JPH0855209A - 放射線画像処理方法及びその装置 - Google Patents

放射線画像処理方法及びその装置

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JPH0855209A
JPH0855209A JP6186001A JP18600194A JPH0855209A JP H0855209 A JPH0855209 A JP H0855209A JP 6186001 A JP6186001 A JP 6186001A JP 18600194 A JP18600194 A JP 18600194A JP H0855209 A JPH0855209 A JP H0855209A
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JP
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spatial frequency
image processing
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digital image
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Application number
JP6186001A
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English (en)
Inventor
Shiro Horiguchi
史郎 堀口
Tadayuki Nakami
忠行 中見
Hirobumi Shono
博文 庄野
Eiji Yoshida
栄治 吉田
Shigeru Yuki
滋 結城
Shiro Koike
史朗 小池
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像された放射線画像と被写体の形状との対
応をとることにより実形状に則した検査処理を行い得る
画像処理方法及びその装置。 【構成】 この方法及びその装置は，放射線画像撮像系
からのアナログ出力を画像処理系により処理してデジタ
ル画像をメモリ１に記憶し，所定の空間周波数範囲内で
ゲイン特性が略一定となるように上記画像撮像系及び上
記画像処理系の伝達特性を補正する補正式あるいは補正
係数を求めてメモリ３に記憶しておき，この補正式又は
補正係数を用いて上記デジタル画像の各画素に対する補
正演算をＣＰＵ２により行うように構成されている。上
記構成により，実形状に則した検査処理が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，放射線画像処理方法及
びその装置に係り，詳しくはデジタル画像に施す画像処
理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に，放射線特にＸ線画像は被写体の
厚さに応じた濃度情報が得られるという原理的に優れた
特徴を有する。しかし，放射線検出器のレスポンス特性
及び信号処理系の伝達特性により，空間周波数の高い部
分のゲイン特性が悪い（図１１のイメージインテンシフ
ァイアのレスポンス特性例を参照）。このため，高い空
間周波数での濃度情報と被写体の厚さとの関係と，低い
空間周波数での濃度情報と被写体の厚さとの関係とは異
なり，放射線画像を用いて実形状に則した検査を行う上
で問題がある。そこで，種々の補正方法が開発された。
例えば，特開平２−８１２７６号公報，及び特開平２−
１６６８８２号公報では，信号処理回路である対数増幅
器の応答特性を補正する。また，特開平３−２０９４５
０号公報では，微分することにより，検出器である輝尽
発光の応答遅れを補償している。その他微分処理，ラプ
ラシアン処理等によるエッジ強調方法による画像鮮鋭度
補正方法が知られている。ここに，空間周波数とは，時
間的な信号に対する周波数の概念を空間的パターンに適
用したものであり，例えば濃淡変化の激しいパターンほ
ど空間周波数が高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
放射線画像処理方法では，以下のような問題点があっ
た。 （１）特開平２−８１２７６号公報，及び特開平２−１
６６８８２号公報では，信号処理回路である対数増幅器
の応答特性を補正しているものの，検出器のレスポンス
特性を考慮した補正には至っていない。 （２）特開平３−２０９４５０号公報では，微分するこ
とにより，検出器である輝尽発光の応答遅れを補償して
いるものの，検出器のレスポンス特性は一般に非線形で
あるため，線形要素である微分処理だけでは必要とする
空間周波数領域全般にわたって一様なゲイン特性を有す
る画像を得ることは困難である。 （３）その他の方法についても，上記（１），（２）と
同様の問題点があった。 本発明は，上記事情に鑑みてなされたもので，その目的
とするところは，撮像された放射線画像と被写体の形状
との対応をとることにより実形状に則した検査処理を行
い得る画像処理方法及びその装置を提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，第１の発明は，放射線画像撮像系からのアナログ出
力を画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射
線画像処理方法において，所定の空間周波数範囲内でゲ
イン特性が略一定となるように上記画像撮像系及び上記
画像処理系の伝達特性を補正してなることを特徴とする
放射線画像処理方法として構成されている。また，第２
の発明は，放射線画像撮像系からのアナログ出力を画像
処理系により処理してデジタル画像を得る放射線画像処
理方法において，所定の空間周波数を有する既知形状の
