JPH0969157A - 放射線画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被写体各部を透過する放射線の透過量に対応
して形成される放射線画像の画像領域の中の注目すべき
部分領域を診断性能に優れた状態で再生できるように
し、非注目部分領域のざらつきを目立ちにくくする放射
線画像処理方法の提供。 【構成】 被写体各部を透過する放射線の透過量に対応
して形成される放射線画像の画像信号に画像処理を施す
放射線画像処理方法において、前記画像信号の領域を画
像信号から求められる特徴によって複数の部分領域に区
分し、前記特徴の異なる部分領域間で前記画像処理の条
件を変えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体各部を透過する
放射線の透過量に対応して形成される放射線画像の画像
信号に画像処理を施す放射線画像処理方法に関し、詳し
くは、例えば放射線像変換パネルが蓄積記憶した放射線
像を読み出して同サイズの診断性能に優れた放射線像を
再生するために、放射線像変換パネルを励起光で走査し
て該パネルの蓄積性蛍光体層が蓄積記憶している放射線
画像情報を輝尽発光光として取り出して光電変換により
画像信号を得た後、画像信号に画像処理を施す放射線画
像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の放射線画像処理方法として、放射
線像変換パネルを励起光で走査して得られた画像信号
に、同じ強調割合の周波数処理強調を施すことが特開
昭５５−１６３４７２号公報によって、画像信号の強
度に応じて強調割合を変化させた周波数処理強調を施す
ことが特開昭５６−１１０３８号公報によって、画像
信号の強度の代わりにその原因の放射線強度に応じて強
調割合を変化させた周波数処理強調を施すことが特開昭
６０−１８８９４１号公報によって、それぞれ知られて
いる。また、画像信号に上述のような周波数処理強調以
外のノイズを除去するフィルタ処理を施すことも知られ
ている。

【０００３】の方法は、読み出し領域全体の画像の鮮
鋭性を高めるが、低信号部及び低線量部での画像のざら
つきが強調され過ぎることから視覚的にざらつきが非常
に目立つようになって、診断性能が低下し易いと言う問
題がある。及びの方法は、の問題を解決するもの
であるが、その代わりに低信号部及び低線量部以外の中
〜高信号部でのざらつきが強調され易くなるし、低信号
部及び低線量部の強調度が低いためにそれらの部分での
病変等が見落とされ易くなると言う問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の放射線画像処理方法の問題に鑑みてなされたものであ
り、例えば放射線像変換パネルから読み出される画像領
域の中の注目すべき部分領域を診断性能に優れた状態で
再生できるようにし、それ以外の非注目部分領域のざら
つきを目立ちにくくする、放射線画像処理方法の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、被写体各部を
透過する放射線の透過量に対応して形成される放射線画
像の画像信号に画像処理を施す放射線画像処理方法にお
いて、前記画像信号の領域を画像信号から求められる特
徴によって複数の部分領域に区分し、前記特徴の異なる
部分領域間で前記画像処理の条件を変えることを特徴と
する放射線画像処理方法にあり、この構成によって前記
目的を達成する。

【０００６】

【作用】即ち、本発明の放射線画像処理方法は、被写体
各部を透過する放射線の透過量に対応して形成される放
射線画像の画像領域を画像信号から求められる特徴によ
ってそれぞれ複数の画像信号を含む部分領域に区分し、
特徴の異なる部分領域間で画像処理の条件を変えるよう
にしているから、例えば部分領域の縦方向と横方向の画
像信号累積値が示す特徴によって区分した注目すべき部
分領域の画像信号には適当な強調割合の周波数処理強調
を施し、それ以外の付帯的な部分領域の画像信号にはノ
イズを除去するフィルタ処理を施すことによって、注目
すべき部分領域の画像は殆どざらつきを強調されること
なしに、鮮鋭性を強調され、それ以外の付帯的な部分領
域の画像はざらつきが目立ちにくくなるから、注目すべ
き部分領域の画像は診断性能の優れた状態に再生でき、
それ以外の付帯的な部分領域の画像は画像全体に与える
ざらつきの印象を減らして再生できる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を実施例に基づ
き説明する。

