JPH1063836A - 画像の強調処理方法および装置 - Google Patents
画像の強調処理方法および装置Info
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- JPH1063836A JPH1063836A JP8216330A JP21633096A JPH1063836A JP H1063836 A JPH1063836 A JP H1063836A JP 8216330 A JP8216330 A JP 8216330A JP 21633096 A JP21633096 A JP 21633096A JP H1063836 A JPH1063836 A JP H1063836A
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/20—Image enhancement or restoration using local operators
- G06T5/30—Erosion or dilatation, e.g. thinning
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/70—Denoising; Smoothing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/73—Deblurring; Sharpening
- G06T5/75—Unsharp masking
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/20—Special algorithmic details
- G06T2207/20172—Image enhancement details
- G06T2207/20192—Edge enhancement; Edge preservation
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像強調処理装置において、照射放射線量が
少ない画像において放射線ノイズに起因する強調処理が
なされるのを防止する。 【解決手段】 画像情報入力手段60が入力されたオリジ
ナル画像信号Ｓorg に基づいて照射放射線量に対応する
Ｓ値およびＬ値を求め、このＳ値およびＬ値に基づいて
補正手段50が、エッジ信号Ｓedgeと所定の強調係数βと
が対応付けられた変換テーブル16を補正する。
少ない画像において放射線ノイズに起因する強調処理が
なされるのを防止する。 【解決手段】 画像情報入力手段60が入力されたオリジ
ナル画像信号Ｓorg に基づいて照射放射線量に対応する
Ｓ値およびＬ値を求め、このＳ値およびＬ値に基づいて
補正手段50が、エッジ信号Ｓedgeと所定の強調係数βと
が対応付けられた変換テーブル16を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像の強調処理方法
および装置に関し、詳細には画像の強調度合いを調整す
る方法および装置に関するものである。
および装置に関し、詳細には画像の強調度合いを調整す
る方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、種々の画像取得方法により得
られた原画像を表す画像信号（オリジナル画像信号とい
う）に対して、階調処理や周波数処理等の画像処理を施
し、画像の観察読影性能を向上させることが行われてい
る。特に人体を被写体とした放射線画像のような医用画
像の分野においては、医師等の専門家が、得られた画像
に基づいて患者の疾病や傷害の有無を的確に診断する必
要があり、その画像の読影性能を向上させる画像処理は
不可欠なものとなっている。
られた原画像を表す画像信号（オリジナル画像信号とい
う）に対して、階調処理や周波数処理等の画像処理を施
し、画像の観察読影性能を向上させることが行われてい
る。特に人体を被写体とした放射線画像のような医用画
像の分野においては、医師等の専門家が、得られた画像
に基づいて患者の疾病や傷害の有無を的確に診断する必
要があり、その画像の読影性能を向上させる画像処理は
不可欠なものとなっている。
【０００３】この画像処理のうち、いわゆる周波数強調
処理としては、例えば特開昭61-169971 号に示されるよ
うに、原画像の濃度値等の画像信号（以下、原画像信号
またはオリジナル画像信号という）Ｓorg を、 Ｓproc＝Ｓorg ＋β×（Ｓorg −Ｓus） （１） なる画像信号Ｓprocに変換するものが知られている。
処理としては、例えば特開昭61-169971 号に示されるよ
うに、原画像の濃度値等の画像信号（以下、原画像信号
またはオリジナル画像信号という）Ｓorg を、 Ｓproc＝Ｓorg ＋β×（Ｓorg −Ｓus） （１） なる画像信号Ｓprocに変換するものが知られている。
【０００４】ここでβは周波数強調係数、Ｓusは非鮮鋭
マスク（いわゆるボケマスク）信号である。このボケマ
スク信号Ｓusは、２次元に配置された画素に対して原画
像信号Ｓorg を中心画素とするＮ列×Ｎ行（Ｎは奇数）
の画素マトリクスからなるマスク、すなわちボケマスク
を設定し、 Ｓus＝（ΣΣＳorg ）／Ｎ2 （２） （ただし、ΣΣＳorg はボケマスク内の画素の原画像信
号の和）等として求められる超低空間周波数成分であ
る。
マスク（いわゆるボケマスク）信号である。このボケマ
スク信号Ｓusは、２次元に配置された画素に対して原画
像信号Ｓorg を中心画素とするＮ列×Ｎ行（Ｎは奇数）
の画素マトリクスからなるマスク、すなわちボケマスク
を設定し、 Ｓus＝（ΣΣＳorg ）／Ｎ2 （２） （ただし、ΣΣＳorg はボケマスク内の画素の原画像信
号の和）等として求められる超低空間周波数成分であ
る。
【０００５】式（１）の第２項括弧内の値（Ｓorg −Ｓ
us）は、原画像信号Ｓorg から超低空間周波数成分であ
るボケマスク信号Ｓusを減算したものであるから、原画
像信号Ｓorg のうちの、超低空間周波数成分を除去した
比較的高い周波数成分を選択的に抽出したものを意味す
る。
us）は、原画像信号Ｓorg から超低空間周波数成分であ
るボケマスク信号Ｓusを減算したものであるから、原画
像信号Ｓorg のうちの、超低空間周波数成分を除去した
比較的高い周波数成分を選択的に抽出したものを意味す
る。
【０００６】この比較的高い周波数成分に周波数強調係
数βを乗じたうえで、オリジナル画像信号を加算するこ
とにより、原画像のうちこの比較的高い周波数成分だけ
を選択的に、かつ相対的に強調・抑制（鮮鋭度の調整）
を行なうことができる。
数βを乗じたうえで、オリジナル画像信号を加算するこ
とにより、原画像のうちこの比較的高い周波数成分だけ
を選択的に、かつ相対的に強調・抑制（鮮鋭度の調整）
を行なうことができる。
【０００７】一方、原画像のうち異常な陰影等の特定の
画像部分やエッジ部分だけを選択的に抽出する、モーフ
ォロジー（Morphology；モフォロジーまたはモルフォロ
ジーとも称する）のアルゴリズムに基づく処理（以下、
モーフォロジー演算またはモーフォロジー処理という）
が知られている。
画像部分やエッジ部分だけを選択的に抽出する、モーフ
ォロジー（Morphology；モフォロジーまたはモルフォロ
ジーとも称する）のアルゴリズムに基づく処理（以下、
モーフォロジー演算またはモーフォロジー処理という）
が知られている。
【０００８】このモーフォロジー処理は、特に乳癌にお
ける特徴的形態である微小石灰化像を検出するのに有効
な手法として研究されているが、対象画像としてはこの
ようなマンモグラムにおける微小石灰化像に限るもので
はなく、検出しようとする特定の画像部分（異常陰影
等）の大きさや形状が予めある程度分かっているものに
ついては、いかなる画像に対しても適用することができ
るものである。
ける特徴的形態である微小石灰化像を検出するのに有効
な手法として研究されているが、対象画像としてはこの
ようなマンモグラムにおける微小石灰化像に限るもので
はなく、検出しようとする特定の画像部分（異常陰影
等）の大きさや形状が予めある程度分かっているものに
ついては、いかなる画像に対しても適用することができ
るものである。
【０００９】そしてこのモーフォロジー処理は、抽出し
ようとする画像部分の大きさに応じて設定される構造要
素（マスク）Ｂおよびマルチスケールλとを用いて行な
う処理であり、（１）石灰化像そのものの抽出に有効で
あること、（２）複雑なバックグラウンド情報に影響さ
れにくいこと、（３）抽出した石灰化像がひずまないこ
と、などの特徴がある。
ようとする画像部分の大きさに応じて設定される構造要
素（マスク）Ｂおよびマルチスケールλとを用いて行な
う処理であり、（１）石灰化像そのものの抽出に有効で
あること、（２）複雑なバックグラウンド情報に影響さ
れにくいこと、（３）抽出した石灰化像がひずまないこ
と、などの特徴がある。
【００１０】すなわち、この手法は一般の微分処理に比
べて、石灰化像のサイズ・形状・濃度分布などの幾何学
的情報をより良く保って検出することができる方法であ
る。以下、このモーフォロジー処理の概要を、マンモグ
ラムにおける微小石灰化像の検出に適用した例について
説明する。
べて、石灰化像のサイズ・形状・濃度分布などの幾何学
