳しくは各放射線画像中に位置合せ用のマーカーを
使用しないで画像の位置合せを行なう方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、蓄積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旦蓄積性蛍光体のシート
（以下、蓄積性蛍光体シートと称する）に記録し、これ
を励起光で走査して輝尽発光させ、この輝尽発光光を光
電的に読み取って画像信号を得、この画像信号を処理し
て診断適性の良い被写体の放射線画像を得る方法が提案
されている（例えば特開昭55-12429号、同55-116340
号、同55-163472 号、同56-11395号、同56-104645 号な
ど）。この最終的な画像はハードコピーとして再生した
り、あるいはＣＲＴ上に再生したりすることができる。

【０００３】一方、従来より放射線画像の重ね合せ処理
が公知となっている（例えば特開昭56-11399号参照）。
一般に、放射線画像は診断用その他の目的に使われる
が、その使用に当たっては被写体の微小な放射線吸収差
を良好に検出することが要求される。放射線画像におけ
るこの検出の程度をコントラスト検出能または単に検出
能と呼ぶが、この検出能の高いもの程診断性能も高く、
実用的価値が高い放射線画像であると言うことができ
る。したがって診断性能を高めるため、この検出能を高
くすることが望まれるが、その最も大きな障害要因は各
種ノイズである。重ね合せ処理は、その各種ノイズを大
幅に減少させ、被写体の僅かな放射線吸収差も最終画像
において明確に観察可能にして、検出能を大幅に向上さ
せる方法である。すなわち、複数枚重ねた蓄積性蛍光体
シートに放射線画像を撮影（蓄積記録）し、この複数枚
のシートを読取処理にかけて得た複数の画像信号を加算
処理し、このことにより、前述の各種ノイズを減少させ
る。

【０００４】従来、実際にこの加算処理を行なうために
は、例えば、カセッテに蓄積性蛍光体シートを２枚重ね
て入れて被写体の撮影を行ない、２枚の蓄積性蛍光体シ
ートに対して通常の読取処理と同様の読取処理を逐次行
なって２組の画像信号を得、この２組の画像信号を加算
処理する方法が用いられている。

【０００５】また一方、従来より放射線画像のサブトラ
クション処理が公知となっている。この放射線画像のサ
ブトラクションとは、異なった条件で撮影した２つの放
射線画像を光電的に読み出してデジタル画像信号を得た
後、これらのデジタル画像信号を両画像の各画素を対応
させて減算処理し、放射線画像中の特定の構造物を抽出
させる差信号を得る方法であり、このようにして得た差
信号を用いれば、特定構造物のみが抽出された放射線画
像を再生することができる。

【０００６】このサブトラクション処理には、基本的に
次の２つの方法がある。即ち、(1) 造影剤注入により特
定の構造物が強調された放射線画像の画像信号から、造
影剤が注入されていない放射線画像の画像信号を引き算
（サブトラクト）することによって特定の構造物を抽出
するいわゆる時間サブトラクション処理と、(2) 同一の
被写体に対して相異なるエネルギー分布を有する放射線
を照射し、あるいは被写体透過後の放射線をエネルギー
分布状態を変えて２つの放射線検出手段に照射して、そ
れにより特定の構造物が異なる画像を２つの放射線画像
間に存在せしめ、その後この２つの放射線画像の画像信
号間で適当な重みづけをした上で引き算（サブトラク
ト）を行なって、特定の構造物の画像を抽出するいわゆ
るエネルギーサブトラクション処理である。

【０００７】このサブトラクション処理は特に医療診断
上きわめて有効な方法であるため、近年大いに注目さ
れ、電子工学技術を駆使してその研究、開発が盛んに進
められている。

【０００８】しかしながら、上述したような蓄積性蛍光
体シートを用いた放射線画像の重ね合せ処理方法および
サブトラクション処理方法においては以下のような問題
が生じる。

【０００９】すなわち、蓄積性蛍光体シートを用いた前
記各処理方法においては、２枚（３枚以上の場合もあ
る）の蓄積性蛍光体シートを順次もしくは同時に撮影台
に挿入して重ね合わせまたはサブトラクションすべき放
射線画像を撮影し、その後に蓄積性蛍光体シートを個別
に読取装置に挿入し、その都度蓄積性蛍光体シートに励
起光を照射することにより発せられた輝尽発光光を検出
することにより前記放射線画像を読み出す過程におい
て、撮影および読取りに関わる全ての装置の機械的精度
を上昇させたとしても、重ね合わせまたはサブトラクシ
ョンされるべき画像間で位置ズレおよび回転ズレが生じ
ることとなる。この結果、重ね合せ処理においては各種
ノイズがこの処理により平均化されて減少するものの、
画像中の構造物の縁の部分をはじめ画像全体にボケが生
じ、観察すべき画像が観察に適さなくなり、またサブト
ラクション処理においては消去されるべき画像が消去さ
れなかったり、逆に抽出すべき画像が消去されて偽画像
が生じて正確なサブトラクション像を得ることができな
くなる。このように前述した位置ズレおよび回転ズレに
より、診断上重大な支障が生じるということが見出され
た。