【０００８】図１は本発明の放射線画像処理方法を実施
する放射線画像記録装置の例を示す構成ブロック図、図
２は画像データをデジタル画像処理する部分のブロック
回路図、図３は放射線画像の部分領域決定方法の例を示
す説明図、図４は異なる部分領域決定方法を実施するＣ
ＰＵの構成を示すブロック回路図である。

【０００９】図１において、放射線発生源である例えば
Ｘ線照射装置１は被写体２に向けＸ線を照射し、被写体
２を透過したＸ線は例えば特開昭５９−７５００号公報
や特開昭６１−７２０９１号公報に記載されているよう
な放射線像変換パネル３に入射されて、該パネル３はそ
の蓄積性蛍光体層にＸ線像を蓄積記憶する。励起光源４
はＸ線像を蓄積記憶した放射線像変換パネル３を可視光
や赤外線等の励起光ビームにより走査露光して蓄積性蛍
光体層を輝尽発光させる。その輝尽発光光がそれ以外の
励起光等を除去するフィルタ５を通して光電変換器６に
入射され、それによって光電変換器６はＸ線像の電気信
号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部７に出力し、
Ａ／Ｄ変換部７はデジタル画像データに変換して画像処
理装置８に出力する。

【００１０】Ａ／Ｄ変換部７は図２に示したように、光
電変換器６の出力電流を電流／電圧変換器７Ａで電圧信
号に変換して、それを増幅器７Ｂで増幅した後、Ａ／Ｄ
変換器７Ｃでデジタル画像データに変換し、制御回路７
Ｄを介して画像処理装置８に出力する。ここで、増幅器
７Ｂは対数増幅器であってもよい。制御回路７Ｄは、電
流／電圧変換器７Ａ及び増幅器７Ｂの利得調整と、Ａ／
Ｄ変換器の入力ダイナミックレンジ調整とを行うと共
に、放射線画像情報の読取ゲインを総合的に調整し、所
定タイミングにて画像処理装置８に画像データを転送す
る。

【００１１】図１の画像処理装置８は画像領域区分手段
である後述の解剖学的領域決定手段９と画像処理手段１
０を備え、具体的には図２に示したように中央演算処理
部（以下、ＣＰＵと言う）２１とそれに接続した以下の
各種部材とから構成されている。

【００１２】表示制御部２３により制御されて表示する
確認用モニタ２２とフレームメモリ制御部２５により制
御されてＡ／Ｄ変換部７からのデジタル画像データ等画
像処理用データを記憶するフレームメモリ２４とが並列
に画像バスＶＢを介しＣＰＵ２１に接続されている。被
写体２の識別情報（氏名、性別、生年月日等）を入力す
るキーボード２６とその入力情報を表示する表示装置２
７とが並列にインターフェース２８を介しＣＰＵ２１に
接続されている。ＣＰＵ２１にタイミング制御信号を出
力するタイミング制御部２９もシステムバスＳＢを介し
接続されていて、タイミング制御部２９はタイミング制
御信号を前述の被写体２へのＸ線照射のためアダプタ３
０を介しＸ線照射装置１のＸ線制御部にも出力すると共
に、前述のデジタル画像データの画像処理装置８への転
送のためＡ／Ｄ変換部７の制御回路７Ｄにも出力する。

【００１３】システムバスＳＢによってタイミング制御
部２９と並列に、磁気メモリ制御部３２に制御されて未
処理の画像データや画像処理された画像データを記録す
る磁気メモリ３１もＣＰＵ２１に接続されている。画像
データは、図２に破線で示したように外部の光ディスク
装置や磁気テープ装置に記録させるようにしてもよい。
またタイミング制御部２９と並列に、例えば画像出力装
置１１やホストコンピュータと言った外部機器に対する
Ｉ／Ｏインタフェース３３と制御プログラム等を記憶し
たＲＯＭ３４もＣＰＵ２１に接続されている。

【００１４】このＣＰＵ２１が図１の解剖学的領域決定
手段９と画像処理手段１０を備えていて、システムバス
ＳＢを介してＲＯＭ３４から制御プログラムを読み込む
と共に、画像バスＶＢとフレームメモリ制御部２５を介
してフレームメモリ２４からオリジナル画像データを読
み込んで、制御プログラムに従い以下述べるような画像
領域の区分と、区分された部分領域間で条件を変えた画
像処理とを行う。