的情報をより良く保って検出することができる方法であ
る。以下、このモーフォロジー処理の概要を、マンモグ
ラムにおける微小石灰化像の検出に適用した例について
説明する。
【００１１】（モーフォロジーの基本演算）モーフォロ
ジー処理は一般的にはＮ次元空間における集合論として
展開されるが、直感的な理解のために２次元の濃淡画像
を対象として説明する。
ジー処理は一般的にはＮ次元空間における集合論として
展開されるが、直感的な理解のために２次元の濃淡画像
を対象として説明する。
【００１２】濃淡画像を座標（ｘ，ｙ）の点が濃度値ｆ
（ｘ，ｙ）に相当する高さをもつ空間とみなす。ここ
で、濃度値ｆ（ｘ，ｙ）は、濃度が低い（ＣＲＴに表示
した場合には輝度が高い）程大きな画像信号値となる高
輝度高信号レベルの信号とする。
（ｘ，ｙ）に相当する高さをもつ空間とみなす。ここ
で、濃度値ｆ（ｘ，ｙ）は、濃度が低い（ＣＲＴに表示
した場合には輝度が高い）程大きな画像信号値となる高
輝度高信号レベルの信号とする。
【００１３】まず、簡単のため上記２次元の濃淡画像の
断面に相当する１次元の関数ｆ（ｘ）を考える。モーフ
ォロジー演算に用いる構造要素ｇ（前述のＢに相当）は
次式（３）に示すように、原点について対称な対称関数
断面に相当する１次元の関数ｆ（ｘ）を考える。モーフ
ォロジー演算に用いる構造要素ｇ（前述のＢに相当）は
次式（３）に示すように、原点について対称な対称関数
【００１４】
【数１】
【００１５】であり、定義域内で値が０で、その定義域
Ｇが下記式（４）であるとする。
Ｇが下記式（４）であるとする。
【００１６】
【数２】
【００１７】このとき、モーフォロジー演算の基本形は
式（５）〜（８）に示すように、非常に簡単な演算とな
る。
式（５）〜（８）に示すように、非常に簡単な演算とな
る。
【００１８】
【数３】
【００１９】すなわち、ダイレーション（dilation）処
理は、注目画素を中心とした、±ｍ（構造要素Ｂに応じ
て決定される値であって、図４中のマスクサイズに相
当）の幅の範囲内の最大値を探索する処理であり（図４
（Ａ）参照）、一方、エロージョン（erosion ）処理
は、注目画素を中心とした、±ｍの幅の範囲内の最小値
を探索する処理である（図４（Ｂ）参照）。このことか
らダイレーション処理を最大値処理、エロージョン処理
を最小値処理とも称するものとする。
理は、注目画素を中心とした、±ｍ（構造要素Ｂに応じ
て決定される値であって、図４中のマスクサイズに相
当）の幅の範囲内の最大値を探索する処理であり（図４
（Ａ）参照）、一方、エロージョン（erosion ）処理
は、注目画素を中心とした、±ｍの幅の範囲内の最小値
を探索する処理である（図４（Ｂ）参照）。このことか
らダイレーション処理を最大値処理、エロージョン処理
を最小値処理とも称するものとする。
【００２０】また、オープニング（opening ）処理はエ
ロージョン処理後にダイレーション処理を行なう処理、
すなわち最小値の探索の後に最大値を探索する処理であ
り、クロージング（closing ）処理は、ダイレーション
処理後にエロージョン処理を行なう処理、すなわち最大
値の探索の後に最小値を探索する処理に相当する。
ロージョン処理後にダイレーション処理を行なう処理、
すなわち最小値の探索の後に最大値を探索する処理であ
り、クロージング（closing ）処理は、ダイレーション
処理後にエロージョン処理を行なう処理、すなわち最大
値の探索の後に最小値を探索する処理に相当する。
【００２１】つまりオープニング処理は、低輝度側から
濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ２ｍより
空間的に狭い範囲で変動する凸状の濃度変動部分（周囲
部分よりも輝度が高い部分）を取り除くことに相当する
（図４（Ｃ）参照）。一方、クロージング処理は、高輝
度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ
２ｍより空間的に狭い範囲で変動する凹状の濃度変動部
分（周囲部分よりも輝度が低い部分）を取り除くことに
相当する（図４（Ｄ）参照）。
濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ２ｍより
空間的に狭い範囲で変動する凸状の濃度変動部分（周囲
部分よりも輝度が高い部分）を取り除くことに相当する
（図４（Ｃ）参照）。一方、クロージング処理は、高輝
度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ
２ｍより空間的に狭い範囲で変動する凹状の濃度変動部
分（周囲部分よりも輝度が低い部分）を取り除くことに
相当する（図４（Ｄ）参照）。
【００２２】なお、構造要素ｇが原点に対して対称では
ない場合の、式（５）に示すダイレーション演算をミン
コフスキー（Minkowski ）和、式（６）に示すエロージ
ョン演算をミンコフスキー差という。
ない場合の、式（５）に示すダイレーション演算をミン
コフスキー（Minkowski ）和、式（６）に示すエロージ
ョン演算をミンコフスキー差という。
【００２３】ここで、濃度の高いもの程大きな値となる
高濃度高信号レベルの信号の場合においては、濃度値ｆ
（ｘ）の画像信号値が高輝度高信号レベルの場合に対し
て大小関係が逆転するため、高濃度高信号レベルの信号
に対するダイレーション処理と高輝度高信号レベルに対
するエロージョン処理（図４（Ｂ））とは一致し、高濃
度高信号レベルの信号に対するエロージョン処理と高輝
度高信号レベルに対するダイレーション処理（図４
（Ａ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対す
るオープニング処理と高輝度高信号レベルに対するクロ
ージング処理（図４（Ｄ））とは一致し、高濃度高信号
レベルの信号に対するクロージング処理と高輝度高信号
レベルに対するオープニング処理（図４（Ｃ））とは一
致する。
高濃度高信号レベルの信号の場合においては、濃度値ｆ
（ｘ）の画像信号値が高輝度高信号レベルの場合に対し
て大小関係が逆転するため、高濃度高信号レベルの信号
に対するダイレーション処理と高輝度高信号レベルに対
するエロージョン処理（図４（Ｂ））とは一致し、高濃
度高信号レベルの信号に対するエロージョン処理と高輝
度高信号レベルに対するダイレーション処理（図４
（Ａ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対す
るオープニング処理と高輝度高信号レベルに対するクロ
ージング処理（図４（Ｄ））とは一致し、高濃度高信号
レベルの信号に対するクロージング処理と高輝度高信号
レベルに対するオープニング処理（図４（Ｃ））とは一
致する。
【００２４】以上の各モーフォロジー処理（オープニン
グ処理、クロージング処理、ダイレーション処理、エロ
ージョン処理）により得られた信号値（図４の各破線で
示したグラフ）を、以下、モーフォロジー信号Ｓmor と
いう。
グ処理、クロージング処理、ダイレーション処理、エロ
ージョン処理）により得られた信号値（図４の各破線で
示したグラフ）を、以下、モーフォロジー信号Ｓmor と
いう。
【００２５】また、本項では高輝度高信号レベルの画像
信号（輝度値）の場合について説明する。
信号（輝度値）の場合について説明する。
【００２６】（石灰化陰影検出への応用）石灰化陰影の
検出には、原画像から平滑化した画像を引き去る差分法
が考えられる。単純な平滑化法では石灰化陰影と細長い
形状の非石灰化陰影（乳腺、血管および乳腺支持組織
等）との識別が困難であるため、東京農工大の小畑ら
は、多重構造要素を用いたオープニング演算に基づく下
記式（９）で表されるモーフォロジーフィルターを提案
している（「多重構造要素を用いたモルフォロジーフィ
ルタによる微小石灰化像の抽出」電子情報通信学会論文
誌 D-II Vol.J75-D-II No.7 P1170 〜1176 1992年７
月、「モルフォロジーの基礎とそのマンモグラム処理へ
の応用」MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY Vol.12 No.1 Jan
uary 1994 等）。
検出には、原画像から平滑化した画像を引き去る差分法
が考えられる。単純な平滑化法では石灰化陰影と細長い
形状の非石灰化陰影（乳腺、血管および乳腺支持組織
等）との識別が困難であるため、東京農工大の小畑ら
は、多重構造要素を用いたオープニング演算に基づく下
記式（９）で表されるモーフォロジーフィルターを提案
している（「多重構造要素を用いたモルフォロジーフィ
ルタによる微小石灰化像の抽出」電子情報通信学会論文
誌 D-II Vol.J75-D-II No.7 P1170 〜1176 1992年７
月、「モルフォロジーの基礎とそのマンモグラム処理へ
の応用」MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY Vol.12 No.1 Jan
uary 1994 等）。
【００２７】
【数４】
【００２８】ここでＢi （ｉ＝１，２，…，Ｍ）は、直
線状のＭ個（例えば図７に示すものではＭ＝４）の構造
要素（これらＭ個の構造要素の全体をもって多重構造要
素という）である。構造要素Ｂi を検出対象である石灰
化陰影よりも大きく設定すれば、上記オープニング演算