【００１０】このようなズレが蓄積性蛍光体シートに蓄
積記録された放射線画像情報間に生じると放射線画像は
潜像として蓄積性蛍光体中に蓄積記録されているので、
Ｘ線画像を可視像としてとらえることのできるＸ線写真
フイルムの場合と異なって、目視によって２枚のＸ線写
真を合わせるといったことができず、ズレ補正は極めて
困難なものとなる。

【００１１】さらに、何らかの手段により２つの放射線
画像間に生じる位置ズレおよび回転ズレを検出しえたと
しても読み取られた放射線画像のデータを補正すべく従
来公知の演算処理を行なうと、特に回転ズレの補正の際
に多大な時間が費やされ、実用上非常に大きな問題とな
る。

【００１２】本出願人は特開昭58-163338 号に、基準点
または基準線を提供するような形状をもつマーカーを用
いた放射線画像のサブトラクション処理方法を提案して
いる。この方法は、前記マーカーを放射線画像に対し固
定した位置で２枚の蓄積性蛍光体シートに記録し、この
放射線画像の読取りの際に前記マーカーを検出し、位置
ズレおよび回転ズレを計算してサブトラクションすべき
放射線画像のいずれか一方をデジタルデータ上で回転お
よび／または移動し、該放射線画像の対応する各画素間
で画像データの引き算を行なうものである。このマーカ
ーを用いた放射線画像のサブトラクション処理方法にお
ける位置合せの工程は、上述した重ね合せ処理方法にも
適応することもできる。その場合、位置合せを行なった
後に放射線画像の対応する各画素間で画像データの加算
処理を行なえばよい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法においては放射線画像の撮影の都度、上述したような
マーカーを被写体とともに蓄積性蛍光体シートに蓄積記
録しなければならない。そして、この蓄積記録した放射
線画像のマーカーの位置と重なる部分からは被写体の画
像情報を得ることができないという問題がある。

【００１４】そこで本発明は、上記事情に鑑み、位置合
せのためにマーカー等を被写体とともに記録することな
く、迅速で精度の高い位置合せをすることのできる放射
線画像の位置合せ方法を提供することを目的とするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の放射線画
像の位置合せ方法は、放射線画像の重ね合せ処理または
サブトラクション処理のために複数の放射線画像を位置
合せする方法において、位置合せを行なう複数の画像上
に、該複数の画像間でほぼ同一形状である少なくとも２
か所の閉領域を設定し、該全ての閉領域の各重心をそれ
ぞれ求め、前記複数の画像のうちの基準となる画像の各
重心の各座標に他の画像の各重心の各座標を一致させる
ように、前記他の画像を回転移動、拡大または縮小、お
よび平行移動させることを特徴とするものである。

【００１６】上述した閉領域とは、あるしきい値を境と
して閉ざされた領域であり、例えば人体の胸部を撮影し
た場合、肺野を閉領域とすることができる。この複数の
画像上の対応する閉領域は、たとえそれら画像が互いに
傾いていたとしても、実質的に同一の形状であるとみな
すことができる。それゆえ、この対応する閉領域を位置
合せの指標とすることができる。この閉領域は、あるし
きい値で２値化することにより設定することができる。

【００１７】上述したように対応する閉領域の形状は複
数の画像間で実質的に同一の形状であり、その撮影条件
によって多少情報（画像信号）は異なるもののそれらの
各重心の位置関係は各閉領域において実質的に等しいも
のである。それゆえ、各画像中に２つの共通する点を設
定することができ、これにより位置合せを行なうことが
できる。

【００１８】設定した閉領域の重心の求め方の１つとし
て、特開平2-28782 号に記載されている被写体像内画像
点決定方法が挙げられる。この方法は、被写体像を含む
放射線画像が記録された記録シート上の各画素から得ら
れた画像信号に基づいて、前記各画素に対応する画像信
号値または画像信号値の逆数でそれぞれ対応する前記各
画素を重み付けすることにより、重心を求めるものであ
る。本発明においては、前記画像信号を放射線画像全体
からのものではなく、あるしきい値で囲まれた閉領域内
の画像信号のみを用いて重心を求めればよい。本発明に
おける重心はこの方法のみによらず、いかなる方法によ
り求められてもよい。

