JPH0778826B2

JPH0778826B2 - 画像処理方法

Info

Publication number: JPH0778826B2
Application number: JP63233988A
Authority: JP
Inventors: 良美高崎
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0281276A

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
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が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5
5−116340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線フイ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ほ
ど画像の主走査方向の鮮鋭度が低下し、一方、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
により前記記録媒体上を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。
たとえばも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、本発明の実施例において、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（光電子倍増管）11によって光電的に検出
される。上記光ガイド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10
a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10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16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16の入力信号の
周波数を示し、図の縦軸は出力信号の減衰量（dB）を示
している。また、図に示す×印，△印，○印，□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0.1μA,1.0μA,10μA,100μA,1
mA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。対数増幅器16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16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素の各
画素に対するディジタルの画像信号Ｄが得られ、該画像
信号Ｄは演算部18に入力される。

演算部18では、対数増幅器16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16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Ｄ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代表の画素（中央の画素（i,
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Ｄのうち上記各画素に対応する画
像信号の値（D_i,j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
D_ij）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Ｄ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（i,j）と、該画素の周囲をとり囲む画素の合
計９画素の画像データの平均値が、所定値αと比較さ
れ、の場合、すなわち、画素（i,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
を要するほどでないと判断され、この画素（i,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′_i,jで表わすと、の式に従って各画素（i,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、となり、（３）式よりＤ′_i,j＝D_i,j …（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、となる。すなわち画素（i,j）と該画素（i,j）の副走査
方向に隣接する２つの画素（ｉ−1,j），（ｉ＋1,j）の
合計３つの画素の値D_i,j，D_i-1,j，D_i+1,jをｋε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、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（i,j）の画像信号の
値D_i,jを補正してＤ′_i,j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（i,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（ｉ−2,i＋２）等）の画像信号の値を考慮しても
よい。

また、D_i,jの値を補正する際、副走査方向に隣接した２
つの画素（ｉ−1,j），（ｉ＋1,j）の画像信号の値D
_i-1,j，D_i+1,j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−2 j），（ｉ＋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（i,j−１），（i,
j），（i,j＋１）の各画像信号の値D_i,j-1，D_i,j，D
_i,j+1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（i,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（i,j）の処理後の画像信号
の値をＤ″_i,jとしたとき、ここでβは定数である。上記式（10）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、（10）式はＤ″_ij＝D_ij …（12）となり、（９）式が成立するとき、とおくと、（10）式は、となる。すなわちは、画素（i,j）の画像信号の値D_ijの、３画素平均値か
ら差分のを示ており、この差分をβε′倍してもとの値
D_ij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14,12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′は一旦
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線フイル
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 16…増幅器、17…A/D変換器 18…演算部、19…メモリ 20…画像表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。