による処理で、構造要素Ｂi よりも細かな信号変化部分
（空間的に狭い範囲で変動する画像部分）であって周囲
よりも輝度値の大きい凸状の部分である石灰化陰影は取
り除かれる。一方、細長い形状の非石灰化陰影はその長
さが構造要素Ｂi よりも長く、その傾きが４つの構造要
素Ｂi のいずれかに一致すればオープニング処理（式
（９）の第２項の演算）をしてもそのまま残る。したが
ってオープニング処理によって得られた平滑化画像（石
灰化陰影のみが取り除かれた画像）を原画像ｆから引き
去ることで、小さな石灰化陰影のみが含まれる画像が得
られる。これが式（９）の考え方である。
線状のＭ個（例えば図７に示すものではＭ＝４）の構造
要素（これらＭ個の構造要素の全体をもって多重構造要
素という）である。構造要素Ｂi を検出対象である石灰
化陰影よりも大きく設定すれば、上記オープニング演算
による処理で、構造要素Ｂi よりも細かな信号変化部分
（空間的に狭い範囲で変動する画像部分）であって周囲
よりも輝度値の大きい凸状の部分である石灰化陰影は取
り除かれる。一方、細長い形状の非石灰化陰影はその長
さが構造要素Ｂi よりも長く、その傾きが４つの構造要
素Ｂi のいずれかに一致すればオープニング処理（式
（９）の第２項の演算）をしてもそのまま残る。したが
ってオープニング処理によって得られた平滑化画像（石
灰化陰影のみが取り除かれた画像）を原画像ｆから引き
去ることで、小さな石灰化陰影のみが含まれる画像が得
られる。これが式（９）の考え方である。
【００２９】なお、前述したように、高濃度高信号レベ
ルの信号の場合においては、石灰化陰影は周囲の画像部
分よりも濃度値が低くなり、石灰化陰影は周囲部分に対
して濃度値の小さい凹状の信号変化部分となるため、オ
ープニング処理に代えてクロージング処理を適用し、式
（９）に代えて式（10）を適用する。
ルの信号の場合においては、石灰化陰影は周囲の画像部
分よりも濃度値が低くなり、石灰化陰影は周囲部分に対
して濃度値の小さい凹状の信号変化部分となるため、オ
ープニング処理に代えてクロージング処理を適用し、式
（９）に代えて式（10）を適用する。
【００３０】
【数５】
【００３１】一方、ダイレーション処理やエロージョン
処理によって得られた画像を原画像から引き去ること
（式（11），（12）参照）で、原画像のエッジ部（図４
（Ａ）または（Ｂ）参照）だけを選択的に抽出すること
ができる。
処理によって得られた画像を原画像から引き去ること
（式（11），（12）参照）で、原画像のエッジ部（図４
（Ａ）または（Ｂ）参照）だけを選択的に抽出すること
ができる。
【００３２】
【数６】
【００３３】ところで上述したように、画像の読影性能
を向上させるには、対象となる画像に対して画像処理を
行うことが不可欠となっているが、特開平２−1078号に
開示されているように、単に濃度依存による強調処理で
は、例えばマンモグラムにおける放射線ノイズ成分のよ
うな、画像読影の障害となる成分まで強調されるため、
読影性能をむしろ低下させることになる。
を向上させるには、対象となる画像に対して画像処理を
行うことが不可欠となっているが、特開平２−1078号に
開示されているように、単に濃度依存による強調処理で
は、例えばマンモグラムにおける放射線ノイズ成分のよ
うな、画像読影の障害となる成分まで強調されるため、
読影性能をむしろ低下させることになる。
【００３４】また特公昭60−192482号、特開平２−1209
85号、特表平３−502975号等に開示されているように、
画像信号の分散値に依存した強調処理では、局所的に濃
度変化の大きい画像部分が強く強調されるため、その付
近でアンダーシュート、オーバーシュートが相対的に目
立ち、特にＸ線画像に関しては高濃度側でアーチファク
トが発生しやすいという問題がある。
85号、特表平３−502975号等に開示されているように、
画像信号の分散値に依存した強調処理では、局所的に濃
度変化の大きい画像部分が強く強調されるため、その付
近でアンダーシュート、オーバーシュートが相対的に目
立ち、特にＸ線画像に関しては高濃度側でアーチファク
トが発生しやすいという問題がある。
【００３５】そこで本願出願人は、上記各モーフォロジ
ー信号Ｓmor に依存した強調を行なうことにより、ノイ
ズ成分等の画像読影に不要な成分を強調することなく、
注目する特定の画像部分だけを効率よく強調処理する方
法を既に提案している（特願平７-71774号、同７-20425
0 号等参照）。
ー信号Ｓmor に依存した強調を行なうことにより、ノイ
ズ成分等の画像読影に不要な成分を強調することなく、
注目する特定の画像部分だけを効率よく強調処理する方
法を既に提案している（特願平７-71774号、同７-20425
0 号等参照）。
【００３６】この方法では、前述の式（１）における強
調係数βを、前述の式（９），（10）と同義である下記
式（13）で表される特定の画像部分を表す信号（特定画
像信号）Ｓcalcまたは式（11），（12）と同義である下
記式（14）で表されるエッジ部を表す信号（エッジ信
号）Ｓedgeの関数とするものであり、図２に示すような
非線形の変換テーブルで表される。
調係数βを、前述の式（９），（10）と同義である下記
式（13）で表される特定の画像部分を表す信号（特定画
像信号）Ｓcalcまたは式（11），（12）と同義である下
記式（14）で表されるエッジ部を表す信号（エッジ信
号）Ｓedgeの関数とするものであり、図２に示すような
非線形の変換テーブルで表される。
【００３７】
【数７】
【００３８】この変換テーブルは、エッジ信号Ｓedgeま
たは特定画像信号Ｓcalcが所定の閾値Ａよりも大きい値
のとき強調係数βが０から正の値に転じ、また所定の閾
値Ｂよりも大きい値のとき強調係数βが１に固定される
ものとして予め設定されている。
たは特定画像信号Ｓcalcが所定の閾値Ａよりも大きい値
のとき強調係数βが０から正の値に転じ、また所定の閾
値Ｂよりも大きい値のとき強調係数βが１に固定される
ものとして予め設定されている。
【００３９】ここで閾値Ａは、エッジ信号Ｓedgeのうち
ノイズ成分と真のエッジを表す信号とを分離する値また
は特定画像信号Ｓcalcのうちノイズ成分と真の特定画像
を表す信号とを分離する値であり、実験的に最適な値と
して予め定められた値である。
ノイズ成分と真のエッジを表す信号とを分離する値また
は特定画像信号Ｓcalcのうちノイズ成分と真の特定画像
を表す信号とを分離する値であり、実験的に最適な値と
して予め定められた値である。
【００４０】また閾値Ｂは、エッジ信号Ｓedgeまたは特
定画像信号Ｓcalcの増大に応じて強調度が単調増加する
のを抑えるための値であり、閾値Ａと同様に実験的に最
適な値として予め定められた値である。
定画像信号Ｓcalcの増大に応じて強調度が単調増加する
のを抑えるための値であり、閾値Ａと同様に実験的に最
適な値として予め定められた値である。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】上述の方法によればモ
ーフォロジー信号Ｓmor にノイズ成分が混入した場合で
あっても、ノイズ成分による上記エッジ信号Ｓedgeまた
は特定画像信号Ｓcalcは、真のエッジを表すエッジ信号
Ｓedgeや特定画像を表す特定画像信号Ｓcalcよりも小さ
いため、ノイズ成分についての強調係数βはゼロとな
り、ノイズ成分に対しては強調処理がなされることはな
く、したがってその大きさが構造要素よりも小さい石灰
化陰影などの特定画像や画像のエッジだけを精度よく選
択的に強調処理することができる、という従来にはない
顕著な効果を発揮する。
ーフォロジー信号Ｓmor にノイズ成分が混入した場合で
あっても、ノイズ成分による上記エッジ信号Ｓedgeまた
は特定画像信号Ｓcalcは、真のエッジを表すエッジ信号
Ｓedgeや特定画像を表す特定画像信号Ｓcalcよりも小さ
いため、ノイズ成分についての強調係数βはゼロとな
り、ノイズ成分に対しては強調処理がなされることはな
く、したがってその大きさが構造要素よりも小さい石灰
化陰影などの特定画像や画像のエッジだけを精度よく選
択的に強調処理することができる、という従来にはない
顕著な効果を発揮する。
【００４２】しかし、本願出願人の提案した上記方法に
よっても希にノイズ成分が強調される場合がある。
よっても希にノイズ成分が強調される場合がある。
【００４３】すなわち例えば、被写体への放射線の曝射
量を少なくするために、比較的少ない照射放射線量で撮
影された原画像については、そのノイズ成分は、最適な
画質の画像を得るための照射放射線量で撮影された原画
像のノイズ成分よりも大きくなる。
量を少なくするために、比較的少ない照射放射線量で撮
影された原画像については、そのノイズ成分は、最適な
画質の画像を得るための照射放射線量で撮影された原画
像のノイズ成分よりも大きくなる。
【００４４】そしてこのようなノイズ成分が比較的大き
い原画像では、ノイズ成分によるエッジ信号Ｓedgeや特
定画像信号Ｓcalcがある程度大きくなる。したがって前
述し成分が前記閾値Ａを超えて強調処理がなされること
になる。
い原画像では、ノイズ成分によるエッジ信号Ｓedgeや特
定画像信号Ｓcalcがある程度大きくなる。したがって前
述し成分が前記閾値Ａを超えて強調処理がなされること