【００１５】前述のように放射線像変換パネル３から読
取られたＸ線画像が図３のＡに示したような胸部画像で
あった場合、その画像データには斜影を施したａ部のよ
うな全く不要な部分が存在する。また、診断を必要とす
る範囲が破線で囲んだ肺野部であった場合には、ａ部と
肺野部との中間部分も準不要部分と言うことになる。し
かるに、前述の従来の放射線画像処理方法のように、全
体の画像データを一律な条件で画像処理すると、準不要
部分や不要部分によって肝心の肺野部が鮮鋭性や粒状性
の低下した診断性能の劣ったものになることがあるか
ら、ＣＰＵ２１は解剖学的領域決定手段９で放射線像変
換パネル３から読み取られた画像データにより肺野部領
域とそれ以外の領域を決定し、画像処理手段１０で画像
データに肺野部領域とそれ以外の領域とで異なる条件の
画像処理を施すことによって、肺野部のみ鮮鋭性を上
げ、それ以外の部分の粒状性を上げることで診断性能を
向上させ、かつ画像全体に与えるざらつきの印象を減ら
した再生を可能にする。

【００１６】図３によって解剖学的領域決定手段９の肺
野部領域決定方法を説明すると、以下の（１）〜（７）
の処理を行って決定する。

【００１７】（１）図３Ａの範囲の画像データの中の全
体に対して画像処理に影響が小さい例えば画像領域の
上、下端からそれぞれ約１／３の領域の上部と下部とを
除くようにして、その中間部分の縦方向のプロジェクシ
ョン値（画像データの一方向の累積値）を図３のＢに示
したように求める。

【００１８】（２）図３Ｂのプロジェクション値曲線の
中央１／３の範囲（図３ＡのＸ／３〜２Ｘ／３の範囲）
でプロジェクション値が最小値ＰＣを示すＸ方向位置を
正中線のコラムＸＣとする。

【００１９】（３）図３Ａの範囲の右側及び左側の１／
３のコラム（図３Ａの０〜Ｘ／３の範囲と２Ｘ／３〜Ｘ
の範囲）に対応する図３Ｂのプロジェクション値曲線を
それぞれ中央側から外側即ち左側及び右側に向かって移
動して各移動点のプロジェクション値と後述の閾値Ｔ
Ｒ、ＴＬとを比較し、プロジェクション値が最初に後述
の閾値ＴＲ、ＴＬ以下になったＸ位置のＸＲ、ＸＬを肺
野部領域の左端及び右端として決定する。

【００２０】閾値ＴＲ、ＴＬは、図３Ｂのプロジェクシ
ョン値曲線における正中線ＸＣの最小値ＰＣと、その左
側と右側の極大値ＰＲＸとＰＬＸから、下記式によって
求められる。

【００２１】 ＴＬ＝｛（Ｋ１−１）×ＰＬＸ＋ＰＣ｝／Ｋ１ ＴＲ＝｛（Ｋ２−１）×ＰＲＸ＋ＰＣ｝／Ｋ２ なお、Ｋ１、Ｋ２は定数であり、例えばＫ１＝Ｋ２＝５
に設定される。

【００２２】（４）例えば図３Ａの正中線ＸＣから左端
までの間の画像データにより右胸部の横方向のプロジェ
クション値を図３のＣのように求める。

【００２３】（５）図３Ｃのプロジェクション値曲線を
中央部（図３ＡのＹ／２位置）から上方と下方に向かっ
てそれぞれ移動して各移動点のプロジェクション値を後
述の上方移動点に対する閾値ＴＴまたは下方移動点に対
する閾値ＴＢと比較し、上方移動点のプロジェクション
値が最初に閾値ＴＴ以下になったＹ位置のＹＴと下方移
動点のプロジェクション値が最初に閾値ＹＢ以下になっ
たＹ位置のＹＢを求めて、ＹＴを右肺野部の上端、ＹＢ
を下端と決定する。