被写体のデジタル画像についての周波数特性のゲインと
目標ゲインとを乗じてゲイン特性を求め，該ゲイン特性
が所定の空間周波数範囲内で略一定となるように上記画
像撮像系及び画像処理系の伝達特性を補正してなること
を特徴とする放射線画像処理方法である。更には，上記
所定の空間周波数範囲内でゲイン特性が略一定となるよ
うな上記伝達特性の補正式を用いて上記デジタル画像の
各画素に対する補正演算を行う放射線画像処理方法であ
る。
【０００５】また，第３の発明は，放射線画像撮像系か
らのアナログ出力を画像処理系により処理してデジタル
画像を得る放射線画像処理方法において，所定の空間周
波数を有する既知形状の被写体のデジタル画像データと
目標データとを空間周波数領域に変換して両データにつ
いての各空間周波数成分を求め，上記所定の空間周波数
範囲内でゲイン特性が略一定となるように両データにつ
いて各空間周波数成分の比からなる補正係数を演算し，
上記補正係数を用いて上記デジタル画像の各画素に対す
る補正演算を行ってなることを特徴とする放射線画像処
理方法である。更には，上記所定の空間周波数を有する
既知形状の被写体のデジタル画像データを空間周波数領
域に変換して求められた空間周波数成分に上記補正係数
を乗算し，該乗算結果を逆変換することによって，上記
デジタル画像の各画素に対する補正演算を行うことを特
徴とする放射線画像処理方法である。更には，上記所定
の空間周波数以上では，上記補正係数をゼロとすること
を特徴とする放射線画像処理方法である。更には，上記
所定の空間周波数を有する既知形状の被写体の目標デー
タをＭＴＦチャートで与える放射線画像処理方法であ
る。
【０００６】また，第４の発明は，放射線画像撮像系か
らのアナログ出力を画像処理系により処理してデジタル
画像を得る放射線画像処理装置において，所定の空間周
波数を有する既知形状の被写体のデジタル画像データと
目標データとを空間周波数領域に変換して両データにつ
いての各空間周波数成分を求める変換手段と，上記所定
の空間周波数範囲内でゲイン特性が略一定となるように
両データについての各空間周波数成分の比からなる補正
係数を演算する演算手段と，上記補正係数を記憶する記
憶手段と，上記デジタル画像データについての各空間周
波数成分を上記補正係数に乗算する乗算手段と，上記乗
算結果を逆変換する逆変換手段とを具備してなることを
特徴とする放射線画像処理装置である。また，第５の発
明は，放射線画像撮像系からのアナログ出力を画像処理
系により処理してデジタル画像を得る放射線画像処理方
法において，上記デジタル画像を所定のブロック単位で
切り出してブロックデータを作成し，上記ブロックデー
タを空間周波数領域に変換して各空間周波数成分を求
め，上記所定の空間周波数成分範囲内でゲイン特性が略
一定となるように上記ブロックデータについての各空間
周波数成分に補正係数を乗算し，上記乗算結果を逆変換
した上で合成することによって上記デジタル画像の各画
素に対する補正演算を行うことを特徴とする放射線画像
処理方法である。更には，上記ブロックデータが隣接ブ
ロックをオーバラップさせて切り出されたデータである
放射線画像処理方法である。更には，上記デジタル画像
の各画素に対する補正演算を行ったときのブロック境界
における画像濃度の差分が所定の誤差範囲に入るように
上記隣接ブロックのオーバラップ幅を決定することを特
徴とする放射線画像処理方法である。
【０００７】また第６の発明は，放射線画像撮像手段か
らのアナログ出力を画像処理系により処理してデジタル
画像を得る放射線画像処理装置において，被写体のデジ
タル画像を所定のブロック単位で切り出してブロックデ
ータを作成するブロックデータ作成手段と，上記ブロッ
クデータと目標データとを空間周波数領域に変換して両
データについての各空間周波数成分を求める変換手段
と，上記所定の空間周波数成分範囲内でゲイン特性が略
一定となるように両データについての各空間周波数成分
の比からなる補正係数を演算する演算手段と，上記補正
係数を記憶する記憶手段と，上記ブロックデータについ
ての各空間周波数成分を上記補正係数に乗算する乗算手
段と，上記乗算結果を逆変換する逆変換手段と，上記逆
変換結果を合成することによって上記デジタル画像の各
画素に対する補正演算を行う補正手段とを具備してなる
ことを特徴とする放射線画像処理装置である。更には，
上記ブロックデータ作成手段により作成されるブロック
データが隣接ブロックをオーバラップさせて切り出され
たデータである放射線画像処理装置である。更には，上
記ブロックデータ作成手段が，上記デジタル画像の各画
素に対する補正演算を行ったときのブロック境界におけ
る画像濃度の差分が所定の誤差範囲に入るように上記隣
接ブロックのオーバラップ幅を決定するオーバラップ幅
決定手段を含むことを特徴とする放射線画像処理装置で
ある。
【０００８】
【作用】第１の発明によれば，放射線画像撮像系からの
アナログ出力を画像処理系により処理してデジタル画像
を得る際に，所定の空間周波数範囲内でゲイン特性が略
一定となるように上記画像撮像系及び上記画像処理系の
伝達特性が補正される。この場合，さまざまな空間周波
数を有する被写体に対し，所定の空間周波数範囲内での
ゲイン特性が略一定に補正されるので，被写体の形状と
濃度情報との対応がとれる。第２の発明によれば，放射
線画像撮像系からのアナログ出力を画像処理系により処
理してデジタル画像を得る際に，所定の空間周波数を有
する既知形状の被写体のデジタル画像についての周波数
特性のゲインと目標ゲインとが乗ぜられてゲイン特性が
求められ，該ゲイン特性が所定の空間周波数範囲内で略
一定となるように上記画像撮像系及び画像処理系の伝達
特性が補正される。このように，所定の空間周波数を有
する予め形状の判明している被写体のデジタル画像を入