になる。
【００４５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、照射放射線量の多少に拘らず、石灰化陰影等の特
定画像部分やエッジ部だけを精度よく選択的に強調処理
する画像の強調処理方法および強調処理装置を提供する
ことを目的とするものである。
って、照射放射線量の多少に拘らず、石灰化陰影等の特
定画像部分やエッジ部だけを精度よく選択的に強調処理
する画像の強調処理方法および強調処理装置を提供する
ことを目的とするものである。
【００４６】
【課題を解決するための手段】本発明の画像の強調処理
方法および装置は、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換
テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数
の変換テーブルを、照射放射線量に応じて補正すること
により、照射放射線量が少ないために放射線ノイズの多
い原画像についても、画像のエッジ部や石灰化陰影等の
特定画像部分をノイズから精度良く分離して強調処理す
ることを特徴とするものである。
方法および装置は、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換
テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数
の変換テーブルを、照射放射線量に応じて補正すること
により、照射放射線量が少ないために放射線ノイズの多
い原画像についても、画像のエッジ部や石灰化陰影等の
特定画像部分をノイズから精度良く分離して強調処理す
ることを特徴とするものである。
【００４７】すなわち、本発明の画像の強調処理方法
は、放射線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジ
ー演算を施してモーフォロジー信号を求め、該モーフォ
ロジー信号と前記原画像信号とから、前記放射線画像に
含まれるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を
有する特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信
号（式（14）に示すＳedge）および／または特定画像信
号（式（13）に示すＳcalc）を求め、予め設定された変
換テーブルに基づいて前記エッジ信号および／または前
記特定画像信号に対応する強調係数を求め、該強調係数
と前記エッジ部および／または前記特定画像部分におけ
る画像信号とに基づいて該エッジ部および／または該特
定画像部分を選択的に強調処理する画像の強調処理方法
において、前記変換テーブルが、前記エッジ信号および
／または前記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値
のとき前記強調係数が正の値を採るように設定されてい
るものであり、前記放射線画像が撮影された際の照射放
射線量が少ない程、前記閾値が大きくなるように、前記
変換テーブルを補正することを特徴とするものである。
は、放射線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジ
ー演算を施してモーフォロジー信号を求め、該モーフォ
ロジー信号と前記原画像信号とから、前記放射線画像に
含まれるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を
有する特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信
号（式（14）に示すＳedge）および／または特定画像信
号（式（13）に示すＳcalc）を求め、予め設定された変
換テーブルに基づいて前記エッジ信号および／または前
記特定画像信号に対応する強調係数を求め、該強調係数
と前記エッジ部および／または前記特定画像部分におけ
る画像信号とに基づいて該エッジ部および／または該特
定画像部分を選択的に強調処理する画像の強調処理方法
において、前記変換テーブルが、前記エッジ信号および
／または前記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値
のとき前記強調係数が正の値を採るように設定されてい
るものであり、前記放射線画像が撮影された際の照射放
射線量が少ない程、前記閾値が大きくなるように、前記
変換テーブルを補正することを特徴とするものである。
【００４８】ここで上記変換テーブルとして例えば図２
のグラフに示すような非線形のテーブルを採用すること
ができる。また上記輪郭を有する画像部分とは、例えば
石灰化陰影等の異常陰影などを意味し、濃度変化が急峻
な単なるエッジ部分ではなく、そのようなエッジ部分に
囲まれた、閉じた画像部分を意味する。
のグラフに示すような非線形のテーブルを採用すること
ができる。また上記輪郭を有する画像部分とは、例えば
石灰化陰影等の異常陰影などを意味し、濃度変化が急峻
な単なるエッジ部分ではなく、そのようなエッジ部分に
囲まれた、閉じた画像部分を意味する。
【００４９】さらに上記所定の閾値とは前述した図２に
示す閾値Ａを意味するが、同図に示す強調係数βが1.0
となる閾値Ｂについても、閾値Ａを増大させるのと同様
に増大させてもよい。
示す閾値Ａを意味するが、同図に示す強調係数βが1.0
となる閾値Ｂについても、閾値Ａを増大させるのと同様
に増大させてもよい。
【００５０】上記照射放射線量は、所定の入力手段から
入力されるものであってもよいし、原画像信号に基づい
て算出するものであってもよい。
入力されるものであってもよいし、原画像信号に基づい
て算出するものであってもよい。
【００５１】原画像信号に基づいて算出する方法として
は、特開昭61−280163号（特公平４−64223 号）等にお
いて本願出願人が開示しているように、原画像信号のヒ
ストグラムを求めて、読取感度（Ｓ値）とラチチュード
（Ｌ値）とを求める、いわゆるＥＤＲ処理に基づく方法
が望ましい。そしてこのＥＤＲ処理によって求められた
Ｓ値とＬ値、および実験的に求められている所定の式
（15），（16），（16′），（17）に基づいて所定の補
正値Ｃを算出する。
は、特開昭61−280163号（特公平４−64223 号）等にお
いて本願出願人が開示しているように、原画像信号のヒ
ストグラムを求めて、読取感度（Ｓ値）とラチチュード
（Ｌ値）とを求める、いわゆるＥＤＲ処理に基づく方法
が望ましい。そしてこのＥＤＲ処理によって求められた
Ｓ値とＬ値、および実験的に求められている所定の式
（15），（16），（16′），（17）に基づいて所定の補
正値Ｃを算出する。
【００５２】すなわち、まず基準となる画像（照射放射
線量が最適の画像）についてのＳ値を50、Ｌ値を2.0 と
し、下記式（15）により定数ｑを求める。
線量が最適の画像）についてのＳ値を50、Ｌ値を2.0 と
し、下記式（15）により定数ｑを求める。
【００５３】 ｑ＝Ｓ1/2 ／（７×Ｌ） （15） 次いで定数Ｐ（＝1.533 ）と下記式（16）とから最適閾
値Ｔtypeを求める。
値Ｔtypeを求める。
【００５４】 Ｔtype＝12.27 ×Ｐq （16） この結果、Ｔtype＝15.23 となる。
【００５５】次に、強調処理しようとする原画像につい
てのＳ値とＬ値とに基づいて上記式（15）から、ｑの値
を求め、上記式（16）と同様にして、この原画像につい
て最適閾値Ｔ0 を求める。
てのＳ値とＬ値とに基づいて上記式（15）から、ｑの値
を求め、上記式（16）と同様にして、この原画像につい
て最適閾値Ｔ0 を求める。
【００５６】 Ｔ0 ＝12.27 ×Ｐq （16′） そして、補正値Ｃを下記式（17）により求める。
【００５７】 Ｃ＝Ｔ0 −Ｔtype （17） ここで上記変換テーブルとして図２に示すような非線形
のテーブルを採用した場合、閾値Ａを上記補正値Ｃによ
り補正する。すなわち実線で示すもとのテーブルをＣだ
けシフトさせて破線に示すテーブルとする（この場合、
閾値Ｂについても閾値Ａと同様の補正が同時になされ
る）。
のテーブルを採用した場合、閾値Ａを上記補正値Ｃによ
り補正する。すなわち実線で示すもとのテーブルをＣだ
けシフトさせて破線に示すテーブルとする（この場合、
閾値Ｂについても閾値Ａと同様の補正が同時になされ
る）。
【００５８】また本発明の画像の強調処理装置は、放射
線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジー演算を
施してモーフォロジー信号を求めるモーフォロジー演算
手段と、求められたモーフォロジー信号および前記原画
像信号から、前記放射線画像に含まれるエッジ部および
／または所定の大きさの輪郭を有する特定画像部分にお
いて特徴的な値を示すエッジ信号および／または特定画
像信号を求める特定画像信号算出手段と、前記エッジ信
号および／または前記特定画像信号と強調係数とが予め
対応付けられた変換テーブルと、前記強調係数と前記エ
ッジ部および／または前記特定画像部分における画像信
号とに基づいて該エッジ部および／または該特定画像部
分を選択的に強調処理する強調処理手段とを備えた画像
の強調処理装置において、前記変換テーブルが、前記エ
ッジ信号および／または前記特定画像信号が所定の閾値