【００２４】閾値ＴＴ、ＴＢは、Ｙ／４〜Ｙ／２とＹ／
２〜４Ｙ／５の範囲でそれぞれ求められる図３Ｃのプロ
ジェクション値の最大値ＰＴＸとＰＢＸ及び、それら最
大値のＹ位置より上方または下方でそれぞれ求められる
プロジェクション値の最小値ＰＴＮとＰＢＮとから、下
記式によって求められる。

【００２５】 ＴＴ＝｛（Ｋ３−１）×ＰＴＸ＋ＰＴＮ｝／Ｋ３ ＴＲ＝｛（Ｋ４−１）×ＰＢＸ＋ＰＢＮ｝／Ｋ４ なお、Ｋ３、Ｋ４は定数であり、例えばＫ３＝１０、Ｋ
４＝６に設定される。

【００２６】（６）図３Ａの正中線ＸＣから右端までの
間の画像データについても前記（４）、（５）と同様に
行って左肺野部の上端と下端を決定する。

【００２７】（７）求められた右肺野部と左肺野部の上
端と下端をそれぞれ比較して、そのうちの上方に位置す
る上端と下方に位置する下端を肺野部領域の上端及び下
端と決定する。

【００２８】以上により肺野部領域が決定される。

【００２９】上述の例に限らず、図３ＢのＸＲより左と
ＸＬより右のプロジェクション値の極小値のＸ位置を肺
野部領域の右端及び左端とし、図３Ｃのプロジェクショ
ン値ＰＴＮとＰＢＮのＹ位置を右肺野部または左肺野部
の上端及び下端として肺野部領域の上端と下端を求めて
もよい。また例えば、被写体２がペースメーカー使用患
者や片肺患者のときのように、肺野部の画像が左右で大
きく異なる場合は、左右の肺野部領域の上端と下端の
うち少なくとも大きく異なる方については平均値または
中央部側の値を上端または下端と決定するか、図２の
画像モニタ２２等を利用して肺野部領域を指定するか、
異なる数種類の方法で肺野部領域を求めて、それらの
平均領域或いは最も中央部側の領域を肺野部領域とする
ことによって、肺野部画像の診断性能が低下することを
防止できる。

【００３０】また画像の鮮鋭性を向上させる部分領域を
決定するのは、例えばＣＰＵ２１に図４に示した構成の
ものを用いて、画像データを２値化することによっても
実施できる。それによれば、オリジナルの画像データは
まず２値化部４２で所定の閾値と比較されて２値化さ
れ、画素毎に識別符号を付与される。例えば閾値以上の
画素には識別符号１が付与され、閾値未満の画素には識
別符号０が付与される。

【００３１】閾値は閾値設定部４１で設定され、閾値の
初期値は画像領域の画像データから設定される。例え
ば、関心領域としての肺野部領域の最大画像データ（最
大信号値）を検出するためには、２値化のための閾値を
大きい方から徐々に最適な閾値方向に減少させる必要が
あるので、初期値としては、被写体から外れた部分の多
くを排除したような有効画像領域の略中央部の８×８の
画素の最大信号値に１００を加算したものを決定する。

【００３２】閾値を最適閾値方向に徐々に減少させる場
合は、初期値を最適閾値よりも大きい値にすればよいか
ら、画像領域全体の信号値の最大値を初期値としても良
いが、それは初期値と最適閾値との差が大きくて処理時
間が長くなるので好ましくない。初期値の設定方法の他
例として、有効画像領域の略中央部の数ラインの素抜け
部を除いた画像データの極大値を求め、それを初期値に
設定する方法、有効画像領域内の信号値のヒストグラム
を求め、そのヒストグラムの素抜け部を除いた最大値を
初期値に設定する方法、累積ヒストグラムの所定パーセ
ントの信号値を初期値に設定する方法等がある。

【００３３】反対に、閾値を小さい方から最適閾値方向
に徐々に増大させるときには、最適閾値より小さな値を
初期値に設定する必要があるから、画像データ所定範囲
の最小値を初期値に設定しても良いが、前記と同様な理
由により、画像毎の特性に従って初期値を設定すること
が望ましい。

