JP3303504B2 - Ｘ線画像処理装置 - Google Patents
Ｘ線画像処理装置Info
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
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- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 2
- 238000011976 chest X-ray Methods 0.000 description 2
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばＸ線画像表示装
置、Ｘ線量子計数器あるいは胸部デジタルＸ線画像診断
装置等のＸ線画像のデータ処理に利用される画像処理装
置に関する。
置、Ｘ線量子計数器あるいは胸部デジタルＸ線画像診断
装置等のＸ線画像のデータ処理に利用される画像処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】胸部Ｘ線画像は、３桁程度の広いダイナ
ミックレンジを持ち、その表示が困難である。そこで、
このような胸部Ｘ線画像を表示するため、ＣＲ(Compute
r Ｒa-diography)などでは、空間周波数フィルタ処理
（ぼけマスク処理など）が行われている。これらの処理
は、特定の空間周波数帯域（高周波数帯域）を強調した
デジタル処理で、線状の陰影を強調する画像処理（エッ
ジ強調処理）である。
ミックレンジを持ち、その表示が困難である。そこで、
このような胸部Ｘ線画像を表示するため、ＣＲ(Compute
r Ｒa-diography)などでは、空間周波数フィルタ処理
（ぼけマスク処理など）が行われている。これらの処理
は、特定の空間周波数帯域（高周波数帯域）を強調した
デジタル処理で、線状の陰影を強調する画像処理（エッ
ジ強調処理）である。
【０００３】なお、このほか、胸部Ｘ線画像を表示する
ものとして、感度特性の異なる２種類の材料を組み合わ
せたＸ線フィルムも開発されている。
ものとして、感度特性の異なる２種類の材料を組み合わ
せたＸ線フィルムも開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したデ
ジタル画像処理では、線状の陰影が強調されるので読影
はし易くなるが、しゅ瘤などの大きな陰影の読影は難し
く、また、従来のレントゲン写真に比べて画像品位が大
きく相違する画像（不自然な画像）となる等の欠点があ
る。そのため、この種のデジタル画像処理を採用したＸ
画像撮像装置（ＦＣＲ；富士コンピュータラジオグラフ
ィ）などでは、医師らに診断時には必ず２枚の画像を読
影することを提示するするようにしている。しかし、こ
れは必ずしも良い処置とは言えない。
ジタル画像処理では、線状の陰影が強調されるので読影
はし易くなるが、しゅ瘤などの大きな陰影の読影は難し
く、また、従来のレントゲン写真に比べて画像品位が大
きく相違する画像（不自然な画像）となる等の欠点があ
る。そのため、この種のデジタル画像処理を採用したＸ
画像撮像装置（ＦＣＲ；富士コンピュータラジオグラフ
ィ）などでは、医師らに診断時には必ず２枚の画像を読
影することを提示するするようにしている。しかし、こ
れは必ずしも良い処置とは言えない。
【０００５】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、被検体にＸ線を一様に照射して検出された透過
Ｘ線画像を表示するにあたり、自然で読影し易い画像を
得ることのできる画像処理装置の提供を目的とする。
もので、被検体にＸ線を一様に照射して検出された透過
Ｘ線画像を表示するにあたり、自然で読影し易い画像を