よりも大きい値のとき前記強調係数が正の値を採るよう
に設定されているものであり、前記放射線画像が撮影さ
れた際の照射放射線量が少ない程、前記閾値が大きくな
るように、前記変換テーブルを補正する補正手段をさら
に備えたことを特徴とするものである。
線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジー演算を
施してモーフォロジー信号を求めるモーフォロジー演算
手段と、求められたモーフォロジー信号および前記原画
像信号から、前記放射線画像に含まれるエッジ部および
／または所定の大きさの輪郭を有する特定画像部分にお
いて特徴的な値を示すエッジ信号および／または特定画
像信号を求める特定画像信号算出手段と、前記エッジ信
号および／または前記特定画像信号と強調係数とが予め
対応付けられた変換テーブルと、前記強調係数と前記エ
ッジ部および／または前記特定画像部分における画像信
号とに基づいて該エッジ部および／または該特定画像部
分を選択的に強調処理する強調処理手段とを備えた画像
の強調処理装置において、前記変換テーブルが、前記エ
ッジ信号および／または前記特定画像信号が所定の閾値
よりも大きい値のとき前記強調係数が正の値を採るよう
に設定されているものであり、前記放射線画像が撮影さ
れた際の照射放射線量が少ない程、前記閾値が大きくな
るように、前記変換テーブルを補正する補正手段をさら
に備えたことを特徴とするものである。
【００５９】ここで上記放射線画像が撮影された際の照
射放射線量を求めるため、照射放射線量を入力する線量
入力手段、または照射放射線量を原画像信号に基づいて
算出する照射放射線量算出手段をさらに備えた構成を採
ることもできる。
射放射線量を求めるため、照射放射線量を入力する線量
入力手段、または照射放射線量を原画像信号に基づいて
算出する照射放射線量算出手段をさらに備えた構成を採
ることもできる。
【００６０】なお上記各発明において、原画像信号が高
濃度高信号レベルの信号であり、強調対象の特定画像部
分が石灰化陰影である場合には、石灰化陰影は周囲より
も信号値が小さいため、最大値の探索の後に最小値を探
索する処理であるクロージング処理（式（13″））を行
なうことが必要である。一方、オリジナル画像信号Ｓor
g が高輝度高信号レベルの信号であり、強調対象の特定
画像部分が石灰化陰影である場合には、石灰化陰影は周
囲よりも信号値が大きいため、最小値の探索の後に最大
値を探索する処理であるオープニング処理（式（1
3′））を行なうことが必要である。
濃度高信号レベルの信号であり、強調対象の特定画像部
分が石灰化陰影である場合には、石灰化陰影は周囲より
も信号値が小さいため、最大値の探索の後に最小値を探
索する処理であるクロージング処理（式（13″））を行
なうことが必要である。一方、オリジナル画像信号Ｓor
g が高輝度高信号レベルの信号であり、強調対象の特定
画像部分が石灰化陰影である場合には、石灰化陰影は周
囲よりも信号値が大きいため、最小値の探索の後に最大
値を探索する処理であるオープニング処理（式（1
3′））を行なうことが必要である。
【００６１】また、上記各発明においてモーフォロジー
演算を行なう場合に、構造要素として、多重構造要素を
用いる変わりに単一構造の例えば、正方形、長方形、円
形、楕円形、または菱形等の上下左右対称の単一構造要
素を用いることもできる。
演算を行なう場合に、構造要素として、多重構造要素を
用いる変わりに単一構造の例えば、正方形、長方形、円
形、楕円形、または菱形等の上下左右対称の単一構造要
素を用いることもできる。
【００６２】
【発明の効果】本発明の画像の強調処理方法および装置
は、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換テーブルおよび
／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数の変換テーブル
を、照射放射線量に応じて補正するものであり、これに
より、照射放射線量が少ないために放射線ノイズの多い
原画像についても、画像のエッジ部や石灰化陰影等の特
定画像部分をノイズから精度良く分離して強調処理する
ことができる。
は、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換テーブルおよび
／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数の変換テーブル
を、照射放射線量に応じて補正するものであり、これに
より、照射放射線量が少ないために放射線ノイズの多い
原画像についても、画像のエッジ部や石灰化陰影等の特
定画像部分をノイズから精度良く分離して強調処理する
ことができる。
【００６３】すなわち、照射放射線量が少ない画像にお
いては、放射線のノイズ成分が比較的大きいものとな
り、ノイズ成分によるエッジ信号Ｓedgeや特定画像信号
Ｓcalcもある程度大きくなるが、このような場合に、照
射放射線量の減少に応じて、エッジ信号Ｓedgeと強調係
数の変換テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと
強調係数の変換テーブルを、強調係数の増大を抑制する
方向にシフトする補正を行なうことによって、ノイズ成
分の増大による強調係数の増大を防止することができ
る。
いては、放射線のノイズ成分が比較的大きいものとな
り、ノイズ成分によるエッジ信号Ｓedgeや特定画像信号
Ｓcalcもある程度大きくなるが、このような場合に、照
射放射線量の減少に応じて、エッジ信号Ｓedgeと強調係
数の変換テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと
強調係数の変換テーブルを、強調係数の増大を抑制する
方向にシフトする補正を行なうことによって、ノイズ成
分の増大による強調係数の増大を防止することができ
る。
【００６４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の画像の強調処理装
置の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
置の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
【００６５】図１は本発明の画像の強調処理装置の一実
施形態を示す概略ブロック図である。図示の画像強調処
理装置は、Ｘ線画像に対して強調処理を施して、濃度値
の変化が急峻なエッジ部を選択的に強調処理する装置で
ある。
施形態を示す概略ブロック図である。図示の画像強調処
理装置は、Ｘ線画像に対して強調処理を施して、濃度値
の変化が急峻なエッジ部を選択的に強調処理する装置で
ある。
【００６６】この画像処理装置は、濃度信号（高濃度高
信号レベル）として画像を表すオリジナル画像信号Ｓor
g の、超低空間周波数に対応する式（２）で表される非
鮮鋭マスク信号Ｓusを求めるローパスフィルタ11と、オ
リジナル画像信号Ｓorg から非鮮鋭マスク信号Ｓusを減
算して比較的高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）を抽出する
減算器17と、オリジナル画像信号Ｓorg に対してダイレ
ーション処理を施して式（14′）で示されるモーフォロ
ジー信号Ｓmor を算出するモーフォロジー演算手段13
と、このモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像
信号Ｓorg を減算して式（14）で表されるエッジ信号Ｓ
edgeを算出する減算器19と、このエッジ信号Ｓedgeと所
定の強調係数βとが対応付けられた変換テーブル16と、
この変換テーブル16を、画像情報入力手段60から入力さ
れたＳ値およびＬ値に基づいて補正する補正手段50と、
高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）に強調係数βを乗じる乗
算器42と、乗算器42により得られた積とオリジナル画像
信号Ｓorg とを加算する加算器43とを備えた構成であ
る。
信号レベル）として画像を表すオリジナル画像信号Ｓor
g の、超低空間周波数に対応する式（２）で表される非
鮮鋭マスク信号Ｓusを求めるローパスフィルタ11と、オ
リジナル画像信号Ｓorg から非鮮鋭マスク信号Ｓusを減
算して比較的高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）を抽出する
減算器17と、オリジナル画像信号Ｓorg に対してダイレ
ーション処理を施して式（14′）で示されるモーフォロ
ジー信号Ｓmor を算出するモーフォロジー演算手段13
と、このモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像
信号Ｓorg を減算して式（14）で表されるエッジ信号Ｓ
edgeを算出する減算器19と、このエッジ信号Ｓedgeと所
定の強調係数βとが対応付けられた変換テーブル16と、
この変換テーブル16を、画像情報入力手段60から入力さ
れたＳ値およびＬ値に基づいて補正する補正手段50と、
高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）に強調係数βを乗じる乗