【００３４】２値化処理は、図３で述べたように放射線
画像中に不要な部分があったり、Ｘ線の照射部が規制さ
れていたり、被写体に対して特別の情報がある場合に
は、全体画像領域を対象として行わず有効画像領域のみ
について行うようにしてもよい。しかし、そのような状
況でない場合は画像全体を対象として行うのが好まし
い。

【００３５】ラベリング部４３は識別符号を付与された
画像データに識別符号の連続性を判断してラベリング処
理を行う。具体的には、例えば識別符号１の画素が隣合
って複数連続するとき、その連続する画素群の全画素に
同一の例えばラベルＡを付与し、他の部分において識別
符号１の画素が隣合って複数連続すれば、その連続する
画素群の全画素に他のラベルＢを付与する。この操作
は、連続する全ての画素群について行われる。ここで、
画素が隣合って複数連続するとは、所定画素に隣合う上
下左右方向の画素が同一識別符号の場合と、さらに上記
方向に加え斜め上下方向の画素が同一識別符号の場合と
を含めて言う。

【００３６】ラベリング処理を行う場合には、前記識別
符号の連続性に加えて連続する画素の数を判断基準に加
え、例えばｎ個以上（ｎは２以上の整数）の画素が連続
している画素群にのみラベルを付与してもよい。また、
ラベリングは両方の識別符号について行っても良いが、
目的によって片方のみを用いるのが好ましい。具体的に
は、画像データから最大値を求めたい場合には識別符号
１の連続画素群についてのみラベリングを行うほうがよ
いし、最小値を求めたい場合には識別符号０の連続画素
群についてのみラベリングを行うほうがよい。

【００３７】画像領域判定部４４においては、ラベリン
グされた画像領域の中から所望の画像領域を決定する。
具体的には、複数のラベリングされた連続画素群の中か
ら、例えば放射線画像におけるそれらの位置や信号の大
きさの情報に基づいて目的とする連続画素群、即ち、所
望の画像領域を選択する。選択された連続画素群は、１
つでもよいし複数であってもよい。なお、所望の画像領
域が求められなかった場合には、その情報により閾値設
定部４１で閾値を適当に小さくまたは大きく変えて、そ
の変えた閾値による２値化処理から所望の画像領域を選
択するまでを繰り返す。したがって、閾値設定部４１と
２値化部４２とラベリング部４３と画像領域判定部４４
とが部分領域区分手段である図１の例の解剖学的領域決
定手段９に相当する。

【００３８】以上述べたように画像の鮮鋭性を向上させ
る部分領域を決定したら、図１の画像処理手段１０また
は図４の画像処理部４５は肺野部領域または選択された
所望の画像領域の画像データに対しては、例えばオリジ
ナルの画像データＳｏを強調係数Ｋ（Ｋは正数で好まし
くは３以上）とオリジナルの画像データＳｏの画素を中
心位置にしたｍ×ｍ画素（ｍは３以上好ましくは１５以
下の奇数）のオリジナル画像データの平均値Ｓｍとを用
いてＳｈ＝Ｓｏ＋Ｋ（Ｓｏ−Ｓｍ）でＳｈに周波数強調
変換する画像処理を施し、それ以外画像領域の画像デー
タに対しては、例えばオリジナルの画像データＳｏをそ
の画素を中心位置にしたｎ×ｎ画素（ｎは３以上好まし
くは１５以下の奇数）のオリジナル画像データの平均値
Ｓｎに変換するｎ×ｎフィルタ処理即ち非鮮鋭マスク処
理である画像処理を施す。

【００３９】上述の例に限らず、周波数強調処理する特
定領域が複数領域であっても、それら複数の領域間で強
調係数Ｋや平均値Ｓｍのｍの値が異なっても、それ以外
の領域の画像処理が強調係数Ｋを０或いは０に近い値に
した周波数強調処理であっても、特定領域の画像処理が
強調係数Ｋを０にして、それ以外の領域の画像処理が非
鮮鋭マスク処理であってもよい。画像処理手段１０また
は画像処理部４５で以上のような画像処理をされた画像
データは、画像出力装置１１やプリンタに出力されて、
肺野部領域や選択された所望領域の鮮鋭性が上がり診断
性能を向上させ、かつそれ以外の部分の粒状性が上がり
画像全体に与えるざらつきの印象を減らした放射線画像
を再生させる。