力，被写体形状を出力として両者間の関係を近似式で近
似することにより放射線画像撮像系と画像処理系とを含
めた伝達特性の補正式が簡便に得られる。更に，上記所
定の空間周波数範囲内でゲイン特性が略一定となるよう
な上記伝達特性の補正式を用いて上記デジタル画像の各
画素に対する補正演算が行われる。このようにして，被
写体の形状と濃度情報との対応が容易にとれる。
【０００９】第３，第４の発明によれば，放射線画像撮
像系からのアナログ出力を画像処理系により処理してデ
ジタル画像を得る際に，所定の周波数を有する既知形状
の被写体のデジタル画像データと目標データとが空間周
波数領域に変換されて両データについての各空間周波数
成分が求められる。上記所定の空間周波数範囲内でゲイ
ン特性が略一定となるように両データについての各空間
周波数成分の比からなる補正係数が演算される。上記補
正係数を用いて上記デジタル画像の各画素に対する補正
演算が行われる。このように，所定の空間周波数を有す
る予め形状の判明している被写体のデジタル画像と被写
体形状とを空間周波数領域に変換して補正係数を得るの
で，放射線画像撮像系と画像処理系とを含めた補正係数
が各空間周波数毎に得られる。更に，上記所定の空間周
波数を有する既知形状の被写体のデジタル画像データが
空間周波数領域に変換されて求められた空間周波数成分
に上記補正係数が乗算され，該乗算結果が逆変換される
ことによって，上記デジタル画像の各画素に対する補正
演算が行われる。このように，デジタル画像を空間周波
数領域に変換して補正を行うので，ゲイン特性を略一定
とする空間周波数帯を容易に設定できる。更に，上記所
定の空間周波数以上では，上記補正係数をゼロとすれ
ば，画像ノイズが除去される。これによりノイズが少な
く且つ，所定の空間周波数範囲内でのゲイン特性が略一
定となるような画像が復元される。更に，上記所定の空
間周波数を有する既知形状の被写体の目標データをＭＴ
Ｆチャートで与えると，このＭＴＦチャートは空間周波
数及び厚さが精度良く製作されるため，精度の良い補正
係数若しくは補正式が得られる。
【００１０】第５，第６の発明によれば，放射線画像撮
像系からのアナログ出力を画像処理系により処理してデ
ジタル画像を得る際に，上記デジタル画像が所定のブロ
ック単位で切り出されてブロックデータが作成される。
上記ブロックデータが空間周波数領域に変換されて各空
間周波数成分が求められる。上記所定の空間周波数範囲
内でゲイン特性が略一定となるように上記ブロックデー
タについての各空間周波数成分に補正係数が乗算され
る。上記乗算結果が逆変換された上で合成されることに
よって上記デジタル画像の各画素に対する補正演算が行
われる。このように，デジタル画像をブロック単位で切
り出し，空間周波数領域で補正後，補正結果を合成する
ことにより，ブロック境界付近の画素が隣接ブロックと
共通になるため，隣接するブロックでは，ブロック境界
を越えて相関するようになる。これによりブロック境界
付近での画質劣化の問題を解決し，より簡便な鮮鋭度の
高い補正画像を得ることができる。更に，上記ブロック
データが隣接ブロックをオーバラップして切り出された
データとすることにより，上記ブロック境界を越えての
画素同士の相関がより顕著なものになる。更に，上記デ
ジタル画像の各画素に対する補正演算を行った時のブロ
ック境界における画像濃度の差分が所定の誤差範囲に入
るように上記隣接ブロックのオーバラップ幅を決定すれ
ば，上記ブロック境界を越えての画素同士の相関が最も
顕著なものとなる。その結果，撮像された放射線画像と
被写体の形状との対応をとることにより実形状に則した
検査処理を行い得る画像処理方法及びその装置を得るこ
とができる。
【００１１】
【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の一実施例に係る放射線画像処理シス
テムＡ1 の概略構成を示すブロック図，図２は本発明の
他の実施例に係る放射線画像処理システムＡ2 の概略構
成を示すブロック図，図３は放射線画像処理システムＡ
1 ，Ａ2 により得られた画像の濃度情報と要求される画
像の濃度情報との比較図，図４は補正式を求める処理手
順を示すフロー図，図５は補正演算の処理手順を示すフ
ロー図，図６は補正係数導出の処理手順を示すフロー
図，図７は補正係数導出及び補正演算の各処理手順を示
すフロー図，図８はデジタル画像のブロック単位での切
り出しの説明図，図９は画像補正の処理手順を示すフロ
ー図，図１０はオーバラップ幅を求める処理手順を示す
フロー図である。
【００１２】第１〜第６の発明は，いずれも放射線画像
撮像系からのアナログ出力を画像処理系により処理して
デジタル画像を得る点で従来例と同様である。しかし，
第１の発明では，所定の空間周波数範囲内でゲイン特性
が略一定となるように上記画像撮像系及び上記画像処理
系の伝達特性を補正するように構成されている点で従来
例と異なる。また，第２の発明は上記第１の発明をより
具体化したものとして位置づけられる。即ち，ここで
は，上記デジタル画像を得る際に，所定の空間周波数を
有する既知形状の被写体のデジタル画像についての周波
数特性のゲインと目標ゲインとを乗じてゲイン特性を求
め，該ゲイン特性が所定の空間周波数範囲内で略一定と
なるように上記画像撮像系及び画像処理系の伝達特性を
補正するが，この点で従来例と異なる。更に，上記所定
の空間周波数範囲内でゲイン特性が略一定となるような
上記伝達特性の補正式を用いて上記デジタル画像の各画
素に対する補正演算を行うようにしてもよく，この点で
も従来例と異なる。図１は，上記第１，第２の発明の一
実施例に係る放射線画像処理システムＡ1である。ここ
では，デジタル化された補正前の放射線画像は，例えば
イメージインテンシファイア等の放射線検出器を介して