算器42と、乗算器42により得られた積とオリジナル画像
信号Ｓorg とを加算する加算器43とを備えた構成であ
る。
【００６７】ここで変換テーブル16は図２の実線で示す
グラフで表されるものであり、エッジ信号Ｓedgeが０か
ら閾値Ａまでの範囲においては強調係数βは０に対応
し、閾値Ａから閾値Ｂまでの範囲においてはエッジ信号
Ｓedgeと強調係数βとが線形に単調増加し、閾値Ｂ以上
の範囲においては強調係数βは１に固定されている。こ
こで閾値ＡおよびＢはいずれも、基準となる照射放射線
量が最適な画像において実験的に定められた値であり、
閾値Ａは、画像のエッジ部は強調する（β＞０）が放射
線ノイズは強調しない（β＝０）ような最適な値であ
り、一方、閾値Ｂは、エッジ信号Ｓedgeがある程度大き
い範囲においては高周波成分（Ｓorg −Ｓus）も大きい
ため、過度の強調がなされるのを抑制するのに最適な値
として設定されたものである。
グラフで表されるものであり、エッジ信号Ｓedgeが０か
ら閾値Ａまでの範囲においては強調係数βは０に対応
し、閾値Ａから閾値Ｂまでの範囲においてはエッジ信号
Ｓedgeと強調係数βとが線形に単調増加し、閾値Ｂ以上
の範囲においては強調係数βは１に固定されている。こ
こで閾値ＡおよびＢはいずれも、基準となる照射放射線
量が最適な画像において実験的に定められた値であり、
閾値Ａは、画像のエッジ部は強調する（β＞０）が放射
線ノイズは強調しない（β＝０）ような最適な値であ
り、一方、閾値Ｂは、エッジ信号Ｓedgeがある程度大き
い範囲においては高周波成分（Ｓorg −Ｓus）も大きい
ため、過度の強調がなされるのを抑制するのに最適な値
として設定されたものである。
【００６８】なお、この最適な照射放射線量の画像にお
ける上記閾値Ａ，Ｂは、後述する補正手段50の基準パラ
メータ保持手段52に格納されている。
ける上記閾値Ａ，Ｂは、後述する補正手段50の基準パラ
メータ保持手段52に格納されている。
【００６９】画像情報入力手段60は、オリジナル画像信
号Ｓorg の入力を受けてＥＤＲ処理により、本実施形態
で用いられるＸ線画像が撮影された際における照射放射
線量（撮影照射線量）に対応する読取感度Ｓ値とラチチ
ュードＬ値を求めてこのＳ値およびＬ値を補正手段50に
入力するものである。
号Ｓorg の入力を受けてＥＤＲ処理により、本実施形態
で用いられるＸ線画像が撮影された際における照射放射
線量（撮影照射線量）に対応する読取感度Ｓ値とラチチ
ュードＬ値を求めてこのＳ値およびＬ値を補正手段50に
入力するものである。
【００７０】補正手段50は図３に示すように、前述した
変換テーブル16を規定する閾値（パラメータ）Ａ，Ｂの
初期値を格納した基準パラメータ保持手段52と、画像情
報入力手段60から入力されたＳ値、Ｌ値および下記式
（15），（16），（16′），（17）に基づいて所定の補
正値Ｃを算出し、閾値ＡおよびＢを補正するパラメータ
補正手段51と、この補正された閾値に基づいて新たな変
換テーブルを作成する非線形テーブル作成手段53とから
構成されている。
変換テーブル16を規定する閾値（パラメータ）Ａ，Ｂの
初期値を格納した基準パラメータ保持手段52と、画像情
報入力手段60から入力されたＳ値、Ｌ値および下記式
（15），（16），（16′），（17）に基づいて所定の補
正値Ｃを算出し、閾値ＡおよびＢを補正するパラメータ
補正手段51と、この補正された閾値に基づいて新たな変
換テーブルを作成する非線形テーブル作成手段53とから
構成されている。
【００７１】 ｑ＝Ｓ1/2 ／（７×Ｌ） （15） Ｔtype＝12.27 ×Ｐq （16） Ｔ0 ＝12.27 ×Ｐq （16′） Ｃ＝Ｔ0 −Ｔtype （17） ただし、Ｐ＝1.533 なお、本実施形態の補正手段50においては、初期のＳ値
が50、Ｌ値が2.0 である最適な照射放射線量の画像（Ｔ
type＝15.23 ）を基準とする。
が50、Ｌ値が2.0 である最適な照射放射線量の画像（Ｔ
type＝15.23 ）を基準とする。
【００７２】次に本実施形態の画像強調処理装置の作用
について説明する。
について説明する。
【００７３】Ｘ線の照射量が基準となる画像よりも少な
い画像のオリジナル画像信号Ｓorgが、ローパスフィル
タ11、モーフォロジー演算手段13、加算器43、および減
算器17，19に入力される。
い画像のオリジナル画像信号Ｓorgが、ローパスフィル
タ11、モーフォロジー演算手段13、加算器43、および減
算器17，19に入力される。
【００７４】ここでまずローパスフィルタ11は下記式
（２）にしたがって、オリジナル画像信号Ｓorg の非鮮
鋭マスク信号Ｓusを算出する。
（２）にしたがって、オリジナル画像信号Ｓorg の非鮮
鋭マスク信号Ｓusを算出する。
【００７５】 Ｓus＝（ΣΣＳorg ）／Ｎ2 （２） （ただし、ΣΣＳorg はボケマスク内の画素のオリジナ
ル画像信号の和） 次に減算器17が、オリジナル画像信号Ｓorg から非鮮鋭
マスク信号Ｓusを減算して比較的高周波の成分（Ｓorg
−Ｓus）を抽出し、この抽出された高周波成分（Ｓorg
−Ｓus）を乗算器42に入力する。
ル画像信号の和） 次に減算器17が、オリジナル画像信号Ｓorg から非鮮鋭
マスク信号Ｓusを減算して比較的高周波の成分（Ｓorg
−Ｓus）を抽出し、この抽出された高周波成分（Ｓorg
−Ｓus）を乗算器42に入力する。
【００７６】一方、モーフォロジー演算手段13は、入力
されたオリジナル画像信号Ｓorg に対してダイレーショ
ン処理を施し、式（14′）で示されるモーフォロジー信
号Ｓmor を算出する。このモーフォロジー信号Ｓmor
は、図４（Ａ）の破線で示すごとき画像信号に対する最
大値信号となる。
されたオリジナル画像信号Ｓorg に対してダイレーショ
ン処理を施し、式（14′）で示されるモーフォロジー信
号Ｓmor を算出する。このモーフォロジー信号Ｓmor
は、図４（Ａ）の破線で示すごとき画像信号に対する最
大値信号となる。
【００７７】ここでオリジナル画像信号Ｓorg が表すＸ
線画像は、その撮影の際における照射放射線量が基準画
像よりも少ないため、基準画像よりも放射線ノイズが比
較的多い画像である。このためモーフォロジー演算手段
13によるダイレーション処理では、この放射線ノイズに
対しても最大値処理がなされ、この放射線ノイズが生じ
ている部分におけるモーフォロジー信号Ｓmor はオリジ
ナル画像信号Ｓorg よりも大きい値となる。ただし、放
射線ノイズは信号の変動値（振幅）自体は非常に小さい
ため、モーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号
Ｓorg との差は小さい。
線画像は、その撮影の際における照射放射線量が基準画
像よりも少ないため、基準画像よりも放射線ノイズが比
較的多い画像である。このためモーフォロジー演算手段
13によるダイレーション処理では、この放射線ノイズに
対しても最大値処理がなされ、この放射線ノイズが生じ
ている部分におけるモーフォロジー信号Ｓmor はオリジ
ナル画像信号Ｓorg よりも大きい値となる。ただし、放
射線ノイズは信号の変動値（振幅）自体は非常に小さい
ため、モーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号
Ｓorg との差は小さい。
【００７８】次いで減算器19がこのように算出されたモ
ーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像信号Ｓorg
を減算し、図４（Ａ）に示すように、Ｘ線画像のエッジ
部および構造要素よりも空間周波数が小さい凹状の画像
部分（例えば微小石灰化陰影の部分）において特徴的な
値を示すエッジ信号Ｓedgeが求められ、変換テーブル16
に入力される。このとき上述したように、放射線ノイズ
が生じている部分においては、画像としては濃度変動の
少ない濃度平坦部であってもモーフォロジー信号Ｓmor
とオリジナル画像信号Ｓorg との差は０ではないため、
正のエッジ信号Ｓedgeが生じる。
ーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像信号Ｓorg
を減算し、図４（Ａ）に示すように、Ｘ線画像のエッジ
部および構造要素よりも空間周波数が小さい凹状の画像
部分（例えば微小石灰化陰影の部分）において特徴的な
値を示すエッジ信号Ｓedgeが求められ、変換テーブル16
に入力される。このとき上述したように、放射線ノイズ
が生じている部分においては、画像としては濃度変動の
少ない濃度平坦部であってもモーフォロジー信号Ｓmor
とオリジナル画像信号Ｓorg との差は０ではないため、
正のエッジ信号Ｓedgeが生じる。
【００７９】変換テーブル16は初期的には、基準パラメ
ータ保持手段52に格納されている閾値Ａ，Ｂにより図２
の実線に示すように設定されているが、この初期状態に
おける閾値Ａは、基準画像に対して放射線ノイズに起因
するエッジ信号Ｓedgeを画像としてのエッジ信号から分
離するのに最適に設定された値であり、Ｔtype＝15.23
に対応したものとなっている。
ータ保持手段52に格納されている閾値Ａ，Ｂにより図２
の実線に示すように設定されているが、この初期状態に