【００４０】特開昭５８−６７２４０号公報に開示され
るような「先読み」によって得られた画像データを用い
て肺野部領域や所望の画像領域を決定して、「本読み」
によって得られた画像データをそれら領域とそれ以外の
領域とで画像処理条件を変え画像処理してもよい。ま
た、上記実施例では画像処理として周波数強調処理と非
鮮鋭マスク処理を行っているが、階調処理を取り上げて
もよいことは言うまでもない。放射線画像が人体胸部正
面画像に限られるものでないことも勿論である。

【００４１】以上は関心領域を認識して、関心領域の内
外で画像処理条件、具体的には周波数処理条件を変更す
ることで関心領域の診断性能を向上させ、かつそれ以外
の部分のざらつきの印象を減らすものであるが、これを
応用することで他の方法でも診断性能を向上させること
ができる。具体的には、 関心領域内外で補間処理の補間処理倍率を変え、関心
領域内のみを解像度を上げることで、データ量増加をあ
る程度に抑えたままで診断性能を向上させる。

【００４２】領域内のノイズ値によって、ざらつきを
目立ちにくくするフィルタの種類を変え、診断性能を向
上させる。

【００４３】等が可能となる。

【００４４】また、上記以外でも、領域の代わりに、信
号値／コントラスト／分散値／差分値／ノイズ値／情報
量等の変化に応じ、読取条件／フィルタサイズ／フィル
タ種類／フィルタの重み係数／解像度／補間の種類／変
調度等を変えることで、診断性能の向上を可能とする。

【００４５】

【発明の効果】本発明の放射線画像処理方法によれば、
放射線像変換パネルから読み出された画像領域を画像信
号から求められる特徴によって部分領域に区分して、例
えば鮮鋭性を強調すべき部分領域の画像信号には適当な
強調割合の周波数処理強調を施し、それ以外の付帯的な
部分領域の画像信号にはノイズを除去するフィルタ処理
を施すように、特徴の異なる部分領域間で画像処理の条
件を変えるようにしているから、診断対象画像を非常に
診断性能の優れた状態に、かつそれ以外の領域をざらつ
きの印象を減らした状態に再生可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射線画像処理方法を実施する放射線
画像記録装置の例を示す構成ブロック図。

【図２】画像データをデジタル画像処理する装置のブロ
ック回路図。

【図３】放射線画像の部分領域決定方法の例を示す説明
図。

【図４】異なる部分領域決定方法を実施するＣＰＵの構
成を示すブロック回路図。

【符号の説明】

１ Ｘ線照射装置 ２ 被写体 ３ 放射線像変換パネル ４ 励起光源 ６ 光電変換器 ７ Ａ／Ｄ変換部 ８ 画像処理装置 ９ 解剖学的領域決定手段 １０ 画像処理手段 １１ 画像出力装置 ２１ ＣＰＵ ４１ 閾値設定部 ４２ ２値化部 ４３ ラベリング部 ４４ 画像領域判定部 ４５ 画像処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体各部を透過する放射線の透過量に
   対応して形成される放射線画像の画像信号に画像処理を
   施す放射線画像処理方法において、前記画像信号の領域
   を画像信号から求められる特徴によって複数の部分領域
   に区分し、前記特徴の異なる部分領域間で前記画像処理
   の条件を変えることを特徴とする放射線画像処理方法。
2. 【請求項２】 前記画像信号の領域が、前記部分領域の
   画像信号に周波数強調処理の画像処理を施す要部領域
   と、前記部分領域の画像信号にフィルタ処理の画像処理
   を施す非要部領域とに区分されることを特徴とする請求
   項１に記載の放射線画像処理方法。
3. 【請求項３】 前記画像信号の領域が、前記部分領域の
   画像信号に何も処理を行わない要部領域と、前記部分領
   域の両像信号にフィルタ処理の画像処理を施す非要部領
   域とに区分されることを特徴とする請求項１に記載の放
   射線画像処理方法。