得ることのできる画像処理装置の提供を目的とする。
【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、本発明は、実施例に対応する図１に示すように、Ｘ
線画像Ｐの一つの画素ｐi,j とその周辺の画素ｐi,j-L
・・ｐi,j+L の各透過線量値を用い、その中央画素ｐi,j
の重み係数を最大として荷重平均計算を行って透過線量
の平均値Ｓi,j を求める荷重平均計算器１と、その平均
値Ｓi,j を変数とする関数で、当該平均値Ｓi,j の小→
大の変化に応じて減少する関数（例えば√（Ｃ／Ｓi,j
））を用いて減弱変換倍率ｇi,j を求める減弱変換器
２と、この変換倍率ｇi,j と上記の中央画素ｐi,j の透
過線量値Ｐi,j との掛け算を行う積算器３を備え、その
演算結果を当該Ｘ線画像Ｐの１画素分の画像データとし
て用いるように構成したことによって特徴づけられる。
め、本発明は、実施例に対応する図１に示すように、Ｘ
線画像Ｐの一つの画素ｐi,j とその周辺の画素ｐi,j-L
・・ｐi,j+L の各透過線量値を用い、その中央画素ｐi,j
の重み係数を最大として荷重平均計算を行って透過線量
の平均値Ｓi,j を求める荷重平均計算器１と、その平均
値Ｓi,j を変数とする関数で、当該平均値Ｓi,j の小→
大の変化に応じて減少する関数（例えば√（Ｃ／Ｓi,j
））を用いて減弱変換倍率ｇi,j を求める減弱変換器
２と、この変換倍率ｇi,j と上記の中央画素ｐi,j の透
過線量値Ｐi,j との掛け算を行う積算器３を備え、その
演算結果を当該Ｘ線画像Ｐの１画素分の画像データとし
て用いるように構成したことによって特徴づけられる。
【０００７】
【作用】荷重平均計算器１では、例えば、Ｘ線画像Ｐの
ある１画素ｐi,j について区間ｐi,j-L ・・ｐi,j ・・ｐi,
j+L の範囲の平均透過線量Ｓi,j を、例えば図２に示す
荷重係数を用いた重み付け計算、すなわち処理対象の画
素ｐi,j を最大とする重み付け計算により求め、減弱変
換器２では、その平均値Ｓi,j を、関数（ｇ＝√（Ｃ／
Ｓ））により変換して、元の透過線量値Ｐi,j を目標検
出線量；Ｃに近づけるのに必要な倍率ｇi,j を得る。
ある１画素ｐi,j について区間ｐi,j-L ・・ｐi,j ・・ｐi,
j+L の範囲の平均透過線量Ｓi,j を、例えば図２に示す
荷重係数を用いた重み付け計算、すなわち処理対象の画
素ｐi,j を最大とする重み付け計算により求め、減弱変
換器２では、その平均値Ｓi,j を、関数（ｇ＝√（Ｃ／
Ｓ））により変換して、元の透過線量値Ｐi,j を目標検
出線量；Ｃに近づけるのに必要な倍率ｇi,j を得る。
【０００８】そして、倍率ｇと元の透過線量値Ｐi,j と
の積を積算器３で求め、このような計算をＸ線画像Ｐの
全ての画素について行うことにより画像全体の処理デー
タを得る。
の積を積算器３で求め、このような計算をＸ線画像Ｐの
全ての画素について行うことにより画像全体の処理デー
タを得る。
【０００９】ここで、本発明の画像処理では、Ｘ線画像
Ｐのある画素の元の透過線量値が、目標検出線量；Ｃに
近い場合には、その値は処理後でも殆ど変化せずＣ付近
の値となるが、元の透過線量値がＣに対して十分に低い
場合には、その処理後の値は積算器３での倍数ｇの掛け
算により元の値よりも大きくなる（図３参照）。従っ
て、積算器３は、空間的な低周波成分に対しては、あた
かもＸ線量を増やしたかのように機能することになり、
これによりダイナミックレンジの幅を所定範囲内に抑え
ることが可能になる。
Ｐのある画素の元の透過線量値が、目標検出線量；Ｃに
近い場合には、その値は処理後でも殆ど変化せずＣ付近
の値となるが、元の透過線量値がＣに対して十分に低い