おける閾値Ａは、基準画像に対して放射線ノイズに起因
するエッジ信号Ｓedgeを画像としてのエッジ信号から分
離するのに最適に設定された値であり、Ｔtype＝15.23
に対応したものとなっている。
【００８０】このため、本実施形態において入力された
Ｘ線画像のように放射線ノイズが比較的多い画像におけ
る放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeは閾値Ａを
超えることがあり、初期の閾値Ａによっては、この放射
線ノイズに起因するエッジ信号を画像としてのエッジ信
号から精度良く分離することができない。
Ｘ線画像のように放射線ノイズが比較的多い画像におけ
る放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeは閾値Ａを
超えることがあり、初期の閾値Ａによっては、この放射
線ノイズに起因するエッジ信号を画像としてのエッジ信
号から精度良く分離することができない。
【００８１】そこで画像情報入力手段60が入力されたオ
リジナル画像信号Ｓorg に基づいてＥＤＲ処理によっ
て、このオリジナル画像信号Ｓorg についてのＳ値、Ｌ
値を算出し、算出されたＳ値、Ｌ値を補正手段50に入力
し、補正手段50が、入力された放射線ノイズの比較的多
い画像において、放射線ノイズに起因するエッジ信号を
画像としてのエッジ信号から精度良く分離するのに最適
な閾値を設定する。
リジナル画像信号Ｓorg に基づいてＥＤＲ処理によっ
て、このオリジナル画像信号Ｓorg についてのＳ値、Ｌ
値を算出し、算出されたＳ値、Ｌ値を補正手段50に入力
し、補正手段50が、入力された放射線ノイズの比較的多
い画像において、放射線ノイズに起因するエッジ信号を
画像としてのエッジ信号から精度良く分離するのに最適
な閾値を設定する。
【００８２】すなわち、補正手段50のパラメータ補正手
段51は、画像情報入力手段60から入力されたＳ値、Ｌ
値、および基準パラメータ保持手段52に格納されている
Ｔtype、並びに上記式（15），（16′），（17）に基づ
いて、所定の補正値Ｃを算出し、閾値ＡおよびＢにこの
補正値Ｃを加算する補正を行なう。そして非線形テーブ
ル作成手段53が、この補正された閾値に基づいて新たな
変換テーブル16（図２の破線で示すグラフ）を作成す
る。
段51は、画像情報入力手段60から入力されたＳ値、Ｌ
値、および基準パラメータ保持手段52に格納されている
Ｔtype、並びに上記式（15），（16′），（17）に基づ
いて、所定の補正値Ｃを算出し、閾値ＡおよびＢにこの
補正値Ｃを加算する補正を行なう。そして非線形テーブ
ル作成手段53が、この補正された閾値に基づいて新たな
変換テーブル16（図２の破線で示すグラフ）を作成す
る。
【００８３】この補正値Ｃは、閾値ＡおよびＢを、入力
されたＸ線画像における放射線ノイズに起因するエッジ
信号を画像としてのエッジ信号から精度良く分離するこ
とができる閾値に補正する値として算出されたものであ
るため、減算器19から入力されたエッジ信号Ｓedgeのう
ち、放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeは強調係
数β＝０に変換され、一方、画像としてのエッジ信号Ｓ
edgeは０を超え１以下の範囲内の値の強調係数βに変換
される。
されたＸ線画像における放射線ノイズに起因するエッジ
信号を画像としてのエッジ信号から精度良く分離するこ
とができる閾値に補正する値として算出されたものであ
るため、減算器19から入力されたエッジ信号Ｓedgeのう
ち、放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeは強調係
数β＝０に変換され、一方、画像としてのエッジ信号Ｓ
edgeは０を超え１以下の範囲内の値の強調係数βに変換
される。
【００８４】このように画像としてのエッジ信号Ｓedge
についてのみ０でない値を採る強調係数βは乗算器42に
入力され、乗算器42は減算器17から入力された高周波信
号（Ｓorg −Ｓus）にこの強調係数βを乗じて高周波信
号（Ｓorg −Ｓus）を強調処理する。
についてのみ０でない値を採る強調係数βは乗算器42に
入力され、乗算器42は減算器17から入力された高周波信
号（Ｓorg −Ｓus）にこの強調係数βを乗じて高周波信
号（Ｓorg −Ｓus）を強調処理する。
【００８５】乗算器42から出力された、強調処理された
高周波信号β×（Ｓorg −Ｓus）は加算器43に入力さ
れ、加算器43は、オリジナル画像信号Ｓorg にこの信号
β×（Ｓorg −Ｓus）を加算して処理済み画像信号Ｓpr
ocとして出力する。
高周波信号β×（Ｓorg −Ｓus）は加算器43に入力さ
れ、加算器43は、オリジナル画像信号Ｓorg にこの信号
β×（Ｓorg −Ｓus）を加算して処理済み画像信号Ｓpr
ocとして出力する。
【００８６】この処理済み画像信号Ｓprocは、オリジナ
ル画像信号Ｓorg のうち、高周波成分を、画像のエッジ
部において強調度が強く、一方、放射線ノイズに起因し
て高周波成分が生じた画像部分については強調されてい
ない、観察読影性能に優れた画像である。
ル画像信号Ｓorg のうち、高周波成分を、画像のエッジ
部において強調度が強く、一方、放射線ノイズに起因し
て高周波成分が生じた画像部分については強調されてい
ない、観察読影性能に優れた画像である。
【００８７】図５は本発明の画像の強調処理装置の第２
の実施形態を示す概略ブロック図である。図示の画像強
調処理装置は、基本的には図１に示した強調処理装置と
同様の構成であるが、 （１）モーフォロジー演算手段として、オリジナル画像
信号Ｓorg に対して多重構造要素（multi-element ）を
用いたクロージング処理を施して式（13″）で示される
モーフォロジー信号Ｓmor を算出するモーフォロジー演
算手段12を備える点、 （２）モーフォロジー演算手段12が多重構造要素を用い
るため複数の構造要素を適用してそれぞれ算出された複
数のモーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号Ｓ
org との間でそれぞれ算出された差のうち最大のものを
選択するダイレーション処理手段14をさらに備える点、 において図１に示した実施形態とは異なる。
の実施形態を示す概略ブロック図である。図示の画像強
調処理装置は、基本的には図１に示した強調処理装置と
同様の構成であるが、 （１）モーフォロジー演算手段として、オリジナル画像
信号Ｓorg に対して多重構造要素（multi-element ）を
用いたクロージング処理を施して式（13″）で示される
モーフォロジー信号Ｓmor を算出するモーフォロジー演
算手段12を備える点、 （２）モーフォロジー演算手段12が多重構造要素を用い
るため複数の構造要素を適用してそれぞれ算出された複
数のモーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号Ｓ
org との間でそれぞれ算出された差のうち最大のものを
選択するダイレーション処理手段14をさらに備える点、 において図１に示した実施形態とは異なる。
【００８８】本実施形態の画像強調処理装置は上記
（１）に示したように、クロージング処理を施すモーフ
ォロジー演算手段12を備えるため、入力されたオリジナ
ル画像信号Ｓorg に対して、式（13″）で示されるモー
フォロジー信号Ｓmor を算出するが、このモーフォロジ
ー信号Ｓmor は、図４（Ｄ）の破線で示すごとき画像信
号に対する最大値信号となる。そして減算器19がこのよ
うに算出されたモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナ
ル画像信号Ｓorg を減算し、図４（Ｄ）に示すように、
Ｘ線画像のうちいずれかの構造要素よりも空間周波数が
小さい凹状の画像部分（例えば微小石灰化陰影の部分）
において特徴的な値を示す特定画像信号Ｓcalcが求めら
れ、変換テーブル15に入力される。ただし本実施形態に
おいては（２）に示したように多重構造要素を用いるた
め、複数の構造要素を適用してそれぞれ複数のモーフォ
ロジー信号Ｓmor が算出される。したがって、変換テー
ブル15に入力される特定画像信号Ｓcalcも複数発生する
が、このうち、ダイレーション処理手段14が最大の特定
画像信号Ｓcalcを選択する。
（１）に示したように、クロージング処理を施すモーフ
ォロジー演算手段12を備えるため、入力されたオリジナ
ル画像信号Ｓorg に対して、式（13″）で示されるモー
フォロジー信号Ｓmor を算出するが、このモーフォロジ
ー信号Ｓmor は、図４（Ｄ）の破線で示すごとき画像信
号に対する最大値信号となる。そして減算器19がこのよ
うに算出されたモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナ
ル画像信号Ｓorg を減算し、図４（Ｄ）に示すように、
Ｘ線画像のうちいずれかの構造要素よりも空間周波数が
小さい凹状の画像部分（例えば微小石灰化陰影の部分）
において特徴的な値を示す特定画像信号Ｓcalcが求めら
れ、変換テーブル15に入力される。ただし本実施形態に
おいては（２）に示したように多重構造要素を用いるた
め、複数の構造要素を適用してそれぞれ複数のモーフォ
