JPH09270004A - X線画像デジタル処理装置 - Google Patents

X線画像デジタル処理装置

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JPH09270004A
JPH09270004A JP8101887A JP10188796A JPH09270004A JP H09270004 A JPH09270004 A JP H09270004A JP 8101887 A JP8101887 A JP 8101887A JP 10188796 A JP10188796 A JP 10188796A JP H09270004 A JPH09270004 A JP H09270004A
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毅 尾崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 散乱線の影響を補正して、元来の被写体のコ
ントラスト・シャープさを再現し、より見易い画像を得
る。 【解決手段】 元の画像データから低周波成分を抽出す
る回路21と、着目画素の小近傍および周辺部の平均輝
度をそれぞれ算出する回路22、23と、この小近傍お
よび周辺部の平均輝度の関係から散乱線影響度Kを求め
る回路24と、Kを上記の低周波成分に乗じる乗算器2
5と、その乗算結果を元の画像データから差し引く減算
器26とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、医療などにおい
て用いられるX線画像信号をデジタル画像データに変換
して処理する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】X線TVシステムを用いて被写体(患者
の身体など)のX線透視像を電気的な画像信号として撮
像し、これをモニター装置に表示して観察することが広
く行なわれている。さらに、この画像信号をデジタル画
像データに変換して種々のデジタル画像処理を行なうこ
とも普及している。
【0003】ところで、X線は被写体中を透過するとき
にその物質内部で散乱するため、その散乱線の影響によ
り、X線透視像のコントラストが悪くなったり、あるい
はシャープさ(尖鋭度)が鈍くなったりするという、画
質低下が生じる。そのため、現状では、X線の線質を変
えて散乱しにくくしたり、あるいはX線コリメータの形
状を工夫して、コリメータでの散乱線を抑制することが
試みられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにX線の線質の調整やコリメータの工夫によって
も、被写体内の散乱線の影響による画質低下は本質的に
除去することは不可能である。
【0005】この発明は、上記に鑑み、デジタル化され
たX線透視像を処理することにより、散乱線の影響を除
去するように改善した、X線画像デジタル処理装置を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるX線画像デジタル処理装置において
は、入力されたアナログX線画像信号をA/D変換する
A/D変換手段と、デジタル化された画像信号から低周
波成分を抽出する手段と、デジタル化された画像信号か
ら、着目する画素の小近傍およびその周辺部における平
均輝度をそれぞれ求める手段と、該小近傍の平均輝度と
周辺部の平均輝度との関係を求める手段と、この関係に
応じて上記の低周波成分を調整した上で元のデジタル化
された画像信号から差し引く手段とを有することが特徴
となっている。
【0007】画像に対する散乱線の影響は、輝度の高い
部分から低い部分へとにじみだすようなものとなる。そ
こで、画像信号から低周波成分を抽出すれば、散乱線に
よる影響分を取り出すことができる。ところが、この低
周波成分には真の画像の低周波成分も含まれている。そ
こで、この取り出された低周波成分を、元の画像信号か
ら差し引くだけでは、散乱線の影響を除くことについて
は不十分である。上記のように、散乱線の影響は、画像
の輝度の高い部分から低い部分へとにじみだすようなも
のとなっているため、小領域の輝度が周辺に対して低い
ものであれば、その小領域に含まれる画素については散
乱線によって輝度が高くなり、逆に小領域の輝度が周辺