場合には、その処理後の値は積算器３での倍数ｇの掛け
算により元の値よりも大きくなる（図３参照）。従っ
て、積算器３は、空間的な低周波成分に対しては、あた
かもＸ線量を増やしたかのように機能することになり、
これによりダイナミックレンジの幅を所定範囲内に抑え
ることが可能になる。
【００１０】しかも、本発明では、荷重平均算出器１で
の重み付け計算により、一つの画素の周辺画素に対する
減弱度が抽出されているので、小さな構造も読影するこ
とができるＸ線画像を得ることも可能となる。
の重み付け計算により、一つの画素の周辺画素に対する
減弱度が抽出されているので、小さな構造も読影するこ
とができるＸ線画像を得ることも可能となる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説
明する。図１は本発明実施例の構成図である。この図で
は、処理の説明を簡単とするために、ある一つの画素ｐ
i,j の処理結果Ｑi,j を得るときの処理を行う構成のみ
を示している。また、同様に処理説明を簡単とするた
め、この例では透過Ｘ線画像Ｓに対して縦方向の処理の
みを行うものとする。
明する。図１は本発明実施例の構成図である。この図で
は、処理の説明を簡単とするために、ある一つの画素ｐ
i,j の処理結果Ｑi,j を得るときの処理を行う構成のみ
を示している。また、同様に処理説明を簡単とするた
め、この例では透過Ｘ線画像Ｓに対して縦方向の処理の
みを行うものとする。
【００１２】まず、この例の画像処理装置は、荷重平均
計算器１、減弱変換器２及び積算器３によって構成され
ている。荷重平均計算器１は、Ｘ線画像Ｓの画素ｐi,j
を中央とする画素区間ｐi,j-L・・ｐi,j+L の各画素値
（透過線量）を用いて平均透過線量を重み付け計算によ
り求めるための計算器である。その計算式は
計算器１、減弱変換器２及び積算器３によって構成され
ている。荷重平均計算器１は、Ｘ線画像Ｓの画素ｐi,j
を中央とする画素区間ｐi,j-L・・ｐi,j+L の各画素値
（透過線量）を用いて平均透過線量を重み付け計算によ
り求めるための計算器である。その計算式は
【００１３】
【数１】
【００１４】が用いられる。ここで、Ｗjsは重み付けの
ための荷重係数で、この例では、次の(2) 式及び図２の
グラフに示す関数を用いる。 Ｗjs＝（ js＋L ）／（L2），〔−L ≦js＜０〕 （−js＋L ）／（L2），〔 ０≦js≦Ｌ〕 ・・・・(2) 減弱変換器２は、荷重平均計算器１で計算された平均透
過線量Ｗjsを変換する倍率ｇi,j を 関数；ｇi,j ＝√（１／（Ｓi,j ／Ｃ）），Ｃ＝定数 を用いて求める。なお、定数Ｃとして、被写体がないと
きの検出値、また肺野と縦隔との境界値あるいは肺野の
画素データの最高値等を用いる。
ための荷重係数で、この例では、次の(2) 式及び図２の
グラフに示す関数を用いる。 Ｗjs＝（ js＋L ）／（L2），〔−L ≦js＜０〕 （−js＋L ）／（L2），〔 ０≦js≦Ｌ〕 ・・・・(2) 減弱変換器２は、荷重平均計算器１で計算された平均透
過線量Ｗjsを変換する倍率ｇi,j を 関数；ｇi,j ＝√（１／（Ｓi,j ／Ｃ）），Ｃ＝定数 を用いて求める。なお、定数Ｃとして、被写体がないと
きの検出値、また肺野と縦隔との境界値あるいは肺野の
画素データの最高値等を用いる。
【００１５】積算器３では、減弱変換器２で求めた倍率
ｇi,j と、画素ｐi,j の元の透過線量値Ｐi,j とが掛け
算され、その演算結果；Ｑi,j ＝Ｐi,j ＊ｇi,j が画像
処理結果として出力される。
ｇi,j と、画素ｐi,j の元の透過線量値Ｐi,j とが掛け
算され、その演算結果；Ｑi,j ＝Ｐi,j ＊ｇi,j が画像
処理結果として出力される。