出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換する等の周知技術
によって得ることができるので，その記述は省略してい
る。また，図１は，伝達特性の補正をソフトウエアで実
現するような構成例であり，図中放射線撮影により得ら
れたデジタル画像を記憶するメモリ１と，補正演算を行
うＣＰＵ２と，以下に説明する補正式若しくは補正係数
を記憶するメモリ３とから構成されている。
【００１３】先ず補正式の導出について述べる。所定の
空間周波数を有する予め形状（厚さ）の判明している被
写体（既知形状の被写体に相当）をＸ線撮影し，そのデ
ジタル放射線画像を得る。例えば矩形断面形状を有する
被写体は０〜∞の空間周波数を有するが，その矩形断面
形状の被写体をＸ線撮影した画像の濃度情報は，Ｘ線撮
像系（放射線画像撮像系に相当）及び信号処理系（画像
処理系に相当）の伝達特性により図３の（ｂ）に示すよ
うになる。即ち，要求される濃度情報（ａ）に比べて
（ｂ）に示すようにエッジ部がだれた濃度情報となる。
このエッジ部のだれ方は，主として放射線検出器のレス
ポンス特性に起因しており，検出器の種類によって変わ
るものである。以下，濃度情報（ｂ）から要求される濃
度情報（ａ）に対する補正式を得る方法について説明す
る。各画素に対する濃度情報（ｂ）が Ｕ＝（・・，ｕ-n,-n ，・・，ｕ0,0 ，・・，ｕn,n ，・・） …（１） で表され，濃度情報（ａ）が Ｙ＝（・・，ｙ-n,-n ，・・，ｙ0,0 ・・，ｙn,n ，・・） …（２） で表されるものとする。濃度情報（ａ）から（ｂ）への
レスポンス特性を式化するには，次式を当てはめて，そ
の係数（ａ-m,m，・・，ａ 0,0，・・，ａm,m ）を最小
２乗法で算出すれば良い。次数ｍの決定は，例えば，最
小２乗誤差及び各画素間の誤差が小さい適当な値となる
ようにすれば良く，この演算により，次のレスポンス特
性式が得られる。 ｕk,k ＝ａ-m,mｙ-m,m＋・・＋ａ0,0 ｙ0,0 ＋・・＋ａm,m ｙm,m …（３） 上記（３）式をＺ変換形式にすれば，次のように表すこ
とができる。 ｕk,k ＝ａ-m,mｚ1 -mｚ2 -m＋・・＋ａ0,0 ｚ1 0ｚ2 0＋・・ ＋ａm,m ｚ1 m ｚ2 m …（４） 尚，上記（４）式でｚ1 ，ｚ2 はそれぞれ画像の縦横に
対応したものである。
【００１４】一方，上記（１）式から（２）式への補正
式としては，上記と同様，各画素に対して次式を当ては
め，その係数（ｂ-L,-L ，・・，ｂ0,0 ，・・，
ｂ L,L）を最小２乗法で算出する。 ｙk,k ＝ｂ-L,-L ｕ-L,-L ＋・・＋ｂ0,0 ｕ0,0 ＋・・＋ｂ L,Lｕ L,L …（５） 上記（３）式と同様，Ｚ変換形式により（５）式を表せ
ば，次式となる。 ｙk,k ＝ｂ-L,-L ｚ1 -Lｚ2 -L＋・・＋ｂ0,0 ｚ1 0ｚ2 0＋・・ ＋ｂL,L ｚ1 L ｚ2 L …（６） ここで，上記（５）式の次数Ｌの決定は次のように行
う。即ち，いくつかのＬに対して（５）式を最小２乗法
により解き，得られた係数（ｂ-L,-L ，・・，ｂ 0,0,・
・，ｂL,L ）に対して，上記（４）及び（６）式のゲイ
ン特性をボード線図上に表し，（４）及び（５）式のゲ
イン特性を乗じた特性が所定の空間周波数範囲内で略一
定となるような次数Ｌを求めれば良い。以上の処理手順
を図４に示す。
【００１５】図１において，補正係数を記憶するメモり
３には，上記（５）式の係数（ｂ-L ,-L ，・・，ｂ0,0,
・・，ｂL,L ）が記憶されており，放射線画像が記憶
されているメモリ１から順次各画素の濃度情報Ｕ＝（・
・，ｕ-n,-n ，・・，ｕ0,0，．．，ｂn,n ，・・）が
呼び出されるに従い，ＣＰＵ２にて上記（５）式の演算
が実行され，補正が行われるようになっている。上記処
理手順を図５に示す。このように第１の発明によれば，
さまざまな空間周波数を有する被写体に対し，所定の空
間周波数範囲内でのゲイン特性が略一定に補正されるの
で，被写体の形状と濃度情報との対応がとれる。また，
第２の発明によれば，所定の空間周波数を有する予め形
状の判明している被写体のデジタル画像を入力，被写体
形状を出力として両者間の関係を近似式で近似すること
により放射線画像撮像系と画像処理系とを含めた伝達特
性の補正式が簡便に得られる。更に，上記所定の空間周
波数範囲内でゲイン特性が略一定となるような上記伝達
特性の補正式を用いて上記デジタル画像の各画素に対す
る補正演算が行われるので，被写体の形状と濃度情報と
の対応が容易にとれる。
【００１６】次に第３の発明について説明する。第３の
発明では，上記デジタル画像を得る際に，所定の空間周
波数を有する既知形状の被写体のデジタル画像データと
目標データとを空間周波数領域に変換して両データにつ
いての各空間周波数成分を求め，上記所定の空間周波数
範囲内でゲイン特性が略一定となるように両データにつ
いての各空間周波数成分の比からなる補正係数を演算
し，上記補正係数を用いて上記デジタル画像の各画素に
対する補正演算を行う点で従来例と異なる。即ち，第３
の発明では予め形状（厚さ）の判明している被写体（既
知形状の被写体に相当）をＸ線撮像することまでは，上
記第２の発明の同様であるが，ここではＸ線濃度情報Ｕ
及びＹから空間周波数領域に変換し，各空間周波数に対
するゲインを求め，補正係数を計算する。Ｘ線濃度情報
を空間周波数に変換する方法として，デジタルフーリエ
変換（以下，ＤＦＴと称す）及び離散コサイン変換（以
下，ＤＣＴと略す）があり，以下のように表される。
【数１】 ここでは濃度情報Ｕ及びＹを，上記（７）式又は（８）
式に当てはめ，各空間周波数に対するゲインをそれぞれ
計算する。ある空間周波数ωK に対する濃度情報Ｕ及び
Ｙのゲインをそれぞれｕkl，ｙkl( いずれもＦklに相