【００１９】上述した回転移動、拡大または縮小、およ
び平行移動は、同時に行なわれても別々に行なわれても
構わない。例えば、各放射線画像中に閉領域をそれぞれ
２か所ずつ設定した場合、その閉領域の重心の１つの位
置が合致するように画像を平行移動させ、その後にもう
一方の重心を合致させるように回転移動および拡大また
は縮小させることができ、また各画像中で２つの重心を
結ぶ線分を設定し、その線分の傾きが等しくなるように
画像を回転移動させ、そののちに２つの重心が一致する
ように平行移動および拡大または縮小させることもでき
る。

【００２０】また、本発明の第２の放射線画像の位置合
せ方法は、放射線画像の重ね合せ処理またはサブトラク
ション処理のために複数の放射線画像を位置合せする方
法において、位置合せを行なう複数の画像上に、該複数
の画像間でほぼ同一形状である少なくとも２か所の閉領
域を設定し、前記複数の画像それぞれについて直行座標
を定義し、該全ての閉領域の重心をそれぞれ求め、前記
複数の画像のうちの基準となる画像の各重心の各座標に
他の画像の各重心の各座標を一致させるように、前記他
の画像の座標値を前記基準となる画像の座標値に変換す
る式、

【００２１】

【数２】

【００２２】（但しｕ，ｖは基準閉領域の座標、ｘ，ｙ
は一般閉領域の座標、ａ，ｂ，ｃ，ｄは回転移動補正お
よび拡大または縮小率補正を示す係数、ｅ，ｆは平行移
動補正を示す係数）により表わされるアフィン変換の係
数を求め、この係数を用いて前記他の画像について回転
移動補正および拡大または縮小率補正を少なくとも行な
う第１のアフィン変換を行ない、該第１のアフィン変換
を行なった複数の画像について、該複数の画像間でほぼ
共通する少なくとも２か所の関心領域を設定し、該複数
の画像のうちの基準となる画像の前記各領域を基準領
域、他の画像の前記領域をテンプレート領域とし、該テ
ンプレート領域を該基準領域にマッチングさせるテンプ
レートマッチングを行ない、該複数の画像の互いに対応
する少なくとも２点の座標値を求め、該対応する点が一
致するように、前記式により表わされるアフィン変換の
係数を求め、この係数を用いて前記テンプレート領域を
含む複数の画像について、回転移動補正、拡大または縮
小率補正および平行移動補正を行なう第２のアフィン変
換を行なうことを特徴とするものである。

【００２３】ここで、テンプレートマッチングとは、上
述したようにテンプレート領域および基準領域を設定し
た場合、該テンプレート領域を該基準領域を含む画像上
で動かすことにより最もマッチングのとれる場所を探し
出す処理で、その場所を表わす点が対応点の座標を与え
るものである。

【００２４】このようなテンプレートマッチングにおい
て、そのマッチング度を表わす評価尺度には、相関法お
よびＳＳＤＡ（Sequential Similarity Detection Algo
lithms）が挙げられる。

【００２５】この相関法とは、対応する各画素ごとに積
を算出し、その積の和を標準化した値（以下標準化値と
称する）を重ね合せの尺度とするものである。この標準
化は、それぞれの領域に於いて画素自身の積（２乗）の
和を算出してさらにそれぞれの和の積を算出し、この積
の平方根を前記対応する各画素ごとの積の和の分母とす
ることにより行なわれる。重ね合せが完全な場合、雑音
（ノイズ）などによって分子である各画素ごとの積が画
素自身の２乗とはならず、このため標準化値は１にはな
らなくても１に最も近い最大値になると考えられる。よ
って、テンプレート領域を標準領域を含む画像上でいろ
いろ移動させて、上述した標準化値が最大になる移動を
もって重ね合せが達成されたと考えられる。しかしなが
ら、この標準化値が最大となる移動は、全ての移動が終
了しなければ判定することができない。この方法の詳細
は、例えばSmith らの「Automated cloud tracking usi
ngprecisely aligned digital ATS pictures 」ibi
d．、1972年 7月c-21巻、715-729 頁に記載されてい
る。