に対して高いものであれば、その小領域に含まれる画素
については散乱によって輝度が低くなるものと考えられ
る。そこで、この小領域の平均輝度と周辺部の平均輝度
との関係を求めて、これに応じて上記の低周波成分を調
整すれば、散乱線の影響をより正確に反映した信号を得
ることができ、これを元の画像信号から差し引くことに
より、散乱線の影響分を適切に除去することが可能とな
る。
【0008】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1におい
て、X線管11から発射されたX線が被写体10を透過
してイメージインテンシファイア12に入射し、X線透
過像が光学像に変換される。イメージインテンシファイ
ア12には光学系13を介してTVカメラ14が結合さ
れており、イメージインテンシファイア12の出力光学
像の画像信号が得られる。この画像信号はA/D変換器
15によりデジタル画像データに変換された後、デジタ
ル画像処理装置16に送られて種々のデジタル画像処理
を受け、その後D/A変換器17でアナログの画像信号
に戻され、TVモニター装置18に送られる。
【0009】デジタル画像処理装置16は、低周波成分
抽出回路21と、小近傍平均輝度算出回路22と、周辺
部平均輝度算出回路23と、散乱線影響度算出回路24
と、乗算器25と、減算器26とからなる散乱線除去部
20と、他の画像処理を行う画像処理部27とから構成
されている。
【0010】デジタル画像データはまず低周波成分抽出
回路21に送られ、画像の低周波成分ISが抽出され
る。この低周波成分抽出回路21は、たとえば図2の
(a)で示すようなNF×NFのマトリクスのテンプレ
ートを用いて畳み込み演算を行なうローパス空間フィル
タにより構成される。また、デジタル画像データは小近
傍平均輝度算出回路22および周辺部平均輝度算出回路
23にも送られる。
【0011】これら小近傍平均輝度算出回路22および
周辺部平均輝度算出回路23は、いずれもたとえばテン
プレートによる畳み込み演算で構成された空間フィルタ
である。小近傍平均輝度算出回路22は着目する画素の
周囲の小さい領域の平均輝度MSを求めるものであり、
周辺部平均輝度算出回路23はその周辺の比較的広い領
域での平均輝度MLを求めるものである。そのため、前
者で用いるテンプレートは図2の(b)に示すようにN
S×NSの小さいマトリクスで構成され、後者で用いる
テンプレートはそれを囲むような比較的大きなNL×N
Lで構成される。これらNS×NSおよびNL×NLの
テンプレートはすべて「1」の重みを正規化して用いて
いる。NS×NSのマトリクスは着目画素のごく近傍の
平均輝度を求めるため小さく設定し、NL×NLのマト
リクスは比較的広い範囲の平均輝度を求めるために大き
く設定することが望ましい。
【0012】散乱線影響度算出回路24は、上記で求め
たMSとMLとから各画素ごとに散乱線影響度Kを算出
する。この例では、図3に示すようなグラフを用いてM
S−MLの値からKを求める。そして、乗算器25にお
いて低周波成分ISに対して影響度Kを乗じ(IS×
K)、これを補正値ICとして減算器26に送り、元の
デジタル画像データから補正値ICを減算する。これに
より散乱線の影響が除去された画像データは画像処理部
27で、ウインドウ変換、エッジ強調などの各種のデジ
タル画像処理を受けた後、D/A変換器17に送られ、
アナログの画像信号に戻されてTVモニター装置18に
送られて表示される。
【0013】ここで、画像の1ライン上の真のデータプ
ロフィールが図4の(a)のようになる場合を想定す
る。輝度が急峻に落ち込んでいる狭い部分は、たとえば
血管造影の場合の血管部分に相当する。ところが散乱線
の影響があるということは、輝度の高い部分の周囲に輝
度の低い部分があると、その輝度の高い部分から低い部
分へとX線がにじみ出すようなものであるから、その輝
度の高い部分における輝度は低くなり、逆に輝度の低い
部分の輝度は高くなる。そこで、この散乱線の影響によ
り、実際に得られる画像データの1ライン分のプロフィ
ールは、図4の(b)のようになる。この画像データか
ら低周波成分ISを取り出すと図4の(c)のようにな
るが、これには真のデータの低周波成分と散乱の影響分
とが含まれている。
【0014】一方、MS−MLの値が正であるというこ
とは、周辺部より小近傍の画素値が大きいということで