当）とすると，所定の空間周波数範囲内で略一定となる
補正係数Ｋklは，次式で表される。 Ｋkl＝ｙkl／ｕkl …（９） 上記計算を行うことにより求められた補正係数Ｋklを用
いて補正演算を行う。その処理手順を図６に示す。
【００１７】このように，第３の発明によれば，所定の
空間周波数を有する予め形状の判明している被写体のデ
ジタル画像と被写体形状とを空間周波数領域に変換して
補正係数を得るので，放射線画像撮像系と画像処理系と
を含めた補正係数が各空間周波数毎に得られる。更に，
上記変換にデジタルフーリエ変換又は離散コサイン変換
を用いれば，上記係数が精度良く求められる。更に，上
記所定の空間周波数を有する既知形状の被写体のデジタ
ル画像データを空間周波数領域に変換して求められた空
間周波数成分に，上記補正係数を乗算し，該乗算結果を
逆変換することによって，上記デジタル画像の各画素に
対する補正演算を行っても良い。この方法は，図１と同
じ構成で実現できる。但し，第３の発明である先に述べ
た方法と異なる点は補正係数及び補正演算の内容であ
り，以下詳述する。まず，放射線画像が記憶されたメモ
リ１から，ｎ×ｎ画素のブロック画像を読出し，上記
（７）式，（８）式いずれかにより，空間周波数領域へ
の変換処理をＣＰＵ２を介して実行し，各空間周波数毎
のゲインＡklを導出する。一方，補正係数が記憶された
メモリ３には，上記（７）式，（８）式のいずれかによ
り計算された（９）式の各空間周波数に対応した補正係
数Ｋklが記憶されている。補正演算としてはＣＰＵ２に
より，先ず，各空間周波数毎に次の演算を行う。 Ｆkl＝Ａkl×Ｋkl …（１０）
【００１８】次に補正された放射線画像の再現のため，
以下の逆変換を実施する。
【数２】 以上の演算をｎ×ｎ画素ブロック単位で全画素にわたっ
て実施するが，その処理手順を図７に示す。このよう
に，デジタル画像を空間周波数領域に変換して補正を行
うので，ゲイン特性を略一定とする空間周波数を容易に
設定できる。更に，上記変換デジタルフーリエ変換を用
いると共に，上記逆変換に逆デジタルフーリエ変換を用
いれば，ＣＰＵ２によるソフトウエアにてデジタルフー
リエ変換（ＤＦＴ）／逆デジタルフーリエ変換（ＩＤＦ
Ｔ）処理が行われるので，特定のハードウエアを要する
ことなく，上記補正演算を実現できる。更に，上記変換
に離散コサイン変換を用いると共に，上記逆変換に逆離
散コサイン変換を用いれば，画像圧縮等に使用される市
販の離散コサイン変換（ＤＣＴ）／逆離散コサイン変換
（ＩＤＣＴ）ＩＣが適用できるので，リアルタイムに上
記補正演算が実現できる。図２に市販のハードウエアチ
ップによるシステム構成例Ａ2 を示す。尚，空間周波数
領域への変換は，上記の他，カルーネン・リーブ変換他
種々の方式が提案されており，いずれの変換処理を行っ
ても良い。更に，上記所定の空間周波数以上では，上記
補正係数Ｋklをゼロとしても良い。即ち，所定の空間周
波数以上の周波数に対しては，画像ノイズ除去の観点か
ら，補正係数Ｋkl＝０とすることにより，画像ノイズが
除去され，且つ，所定の空間周波数範囲内で略一定のゲ
イン特性を有する画像が復元できる。
【００１９】更に，上記所定の空間周波数を有する既知
形状の被写体の目標データをＭＴＦチャートで与えても
良い。ここで，ＭＴＦとは，ＭＯＤＵＬＡＲ ＴＲＡＮ
ＳＦＥＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮの略であり，ＭＴＦチャー
トは放射線の伝達特性を測定するためのゲージに相当す
る。このＭＴＦチャートは空間周波数及び厚さが丁度良
く製作されているため，精度の良い補正係数もしくは補
正式が得られる。更に，上記補正演算が上記補正式の各
係数と上記デジタル画像の各画素との積和演算とすれ
ば，所定空間周波数範囲内でのゲイン特性が略一定であ
るような画像が精度良く復元される。第４の発明は，上
記第３の発明の方法を適用可能な装置である。本装置で
は，放射線画像撮像系からのアナログ出力を画像処理系
により処理してデジタル画像を得る際に，所定の空間周
波数を有する既知形状の被写体のデジタル画像データと
目標データとを空間周波数領域に変換して両データにつ
いての各空間周波数成分を求める変換手段と，上記所定
の空間周波数範囲内でゲイン特性が略一定となるように
両データについての各空間周波数成分の比からなる補正
係数を演算する演算手段と，上記補正係数を記憶させる
記憶手段と，上記デジタル画像データについての各空間
周波数成分を上記補正係数に乗算する乗算手段と，上記
上限結果を逆変換する逆変換手段とを具備している。そ
して，上記変換手段及び乗算手段は例えば実行形式のプ
ログラムであって，図１におけるＣＰＵ２により実行さ
れ，また記憶手段についても図１におけるメモリ３によ
り実行されることにより上記第３の発明の作用効果が得
られる。ただし，上記構成要素の一部又は全部を別のハ
ードウエア構成により具現化してもよい。引き続いて第
５の発明について説明する。
【００２０】第５の発明は，上記デジタル画像を得る際
に，該デジタル画像を所定のブロック単位で切り出して
ブロックデータを作成し，上記ブロックデータを空間周
波数領域に変換して各空間周波数成分を求め，上記所定
の空間周波数制限範囲内でゲイン特性が略一定となるよ
うに上記ブロックデータについての各周波数成分に補正
係数を乗算し，上記乗算結果を逆変換した上で合成する
ことによって上記デジタル画像の各画素に対する補正演
算を行うように構成されている点で従来例と異なる。更
に，上記ブロックデータが隣接ブロックをオーバラップ
させて切り出されたデータであるとしても良い。以下，
その手順について詳述する。デジタル画像を空間周波数
の領域に変換し，空間周波数の補正を行うブロックのサ
イズをＮ×Ｎとする。補正前の画像の各データをＩ