【００２６】また、ＳＳＤＡとは、各画素ごとに差の絶
対値の和（残差）を重ね合せの尺度とするものである。
重ね合せが完全な場合、雑音（ノイズ）などによって残
差は０にはならなくても最小にはなると考えられる。よ
って、テンプレート領域を基準領域を含む画像上でいろ
いろ移動させて、残差が最小になる移動をもって重ね合
せが達成されたと考える。この際、重ね合せがずれてい
ると、各画素について順次に加算していくとき残差が急
激に増大する。そこで加算の途中で残差があるしきい値
を超えたら早々に加算を打ち切り次の移動に移る方法が
このＳＳＤＡである。用いる計算は加算だけであり、し
かも多くの場合途中で打ち切られるため、大幅に計算時
間が短縮される。この方法の詳細は、例えばBarneaらの
「A class of algorithms for fast digital image reg
istration 」IEEE．Trans ．、1972年 2月c-21巻、179-
186 頁に記載されている。

【００２７】本発明においては複数の画像のうちの基準
となる画像の各重心の各座標に他の画像の各重心の各座
標を一致させるように、前記他の画像の座標値を前記基
準となる画像の座標値に変換する上記式により表わされ
るアフィン変換を行なって他の画像について少なくとも
回転移動補正および拡大または縮小率補正を行なう。す
なわち、回転移動補正および拡大または縮小率補正を示
す係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを用いてアフィン変換を行なう。

【００２８】次いで、このアフィン変換を行なった画像
について、上述したテンプレートマッチングを行なう。
このテンプレートマッチングは回転移動補正および拡大
または縮小率補正が行なわれた画像に対して行なわれる
ものであるために、より正確なマッチングとなる。

【００２９】テンプレートマッチングで得られた対応点
に基づくアフィン変換によりテンプレート領域を含む画
像について回転移動補正、拡大または縮小率補正および
平行移動補正を行なう。すなわち、回転移動補正および
拡大または縮小率補正を示す係数ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび
平行移動補正を示す係数ｅ、ｆを用いてアフィン変換を
行なう。

【００３０】

【作用】本発明の放射線画像の位置合せ方法では、位置
合せのためのマーカーを被写体とともに記録することな
く、かわりに放射線画像中に閉領域を少なくとも２つ設
定し、これらの閉領域の重心を求め、それらの重心に基
づいてその領域を回転移動、拡大または縮小、および平
行移動させるようにしたため、従来マーカーと重複して
いた部分の放射線画像情報を得ることができる。また、
本発明のもう１つの位置合せ方法は、これらの閉領域の
重心を求め、それらの重心に基づいて回転移動補正、拡
大または縮小補正を実施した後、少なくとも２か所の関
心領域をもとにテンプレートマッチングを行ない、回転
移動補正、拡大または縮小補正、および平行移動補正を
行なうようにしたため、位置合せの精度もより向上させ
ることができる。

【００３１】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。

【００３２】図１は、本発明に用いられる放射線画像を
記録する装置の一実施例であるＸ線撮影装置の概略図で
ある。この撮影により得られるＸ線画像は、エネルギー
サブトラクション処理に用いられるものである。

【００３３】フィルタ６を間に挟み蓄積性蛍光体シート
５および７が該シート７を下にして重ねられている。こ
の上には、被写体４を介してＸ線３を発するＸ線管２が
配置されている。以上のように、Ｘ線撮影装置１が構成
されている。

【００３４】このＸ線管２から発せられたＸ線３により
被写体４が照射される。被写体４を透過したＸ線3aは第
１の蓄積性蛍光体シート５に照射され、Ｘ線3aのエネル
ギーの一部が該第１の蓄積性蛍光体シート５に記録さ
れ、これにより該シート５に被写体４のＸ線画像が蓄積
記録される。シート５を透過したＸ線3bはさらにフィル
タ６を透過し、該フィルタ６を透過したＸ線3cが第２の
蓄積性蛍光体シート７に照射される。これにより該シー
ト７にも被写体４のＸ線画像が蓄積記録される。

【００３５】図２は、各蓄積性蛍光体シート５および７
に蓄積記録されたＸ線画像を模式的に表わした図であ
る。各蓄積性蛍光体シート５および７のほぼ全面に被写
体４の各Ｘ線画像4a、4bが蓄積記録されている。

【００３６】図３は、本発明に用いる放射線画像を読取
る読取ユニットの一実施例であるＸ線画像読取装置およ
び本発明の位置合せ方法を実施し、サブトラクション処
理を行なう演算ユニットの一実施例である画像処理表示
装置の斜視図である。

【００３７】図１に示すＸ線撮影装置１で撮影が行なわ
れた後、第１および第２の蓄積性蛍光体シート５、７が
１枚ずつＸ線画像読取装置10の所定位置にセットされ
る。ここでは、第１の蓄積性蛍光体シート５に蓄積記録
された第１のＸ線画像の読取りの場合について説明す
る。