ロジー信号Ｓmor が算出される。したがって、変換テー
ブル15に入力される特定画像信号Ｓcalcも複数発生する
が、このうち、ダイレーション処理手段14が最大の特定
画像信号Ｓcalcを選択する。
【００８９】以下の作用については、前述の実施形態と
同じであるため説明を省略する。なお、本実施形態の画
像強調処理装置によって強調処理されるのは、例えば微
小石灰化陰影等の、構造要素よりも空間周波数が小さい
凹状の画像部分である。
同じであるため説明を省略する。なお、本実施形態の画
像強調処理装置によって強調処理されるのは、例えば微
小石灰化陰影等の、構造要素よりも空間周波数が小さい
凹状の画像部分である。
【００９０】また図６は図１に示した実施形態の画像強
調処理装置と図５に示した画像強調処理装置とを一体化
した画像強調処理装置であり、その構成、作用は各実施
形態の画像処理装置の構成、作用と同様である。なお、
この実施形態においては、高周波成分（Ｓorg −Ｓus）
に乗じるべき強調係数βを、各変換テーブルで求められ
た各強調係数βcalc（図５に示す変換テーブル15で求め
られた強調係数β）、βedge（図１に示す変換テーブル
16で求められた強調係数β）の積を採用している。これ
は、両強調係数βcalc、βedgeのうちいずれか一方によ
り、放射線ノイズに起因した高周波成分が強調されるの
を防止するためである。
調処理装置と図５に示した画像強調処理装置とを一体化
した画像強調処理装置であり、その構成、作用は各実施
形態の画像処理装置の構成、作用と同様である。なお、
この実施形態においては、高周波成分（Ｓorg −Ｓus）
に乗じるべき強調係数βを、各変換テーブルで求められ
た各強調係数βcalc（図５に示す変換テーブル15で求め
られた強調係数β）、βedge（図１に示す変換テーブル
16で求められた強調係数β）の積を採用している。これ
は、両強調係数βcalc、βedgeのうちいずれか一方によ
り、放射線ノイズに起因した高周波成分が強調されるの
を防止するためである。
【００９１】なお、以上の各実施形態においては、変換
テーブルの閾値を補正する手段として、オリジナル画像
信号Ｓorg に基づいて自動的に補正する補正手段を適用
した構成のものについて説明したが、本発明はこれらの
形態に限るものではなく、照射放射線量を手動で入力す
る線量入力手段を備え、この線量入力手段から入力され
た線量に基づいて補正する構成としてもよい。
テーブルの閾値を補正する手段として、オリジナル画像
信号Ｓorg に基づいて自動的に補正する補正手段を適用
した構成のものについて説明したが、本発明はこれらの
形態に限るものではなく、照射放射線量を手動で入力す
る線量入力手段を備え、この線量入力手段から入力され
た線量に基づいて補正する構成としてもよい。
【図１】本発明の画像強調処理装置の第１実施形態を示
すブロック図
すブロック図
【図２】変換テーブルの一実施形態を示すグラフ
【図３】補正手段および画像情報入力手段の詳細を示す
ブロック図
ブロック図
【図４】モーフォロジー演算の基本的な作用を説明する
図
図
【図５】本発明の画像強調処理装置の第２実施形態を示
すブロック図
すブロック図
【図６】本発明の画像強調処理装置の第３実施形態を示
すブロック図
すブロック図
【図７】モーフォロジーフィルターにおける構造要素Ｂ
i （ｉ＝１，２，…，Ｍ；Ｍ＝４）を示す図
i （ｉ＝１，２，…，Ｍ；Ｍ＝４）を示す図
11 ローパスフィルタ 12，13 モーフォロジー演算手段 14 ダイレーション処理手段 15，16 変換テーブル 17，18，19 減算器 41，42 乗算器 43 加算器 50 補正手段 60 画像情報入力手段（照射放射線量算出手段） Ｓorg オリジナル画像信号 Ｓus ボケマスク信号 Ｓproc 処理済画像信号
Claims (6)
- 【請求項１】 放射線画像を表す原画像信号に対してモ
ーフォロジー演算を施してモーフォロジー信号を求め、
該モーフォロジー信号と前記原画像信号とから、前記放
射線画像に含まれるエッジ部および／または所定の大き
さの輪郭を有する特定画像部分において特徴的な値を示
すエッジ信号および／または特定画像信号を求め、予め
設定された変換テーブルに基づいて前記エッジ信号およ
び／または前記特定画像信号に対応する強調係数を求
め、該強調係数と前記エッジ部および／または前記特定
画像部分における画像信号とに基づいて該エッジ部およ
び／または該特定画像部分を選択的に強調処理する画像
の強調処理方法において、 前記変換テーブルが、前記エッジ信号および／または前
記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値のとき前記
強調係数が正の値を採るように設定されているものであ
り、 前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量が少ない
程、前記閾値が大きくなるように、前記変換テーブルを
補正することを特徴とする画像の強調処理方法。 - 【請求項２】 前記照射放射線量は、所定の入力手段か
ら入力されることを特徴とする請求項１記載の画像の強
調処理方法。 - 【請求項３】 前記照射放射線量は、前記原画像信号に
基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の画像
の強調処理方法。 - 【請求項４】 放射線画像を表す原画像信号に対してモ
ーフォロジー演算を施してモーフォロジー信号を求める
モーフォロジー演算手段と、求められたモーフォロジー
信号および前記原画像信号から、前記放射線画像に含ま
れるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を有す
る特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信号お
よび／または特定画像信号を求める特定画像信号算出手
段と、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号
と強調係数とが予め対応付けられた変換テーブルと、前
記強調係数と前記エッジ部および／または前記特定画像
部分における画像信号とに基づいて該エッジ部および／
または該特定画像部分を選択的に強調処理する強調処理
手段とを備えた画像の強調処理装置において、 前記変換テーブルが、前記エッジ信号および／または前
記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値のとき前記
強調係数が正の値を採るように設定されているものであ
り、 前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量が少ない
程、前記閾値が大きくなるように、前記変換テーブルを
補正する補正手段をさらに備えたことを特徴とする画像
の強調処理装置。 - 【請求項５】 前記放射線画像が撮影された際の照射放
射線量を入力する線量入力手段をさらに備えたことを特
徴とする請求項４記載の画像の強調処理装置。 - 【請求項６】 前記放射線画像が撮影された際の照射放
射線量を前記原画像信号に基づいて算出する照射放射線
量算出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４記
載の画像の強調処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21633096A JP3690882B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 画像の強調処理方法および装置 |
| US08/912,341 US5953461A (en) | 1996-08-16 | 1997-08-18 | Image emphasis processing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21633096A JP3690882B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 画像の強調処理方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1063836A true JPH1063836A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3690882B2 JP3690882B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=16686853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21633096A Expired - Fee Related JP3690882B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 画像の強調処理方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5953461A (ja) |
| JP (1) | JP3690882B2 (ja) |
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