（ｘ，ｙ）とする画像ブロックをオーバラップさせる幅
をＸ，Ｙ方向ともＣ画素分（Ｃは２の倍数）だけとると
する。画像Ｉから，Ｎ×Ｎのブロックを切り出し，空間
周波数の補正を行うが，このブロックを切り出す時の各
画像ブロックの右上の座標を次のように定義する。 画像Ｉ（（（Ｎ−Ｃ）×ｎ），（（Ｎ−Ｃ）×ｎ））：
ｎ＝０，１，２，３，…，ｍ＝０，１，２，３，… このように切り出されたＮ×Ｎの画像を補正後，図８に
示すようにブロックの内の（Ｎ−Ｃ）×（Ｎ−Ｃ）の大
きさのブロックの画像を補正画像として採用し，それ以
外の補正画像データはブロック境界が原因となる画像劣
化を招くので切り捨てる。上記切り出し座標の設定は，
このことを考慮して設定している。各ブロックの画像を
切り出す時に上記のようにオーバラップ領域を考慮すれ
ば，補正後の各ブロック毎の画像データをＸ軸，Ｙ軸に
ついて順に記憶装置に書き込むことにより，補正画像を
容易に再合成することができる。この処理手順を図９に
示す。
【００２１】このように，デジタル画像をブロック単位
で切り出し，空間周波数領域で補正後，補正結果を合成
することにより，ブロック境界付近の画素が隣接ブロッ
クと共通になるため，隣接するブロックでは，ブロック
境界を越えて相関するようになる。これによりブロック
境界付近での画質劣化の問題を解決し，より簡便な鮮鋭
度の高い補正画像を得ることができる。更に，上記ブロ
ックデータが隣接ブロックをオーバラップして切り出さ
れたデータとすることにより，上記ブロック境界を越え
ての画素同士の相関がより顕著なものになる。更に，上
記デジタル画像の各画素に対する補正演算を行った時の
ブロック境界における画像濃度の差分が所定の許容誤差
範囲に入るように上記隣接ブロックのオーバラップ幅を
決定すれば良い。その手順について詳述する。所定の空
間周波数を有する予め形状の判明している被写体をＸ線
撮影し，デジタルＸ線透過画像を得る。例えば前記図３
に示したような予め形状の判明している矩形断面の被写
体をＸ線撮影した画像は，Ｘ線撮像系及び信号処理系の
伝達特性により，濃度情報（ａ）に比べ，（ｂ）に示す
ようにエッジ部がだれた濃度情報になる点については既
に述べた通りである。
【００２２】ここでも，各画素に対する（ｂ）の濃度情
報が Ｕ＝（・・，ｕ-n,-n ，・・，ｕ0,0 ，・・，ｕn,n ，
・・） で表され，（ａ）の濃度情報が Ｙ＝（・・，ｙ-n,-n ，・・，ｙ0,0 ，・・，ｙn,n ，
・・） で表されるものとする。更に，図３（ｂ）の濃度情報を
空間周波数について上記の方法で補正されたものが Ｔ＝（・・，ｔ-n,-n ，・・，ｔ0,0 ，・・，ｔn,n ，
・・） で表され，濃度情報Ｙと濃度情報Ｔとの差分が， Ｄ＝（・・，ｄ-n,-n ，・・，ｄ0,0 ，・・，ｄn,n ，
・・） で表されるものとする。先ず，Ｃ＝２の時の要求される
濃度情報Ｙと補正後の濃度情報Ｔとの差分Ｄのブロック
境界上での最大差分ＤTrMax が所定の許容誤差範囲に入
っていれば，Ｃ＝２に決定する。許容誤差範囲に入らな
い時は，Ｃの値を最大差分ＤTrMax が許容誤差範囲に入
るようになるまで２の倍数にて増加させる。この方法の
処理手順を図１０に示す。このように上記隣接ブロック
のオーバラップ幅を決定すれば，上記ブロック境界を越
えての画素同士の相関が最も顕著なものとなる。
【００２３】第６の発明は，上記第５の発明の方法を適
用可能な装置である。本装置では，放射線画像撮像系か
らのアナログ出力を画像処理系により処理してデジタル
画像を得る際に，被写体のデジタル画像を所定のブロッ
ク単位で切り出してブロックデータを作成するブロック
データ作成手段と，上記ブロックデータと目標データを
空間周波数領域にそれぞれ変換して両データについての
各空間周波数成分を求める変換手段と，上記所定の空間
周波数成分範囲内でゲイン特性が略一定となるように両
データについての各空間周波数成分の比からなる補正係
数を演算する補正手段と，上記補正係数を記憶する記憶
手段と，上記ブロックデータについての各周波数成分を
上記補正係数に乗算する乗算手段と，上記乗算結果を逆
変換する逆変換手段と，上記逆変換結果を合成すること
によって，上記デジタル画像の各画素に対する補正演算
を行う補正手段とを具備している。そして，上記ブロッ
クデータ作成手段，変換手段，演算手段，乗算手段，逆
変換手段，及び補正手段は例えば実行形式のプログラム
であって，図１におけるＣＰＵ２により実行され，また
記憶手段についても図１におけるメモリ３により実行さ
れることにより上記第３の発明の作用効果が得られる。
ただし，上記構成要素の一部又は全部を別のハードウエ
ア構成により具現化しても良い。その結果，いずれにつ
いても撮像された放射線画像と被写体の形状との対応を
とることにより実形状に則した検査処理を行い得る画像
処理方法及びその装置を得ることができる。尚，次のよ
うな変形例も考えられる。例えば音声データのような一
次元のデータの場合でも，上記のような伝達特性による
データの劣化があり，これを空間周波数領域で補正する
ことが求められることがある。その場合には，上記の補
正方法を一次元データの周波数補正について適用させる
ことができる。一次元の場合は，二次元の場合より簡単
で，上記の片方の座標軸についての手法を入力データ列
に適用すれば良い。
【００２４】
【発明の効果】第１の発明に係る放射線画像処理方法及
びその装置は，上記したように構成されているため，さ
まざまな空間周波数を有する被写体に対し，所定の空間
周波数範囲内でのゲイン特性が略一定に補正されるの
で，被写体の形状と濃度情報との対応がとれる。また第
２の発明では，所定の空間周波数を有する予め形状の判
明している被写体のデジタル画像を入力，被写体形状を
出力として両者間の関係を近似式で近似することにより
放射線画像撮像系と画像処理系とを含めた伝達特性の補