【００３８】所定位置にセットされた、第１のＸ線画像
が蓄積記録された蓄積性蛍光体シート５は、図示しない
駆動手段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15により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）され
る。一方、レーザ光源16から発せられた光ビーム17はモ
ータ18により駆動され矢印Ｚ方向に高速回転する回転多
面鏡19によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束レン
ズ20を透過した後、ミラー21により光路を変えて蓄積性
蛍光体シート５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５の光ビーム17が照射されたか所からは、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22が発
せられ、この輝尽発光光22は光ガイド23によって導か
れ、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）24によって
光電的に検出される。光ガイド23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23a が蓄積性蛍光体シート５上の主走査線にそっ
て延びるように配され、円環状に形成された射出端面23
b にフォトマルチプライヤ24の受光面が結合されてい
る。入射端面23a から光ガイド23内に入射した輝尽発光
光22は、該光ガイド23の内部を全反射を繰り返して進
み、射出端面23b から射出してフォトマルチプライヤ24
に受光され、放射線画像を表わす輝尽発光光22がフォト
マルチプライヤ24によって電気信号に変換される。フォ
トマルチプライヤ24から出力されたアナログ信号Ｓは、
ログアンプ25で対数的に増幅された後、Ａ／Ｄ変換器26
に入力され、サンプリングされてデジタルの画像信号Ｓ
Ｏが得られる。この画像信号ＳＯは第１の蓄積性蛍光体
シート５に蓄積記録された第１のＸ線画像を表わすもの
であり、第１の画像信号ＳＯ₁と呼ぶ。この第１の画像
信号ＳＯ₁は画像処理表示装置30内の内部メモリーに一
旦記録される。

【００３９】この画像処理表示装置30は、種々の指示を
入力するキーボード31、指示のための補助情報や画像信
号に基づく可視画像を表示するＣＲＴディスプレイ32、
補助記憶媒体としてのフロッピィディスクが装填され駆
動されるフロッピィディスク駆動装置33、およびＣＰＵ
や内部メモリが内蔵された本体部34が備えられている。

【００４０】次に上記と同様にして、第２の蓄積性蛍光
体シート７に蓄積記録された第２のＸ線画像を表わす第
２の画像信号ＳＯ₂が得られ、この第２の画像信号ＳＯ
₂も画像処理表示装置30内の内部メモリに一旦記憶され
る。

【００４１】このようにしてサブトラクション演算を行
なうべき２つの画像信号ＳＯ₁、ＳＯ₂が内部メモリに
記憶されると、これら２つの画像信号ＳＯ₁、ＳＯ₂が
読み出されて、これら２つの画像信号ＳＯ₁、ＳＯ₂が
担持する各Ｘ線画像の各画素間で対応したサブトラクシ
ョン演算が行なわれるように、画像の位置合せが行なわ
れる。

【００４２】ここで、本実施例における、画像信号ＳＯ
₁，ＳＯ₂，が表わす２つのＸ線画像の位置合せ方法に
ついて説明する。

【００４３】先ず、本発明の第１の放射線画像の位置合
せ方法について説明する。

【００４４】この位置合せ方法において、あるしきい値
を用いて画像信号の２値化を行ない、これに基づいて少
なくとも２か所の閉領域を設定する。このようにして設
定した２つの閉領域を図２に示す。図２において、それ
ら閉領域は斜線で示した肺野である。すなわち、Ｘ線画
像4aに閉領域8a、8bを、Ｘ線画像4bに閉領域8c、8dを設
定したこととなる。さらに、各閉領域8a、8b、8c、8dに
は対応する重心9a、9b、9c、9dが示されている。これら
の重心は、前述したように特開平2-28782 号に記載の方
法により求められたものである。しかしながら、本発明
における重心の求め方はこの方法に限られず、いかなる
方法により求められてもよい。

【００４５】これらの重心を用いてＸ線画像4bを回転移
動、拡大または縮小、および平行移動してＸ線画像4aに
合致させる様子を図４および５を参照して説明する。な
お、これらの図面において、Ｘ線画像4aを実線で、Ｘ線
画像4bを点線で示す。

【００４６】図４の例は、Ｘ線画像4bの重心9cをＸ線画
像4aの重心9aと一致させるように平行移動させたもので
ある。この後、重心9cを軸として重心9dが重心9bと一致
するまで回転移動および拡大または縮小させることによ
り２つのＸ線画像4a、4bの位置合せを行なうことができ
る。そのときの回転角度は、重心9aと9bを結んだ線分Ｉ
と重心9cと9dを結んだ線分IIのなす角度である。