あり、そのような場合は散乱によって画素値が真の値よ
りも低くなっていると考えられる。逆にMS−MLの値
が負であるということは、周辺部より小近傍の画素値が
小さいということであり、そのような場合は散乱によっ
て画素値が真の値よりも高くなっていると考えられる。
そのため、MS−MLの値が正のときは、画素値に対し
て散乱の影響がマイナス側に働き、逆にMS−MLの値
が負のときは、画素値に対して散乱の影響がプラス側に
働く。そこで、図3に示すようなカーブ(たとえば太
線)によりMS−MLの値に応じてKを求め、これをI
Sに乗じた上で元の画像データから差し引けばよいこと
が分かる。この図3においてMS−MLの値が0付近で
K値が0としたのは、ノイズによる影響を避けるための
不感帯を設けるためである。この図3のカーブは、X線
条件(管電圧、管電流、イメージインテンシファイアの
種類・視野等)に応じて図3の細線や点線のように変え
ることもできる。最適なカーブは、実験やコンピュータ
シュミレーションなどで求める。また、ここでは、MS
とMLとの差を用いたが、MSとMLとの比を用いて同
様のカーブからKを求めるようにしてもよい。
【0015】Kを低周波成分ISに乗じて得た補正値I
Cを図4の(d)に示すようになり、このICを元の画
像データから差し引くことにより、図4の(e)に示す
ような画像データを得ることができる。補正値ICは、
上記の通り、散乱による影響をより反映したものとなっ
ているので、散乱の影響を除いたデータを得ることが可
能となる。図4の(b)で示した元の画像データと図4
の(e)で示した補正後のデータとの比較からも分かる
通り、血管部などの急峻な細い落ち込み部のコントラス
ト・シャープさが再現され、血管部などがより見易くな
る。
【0016】なお、上記では、画素単位でKを計算して
いるが、小領域ごとにKを算出し、補間によって各画素
ごとのKを求めるようにしてもよい。また、小近傍平均
輝度MSは、上記では低周波成分の抽出処理とは別個の
処理によって求めているが、小近傍平均輝度MSは一種
のローパスフィルタ出力であるから、低周波成分抽出回
路21で得た値ISを兼用してもよい。さらに、上記で
は、低周波成分抽出回路21、小近傍平均輝度算出回路
22、周辺部平均輝度算出回路23、散乱線影響度算出
回路24等をハードウェアで構成しているかのように説
明したが、ソフトウェアによる処理で求めることももち
ろん可能である。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のX線画
像デジタル処理装置によれば、散乱線の影響を適切に除
去して、元来の被写体のコントラスト・シャープさを再
現し、より見易い、優れた画質の画像を得ることができ
る。また、量子ノイズなどの高周波ノイズ成分が強調さ
れることなく、S/N比の改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図2】テンプレートを示す模式図。
【図3】K値の算出カーブを示すグラフ。
【図4】各々のデータプロフィールを示す図。
【符号の説明】
10 被写体 11 X線管 12 イメージインテンシファイア 13 光学系 14 TVカメラ 15 A/D変換器 16 デジタル画像処理装置 17 D/A変換器 18 TVモニター装置 20 散乱線除去部 21 低周波成分抽出回路 22 小近傍平均輝度算出回路 23 周辺部平均輝度算出回路 24 散乱線影響度算出回路 25 乗算器 26 減算器 27 画像処理部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたアナログX線画像信号をA/
    D変換するA/D変換手段と、デジタル化された画像信
    号から低周波成分を抽出する手段と、デジタル化された
    画像信号から、着目する画素の小近傍およびその周辺部
    における平均輝度をそれぞれ求める手段と、該小近傍の
    平均輝度と周辺部の平均輝度との関係を求める手段と、
    この関係に応じて上記の低周波成分を調整した上で元の
    デジタル化された画像信号から差し引く手段とを備える
    ことを特徴とするX線画像デジタル処理装置。
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