正式が簡便に得られる。更に，上記所定の空間周波数範
囲内でゲイン特性が略一定となるような上記伝達特性の
補正式を用いて上記デジタル画像の各画素に対する補正
演算を行えば，被写体の形状と濃度情報との対応が容易
にとれる。また第３，第４の発明では，所定の空間周波
数を有する予め形状の判明している被写体のデジタル画
像と被写体形状とを空間周波数領域に変換して補正係数
を得るので，放射線画像撮像系と画像処理系とを含めた
補正係数が各空間周波数毎に得られる。更に，上記所定
の空間周波数を有する既知形状の被写体のデジタル画像
データが空間周波数領域に変換されて求められた空間周
波数成分に上記補正係数が乗算され，該乗算結果が逆変
換されることによって，上記デジタル画像の各画素に対
する補正演算が行われる。このように，デジタル画像を
空間周波数領域に変換して補正を行うので，ゲイン特性
を略一定とする空間周波数帯を容易に設定できる。
【００２５】更に，上記所定の空間周波数以上では，上
記補正係数をゼロとすれば，画像ノイズが除去される。
これによりノイズが少なく且つ，所定の空間周波数範囲
内でのゲイン特性が略一定となるような画像が復元され
る。更に，上記所定の空間周波数を有する既知形状の被
写体の目標データをＭＴＦチャートで与えると，このＭ
ＴＦチャートは空間周波数及び厚さが精度良く製作され
るため，精度の良い補正係数若しくは補正式が得られ
る。また第５，第６の発明では，デジタル画像をブロッ
ク単位で切り出し，空間周波数領域で補正後，補正結果
を合成することにより，ブロック境界付近の画素が隣接
ブロックと共通になるため，隣接するブロックでは，ブ
ロック境界を越えて相関するようになる。これによりブ
ロック境界付近での画質劣化の問題を解決し，より簡便
な鮮鋭度の高い補正画像を得ることができる。更に，上
記ブロックデータが隣接ブロックをオーバラップして切
り出されたデータとすることにより，上記ブロック境界
を越えての画素同士の相関がより顕著なものになる。更
に，上記デジタル画像の各画素に対する補正演算を行っ
た時のブロック境界における画像濃度の差分が所定の誤
差範囲に入るように上記隣接ブロックのオーバラップ幅
を決定すれば，上記ブロック境界を越えての画素同士の
相関が最も顕著なものとなる。その結果，撮像された放
射線画像と被写体の形状との対応をとることにより実形
状に則した検査処理を行い得る画像処理方法及びその装
置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る放射線画像処理シス
テムＡ1 の概略構成を示すブロック図。
【図２】 本発明の他の実施例に係る本発明画像処理シ
ステムＡ2 の概略構成を示すブロック図。
【図３】 放射線画像処理システムＡ1 により得られた
画像の濃度情報と要求される画像の濃度情報との比較
図。
【図４】 補正式を求める処理手順を示すフロー図。
【図５】 補正演算の処理手順を示すフロー図。
【図６】 補正係数導出の処理手順を示すフロー図。
【図７】 補正係数導出及び補正演算の各処理手順を示
すフロー図。
【図８】 デジタル画像のブロック単位での切り出しの
説明図。
【図９】 画像補正の処理手順を示すフロー図。
【図１０】 オーバラップ幅を求める処理手順を示すフ
ロー図。
【図１１】 イメージインテンシファイアのレスポンス
特性例を示す図。
【符号の説明】
１…放射線画像を記憶するメモリ ２…ＣＰＵ（ブロックデータ作成手段，変換手段，演算
手段，乗算手段，逆変換手段，及び補正手段に相当） ３…補正式或いは補正係数を記憶するメモリ（記憶手段
に相当）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 5/00 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｚ (72)発明者 吉田 栄治 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 結城 滋 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 小池 史朗 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放射線画像撮像系からのアナログ出力を
    画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射線画
    像処理方法において，所定の空間周波数範囲内でゲイン
    特性が略一定となるように上記画像撮像系及び上記画像
    処理系の伝達特性を補正してなることを特徴とする放射
    線画像処理方法。
  2. 【請求項２】 放射線画像撮像系からのアナログ出力を
    画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射線画
    像処理方法において，所定の空間周波数を有する既知形
    状の被写体のデジタル画像についての周波数特性のゲイ
    ンと目標ゲインとを乗じてゲイン特性を求め，該ゲイン
    特性が所定の空間周波数範囲内で略一定となるように上
    記画像撮像系及び画像処理系の伝達特性を補正してなる
    ことを特徴とする放射線画像処理方法。
  3. 【請求項３】 上記所定の空間周波数範囲内でゲイン特
    性が略一定となるような上記伝達特性の補正式を用いて
    上記デジタル画像の各画素に対する補正演算を行う請求
    項１又は２記載の放射線画像処理方法。
  4. 【請求項４】 放射線画像撮像系からのアナログ出力を
    画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射線画
    像処理方法において，所定の空間周波数を有する既知形