【００４７】図５の例は、上述した線分Ｉと線分IIとが
平行となるようにＸ線画像4bを回転移動させたものであ
る。この回転移動は、重心4c、4d、線分II上の１点等、
いずれの点を軸として行なってもよい。この後、対応す
る各重心がそれぞれ一致するようにＸ線画像4bを平行移
動および拡大または縮小させることにより２つのＸ線画
像4a、4bの位置合せを行なうことができる。

【００４８】次いで、本発明の第２の放射線画像の位置
合せ方法について説明する。

【００４９】先ず、上述した本発明の第１の放射線画像
の位置合せ方法と同様に全ての閉領域の重心を求める
（図２参照）。これと同時に、共通する直行座標とし
て、前記シート５にはｘ軸、ｙ軸の座標系を、前記シー
ト７にはｕ軸、ｖ軸の座標系を設定する。このｘ軸、ｕ
軸は、図１の紙面の左右方向であり、ｙ軸、ｖ軸は、図
１の紙面に垂直な方向である。また、このときＸ線画像
4aの各閉領域8a、8bをテンプレート領域、Ｘ線画像4bの
各閉領域8c、8dを基準領域と称することとする。そし
て、閉領域の重心の座標を用いて、テンプレート領域の
座標と基準領域の座標とが同一となるようにＸ線画像4a
を回転移動、拡大または縮小および平行移動せしめる。
この実施例においては、Ｘ線画像4aをＸ線画像4bに合わ
せるものとする。

【００５０】第１の画像信号ＳＯ₁が担持する第１のＸ
線画像上における少なくとも２つの重心およびその重心
を結ぶ線分上の各サンプリング点の座標を（Ｘ₁，
Ｙ₁）、第２の画像信号ＳＯ₂が担持する第２のＸ線画
像上における少なくとも２つの重心およびその重心を結
ぶ線分上の上記（Ｘ₁，Ｙ₁）に対応する各サンプリン
グ点の座標を（Ｘ₂，Ｙ₂）とし、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、
ｅ、ｆを係数としたとき、アフィン変換

【００５１】

【数３】

【００５２】に従って第１のＸ線画像4aの座標を変換す
ることにより、第１のＸ線画像4aと第２のＸ線画像4bと
を重ね合わせる。ここで(1) 式に基づく座標変換では、
第１のＸ線画像全体をＸ方向とＹ方向とで互いに独立に
拡大もしくは縮小すること、該Ｘ線画像4a全体を回転移
動すること、および該Ｘ線画像4aをＸ方向，Ｙ方向に平
行移動すること、の全てが同時に行なわれる。しかしな
がら、本発明の第２の放射線画像の位置合せ方法におい
ては、１度のアフィン変換だけでその位置合せを行なう
わけではないので、ここでは回転移動および拡大または
縮小率の変換を行なうものとする。

【００５３】次に(1) 式に含まれる係数ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆの求め方について説明する。

【００５４】(1) 式は、

【００５５】

【数４】

【００５６】

【数５】

【００５７】に分けられる。ここでＸ線画像4a上におけ
るの重心9a、9b、線分Ｉ上の１点の各座標をそれぞれ
（Ｘ₁₁，Ｙ₁₁），（Ｘ₁₂，Ｙ₁₂），（Ｘ₁₃，Ｙ₁₃）と
し、Ｘ線画像4b上における重心9c、9d、線分II上の１点
の各座標をそれぞれ（Ｘ₂₁，Ｙ₂₁），（Ｘ₂₂，Ｙ₂₂），
（Ｘ₂₃，Ｙ₂₃）とする。このとき、(2) 式，(3) 式よ
り、

【００５８】

【数６】

【００５９】

【数７】

【００６０】

【数８】

【００６１】

【数９】

【００６２】

【数１０】

【００６３】

【数１１】

【００６４】となる。ここで求めるべき係数はａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆの６つであるため、上記(2a)，(2b)，(2
c)；(3a)，(3b)，(3c)の６つの式に基づいて求めること
ができ、

【００６５】

【数１２】

【００６６】

【数１３】

【００６７】

【数１４】

【００６８】

【数１５】

【００６９】

【数１６】

【００７０】

【数１７】

【００７１】となる。

【００７２】しかしながら、上述したように、最初のア
フィン変換では回転移動および拡大または縮小のみの変
換を行なえばよいので、ここではｅ，ｆを求める必要は
ないが、最終的なアフィン変換では必要となるのでｅ，
ｆの求め方をここに記載した。

【００７３】このようにして(4) 〜(7) 式にしたがって
求められた係数ａ，ｂ，ｃ，ｄを用い、(1) 式に従って
座標変換を行なうことにより、Ｘ線画像4aの傾きをＸ線
画像4bとほぼ等しくすることができる。

【００７４】本発明の第２の位置合せ方法においては、
その精度をさらに高めるためにこの第１のアフィン変換
の後にさらにもう１回アフィン変換を行なう。２回目の
アフィン変換は、第１のアフィン変換を行なった第１の
Ｘ線画像におけるテンプレート領域を第２のＸ線画像に
おける基準領域に一致させるテンプレートマッチングを
行なうものである。

【００７５】ここで、相関法またはＳＳＤＡを用いて前
述したように前記テンプレート領域を前記基準領域にマ
ッチングさせるテンプレートマッチングを行なう。相関
法においては前述したように標準化値が最大となる点が
上述したようなサンプリング点（対応点）の座標を与え
る。または、ＳＳＤＡにおいても前述したように残差の
和が最小となる点がサンプリング点の座標を与える。こ
れらの方法により得られたサンプリング点の座標を用い
て上述したアフィン変換を行なう。すなわち、(1) 式に
示すアフィン変換の各係数を求める。これは、(4) 〜
(9) 式に上記サンプリング点を代入して係数ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆの６つを求めればよい。

【００７６】ここで、アフィン変換を複数回繰り返すこ
とで位置合せ精度が向上する原理について図６および図
７を用いて説明する。

【００７７】図６は複数の画像間の相対的な傾きとテン
プレートマッチングで得られた対応点の位置と真の対応
点の位置の誤差との関係を示したグラフである。このグ
ラフは、画像の傾きを小さくすればするほどそれら対応
点の位置ズレも減少することを示すものである。また、
例えば画像の相対的な傾きが２°である場合、上述した
ようなテンプレートマッチングで得られた対応点と真の
対応点との誤差は約１画素であることを示している。実
際の画像間のズレはカセッテ、撮影装置、読取装置内部
で生じるものであるので±３°内外であるが、図６に示
す関係はほぼ±５°の範囲に亘り有効であることが確認
されている。

【００７８】図７は対応点がＸ方向およびＹ方向に100
画素ずつ離れた位置にある場合の真の対応点とテンプレ
ートマッチングで得られた対応点の位置とを示した図で
ある。この図７（ａ）が真の対応点を示し、図７（ｂ）
が得られた対応点を示している。この図７（ｂ）に示す
対応点は、上述したように画像の相対的な傾きが２°で
ある場合で真の対応点から１画素だけ位置ずれした様子
を示している。

【００７９】ここで、図７（ａ）において、真の対応点
を結ぶ直線の傾きは、 θｒ＝ｔａｎ^-1（100 ／100 ）＝45° である。これに対し、図７（ｂ）において、テンプレー
トマッチングにより推定された対応点を結ぶ直線の傾き
は、最悪な場合においても、 θｍ＝ｔａｎ^-1（101 ／99）＝45.6° となり、これは真の対応点を結ぶ直線の傾きとのずれは
最大でも0.6 °であることを示している。すなわち、も
ともと画像の相対的な傾きが２°であったものが、１度
のアフィン変換により0.6 °に改善されたことを示して
いる。次いで、本発明の方法によりテンプレートマッチ
ングを行なってさらに第２のアフィン変換を行なうと図
６により、対応点のずれを0.3 画素以内におさめられる
のが分かる。このときのテンプレートマッチングにより
推定された対応点を結ぶ直線の傾きは、最悪な場合にお
いても、 θｍ′＝ｔａｎ^-1（100.3 ／99.7）＝45.2° となり、これは真の対応点を結ぶ直線の傾きとのずれは
最大でも0.2 °であることを示している。すなわち、２
度のアフィン変換により0.2 °に改善されたことを示し
ている。よって上述したようにアフィン変換を複数回繰
り返すことにより、画像の回転移動に関する相対的なず
れが次第に減少せしめられる、すなわち位置合せの精度
が次第に向上することが理解されよう。