    状の被写体のデジタル画像データと目標データとを空間
    周波数領域に変換して両データについての各空間周波数
    成分を求め，上記所定の空間周波数範囲内でゲイン特性
    が略一定となるように両データについて各空間周波数成
    分の比からなる補正係数を演算し，上記補正係数を用い
    て上記デジタル画像の各画素に対する補正演算を行って
    なることを特徴とする放射線画像処理方法。
  5. 【請求項５】 上記所定の空間周波数を有する既知形状
    の被写体のデジタル画像データを空間周波数領域に変換
    して求められた空間周波数成分に上記補正係数を乗算
    し，該乗算結果を逆変換することによって，上記デジタ
    ル画像の各画素に対する補正演算を行うことを特徴とす
    る請求項４記載の放射線画像処理方法。
  6. 【請求項６】 上記所定の空間周波数以上では，上記補
    正係数をゼロとすることを特徴とする請求項４又は５に
    記載の放射線画像処理方法。
  7. 【請求項７】 上記所定の空間周波数を有する既知形状
    の被写体の目標データをＭＴＦチャートで与える請求項
    ４〜６のいずれかに記載の放射線画像処理方法。
  8. 【請求項８】 放射線画像撮像系からのアナログ出力を
    画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射線画
    像処理装置において，所定の空間周波数を有する既知形
    状の被写体のデジタル画像データと目標データとを空間
    周波数領域に変換して両データについての各空間周波数
    成分を求める変換手段と，上記所定の空間周波数範囲内
    でゲイン特性が略一定となるように両データについての
    各空間周波数成分の比からなる補正係数を演算する演算
    手段と，上記補正係数を記憶する記憶手段と，上記デジ
    タル画像データについての各空間周波数成分を上記補正
    係数に乗算する乗算手段と，上記乗算結果を逆変換する
    逆変換手段とを具備してなることを特徴とする放射線画
    像処理装置。
  9. 【請求項９】 放射線画像撮像系からのアナログ出力を
    画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射線画
    像処理方法において，上記デジタル画像を所定のブロッ
    ク単位で切り出してブロックデータを作成し，上記ブロ
    ックデータを空間周波数領域に変換して各空間周波数成
    分を求め，上記所定の空間周波数成分範囲内でゲイン特
    性が略一定となるように上記ブロックデータについての
    各空間周波数成分に補正係数を乗算し，上記乗算結果を
    逆変換した上で合成することによって上記デジタル画像
    の各画素に対する補正演算を行うことを特徴とする放射
    線画像処理方法。
  10. 【請求項１０】 上記ブロックデータが隣接ブロックを
    オーバラップさせて切り出されたデータである請求項９
    記載の放射線画像処理方法。
  11. 【請求項１１】 上記デジタル画像の各画素に対する補
    正演算を行ったときのブロック境界における画像濃度の
    差分が所定の誤差範囲に入るように上記隣接ブロックの
    オーバラップ幅を決定することを特徴とする請求項１０
    記載の放射線画像処理方法。
  12. 【請求項１２】 放射線画像撮像手段からのアナログ出
    力を画像処理系により処理してデジタル画像を得る放射
    線画像処理装置において，被写体のデジタル画像を所定
    のブロック単位で切り出してブロックデータを作成する
    ブロックデータ作成手段と，上記ブロックデータと目標
    データとを空間周波数領域に変換して両データについて
    の各空間周波数成分を求める変換手段と，上記所定の空
    間周波数成分範囲内でゲイン特性が略一定となるように
    両データについての各空間周波数成分の比からなる補正
    係数を演算する演算手段と，上記補正係数を記憶する記
    憶手段と，上記ブロックデータについての各空間周波数
    成分を上記補正係数に乗算する乗算手段と，上記乗算結
    果を逆変換する逆変換手段と，上記逆変換結果を合成す
    ることによって上記デジタル画像の各画素に対する補正
    演算を行う補正手段とを具備してなることを特徴とする
    放射線画像処理装置。
  13. 【請求項１３】 上記ブロックデータ作成手段により作
    成されるブロックデータが隣接ブロックをオーバラップ
    させて切り出されたデータである請求項１２記載の放射
    線画像処理装置。
  14. 【請求項１４】 上記ブロックデータ作成手段が，上記
    デジタル画像の各画素に対する補正演算を行ったときの
    ブロック境界における画像濃度の差分が所定の誤差範囲
    に入るように上記隣接ブロックのオーバラップ幅を決定
    するオーバラップ幅決定手段を含むことを特徴とする請
    求項１３記載の放射線画像処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006263983A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成装置及び画像処理方法
CN103065280A (zh) * 2012-12-13 2013-04-24 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种短波红外探测器非均匀校正方法及装置

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