【００８０】ここでは、対応点がＸ方向およびＹ方向に
100 画素ずつ離れた位置にある場合の例を示したが、本
発明はこれに限定されるものではない。もう１つの例と
して対応点がＸ方向およびＹ方向に1000画素ずつ離れた
位置にあり、画像の相対的な傾きが２°である場合につ
いて説明する。真の対応点を結ぶ直線のの傾きは同様に
45°である。一方、テンプレートマッチングにより推定
された対応点を結ぶ直線の傾きは、最悪な場合において
も、 θｍ＝ｔａｎ^-1（1001／999 ）＝45.06 ° となり、これは真の対応点を結ぶ直線の傾きとのずれは
最大でも0.06°であることを示している。すなわち、画
像の相対的な傾きが２°であったものが、１度のアフィ
ン変換により0.06°に改善されたことを示している。こ
れより、対応点間の距離が大きいほど位置合せの精度が
向上することが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】放射線画像を記録する装置の一実施例であるＸ
線撮影装置の概略図

【図２】各蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されたＸ線画
像を模式的に表わした図

【図３】本発明に用いる放射線画像を読取る読取ユニッ
トの一実施例であるＸ線画像読取装置および本発明の位
置合せ方法を実施し、サブトラクション処理を行なう演
算ユニットの一実施例である画像処理表示装置の斜視図

【図４】重心を用いてＸ線画像4bを回転および平行移動
してＸ線画像4aに合致させる様子を模式的に表わした図

【図５】重心を用いてＸ線画像4bを回転および平行移動
してＸ線画像4aに合致させる様子を模式的に表わした図

【図６】複数の画像間の相対的な傾きとテンプレートマ
ッチングで得られた対応点の位置と真の対応点の位置の
誤差との関係を示したグラフ

【図７】対応点がＸ方向およびＹ方向に100 画素ずつ離
れた位置にある場合の真の対応点の位置とテンプレート
マッチングで得られた対応点の位置とを示した図

【符号の説明】

１Ｘ線撮影装置２Ｘ線管３Ｘ線４被写体５第１の蓄積性蛍光体シート６フィルタ７第２の蓄積性蛍光体シート８閉領域９重心 10 Ｘ線画像読取装置 15 シート搬送手段 16 レーザ光源 17 光ビーム 18 モータ 19 回転多面鏡 20 集束レンズ 21 ミラー 22 輝尽発光光 23 光ガイド 24 フォトマルチプライヤ 25 ログアンプ 26 Ａ／Ｄ変換器 30 画像処理表示装置 31 キーボード 32 ＣＲＴディスプレイ 33 フロッピィディスク駆動装置 34 本体部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線画像の重ね合せ処理またはサブト
ラクション処理のために複数の放射線画像を位置合せす
る方法において、位置合せを行なう複数の画像上に、該複数の画像間でほ
ぼ同一形状である少なくとも２か所の閉領域を設定し、該全ての閉領域の各重心をそれぞれ求め、前記複数の画像のうちの基準となる画像の各重心の各座
標に他の画像の各重心の各座標を一致させるように、前
記他の画像を回転移動、拡大または縮小、および平行移
動させることを特徴とする放射線画像の位置合せ方法。
【請求項２】放射線画像の重ね合せ処理またはサブト
ラクション処理のために複数の放射線画像を位置合せす
る方法において、位置合せを行なう複数の画像上に、該複数の画像間でほ
ぼ同一形状である少なくとも２か所の閉領域を設定し、前記複数の画像それぞれについて直行座標を定義し、該
全ての閉領域の重心をそれぞれ求め、前記複数の画像のうちの基準となる画像の各重心の各座
標に他の画像の各重心の各座標を一致させるように、前
記他の画像の座標値を前記基準となる画像の座標値に変
換する式、【数１】（但しｕ，ｖは基準閉領域の座標、ｘ，ｙは一般閉領域
の座標、ａ，ｂ，ｃ，ｄは回転移動補正および拡大また
は縮小率補正を示す係数、ｅ，ｆは平行移動補正を示す
係数）により表わされるアフィン変換の係数を求め、この係数を用いて前記他の画像について回転移動補正お
よび拡大または縮小率補正を少なくとも行なう第１のア
フィン変換を行ない、該第１のアフィン変換を行なった複数の画像について、
該複数の画像間でほぼ共通する少なくとも２か所の関心
領域を設定し、該複数の画像のうちの基準となる画像の
前記各領域を基準領域、他の画像の前記領域をテンプレ
ート領域とし、該テンプレート領域を該基準領域にマッチングさせるテ
ンプレートマッチングを行ない、該複数の画像の互いに対応する少なくとも２点の座標値
を求め、該対応する点が一致するように、前記式により表わされ
るアフィン変換の係数を求め、この係数を用いて前記テンプレート領域を含む複数の画
像について、回転移動補正、拡大または縮小率補正およ
び平行移動補正を行なう第２のアフィン変換を行なうこ
とを特徴とする放射線画像の位置合せ方法。