【００１６】そして、以上の計算をＸ線画像の全ての画
素について行うことにより、Ｘ線画像の全体の処理デー
タを得ることができ、このような処理において、荷重平
均計算器１は画像データ群に対して空間的なロウパスフ
ィルタとして作用することになり、これにより空間的な
低周波成分をある程度の範囲内で一定にしてダイナミッ
クレンジの幅を所定の範囲内に抑えることができる。
素について行うことにより、Ｘ線画像の全体の処理デー
タを得ることができ、このような処理において、荷重平
均計算器１は画像データ群に対して空間的なロウパスフ
ィルタとして作用することになり、これにより空間的な
低周波成分をある程度の範囲内で一定にしてダイナミッ
クレンジの幅を所定の範囲内に抑えることができる。
【００１７】その作用効果を模式的に説明すると、例え
ば図３に示すように、Ｘ線画像の元の透過線量データＰ
が広いダイナミックレンジを持つ場合、このデータを、
本発明実施例の荷重平均計算器１、減弱変換器２及び積
算器３を用いて処理すると、その処理結果Ｑは、定数Ｃ
に近い透過線量ではあまり変化しないが、定数Ｃに比べ
少ない透過線量では変化が大きく、定数Ｃに近づく。そ
の結果、ダイナミックレンジの幅が、元のＸ線画像より
も狭くなる。しかも、この例での画像処理ではＸ線画像
の全体的な変化も、元の画像の状態が反映されるので、
自然で読影し易い画像を得ることができる。
ば図３に示すように、Ｘ線画像の元の透過線量データＰ
が広いダイナミックレンジを持つ場合、このデータを、
本発明実施例の荷重平均計算器１、減弱変換器２及び積
算器３を用いて処理すると、その処理結果Ｑは、定数Ｃ
に近い透過線量ではあまり変化しないが、定数Ｃに比べ
少ない透過線量では変化が大きく、定数Ｃに近づく。そ
の結果、ダイナミックレンジの幅が、元のＸ線画像より
も狭くなる。しかも、この例での画像処理ではＸ線画像
の全体的な変化も、元の画像の状態が反映されるので、
自然で読影し易い画像を得ることができる。
【００１８】ここで、減弱変換器２の関数は、ｇ＝Ｃ／
Ｓとしてもよいが、この場合、低周波成分がほぼ一定と
なって小さな構造は明瞭になるものの、図３の模式的線
図のＱ′に示すように、空間的な低周波成分がほば同一
のレベルとなってしまい、得られる画像がフィルムに比
べて不自然になるといった問題が発生する。そこで、自
然で読影し易い画像を得ることを目的とする場合には、
減弱変換器２の関数として、例えば、先に述べたｇ＝√
（Ｃ／Ｓ）を用いることが好ましい。
Ｓとしてもよいが、この場合、低周波成分がほぼ一定と
なって小さな構造は明瞭になるものの、図３の模式的線
図のＱ′に示すように、空間的な低周波成分がほば同一
のレベルとなってしまい、得られる画像がフィルムに比
べて不自然になるといった問題が発生する。そこで、自
然で読影し易い画像を得ることを目的とする場合には、
減弱変換器２の関数として、例えば、先に述べたｇ＝√
（Ｃ／Ｓ）を用いることが好ましい。
【００１９】その理由を、以下、図４に示すような均一
な画像データを参照して説明する。まず、図に示すデー
タでは、元のＸ線画像より荷重平均計算器１の出力がＳ
＝Ｐ（透過線量の計数値）、減弱変換器２により倍率ｇ
＝√（Ｃ／Ｐ）、積算器３の出力はＱ＝ｇ・Ｐ＝√（Ｃ
／Ｐ）・Ｐ＝√（Ｐ）・√（Ｃ）となる。
な画像データを参照して説明する。まず、図に示すデー
タでは、元のＸ線画像より荷重平均計算器１の出力がＳ
＝Ｐ（透過線量の計数値）、減弱変換器２により倍率ｇ
＝√（Ｃ／Ｐ）、積算器３の出力はＱ＝ｇ・Ｐ＝√（Ｃ
／Ｐ）・Ｐ＝√（Ｐ）・√（Ｃ）となる。
【００２０】さて、画素のゆらぎ（ポアソン分布）を考
慮すると計数Ｐの値はＰ±√（Ｐ）程ゆらいでいるが、
上記の積算を行った場合のゆらぎを求めると、 となり、目標計数値Ｃとしたときのゆらぎは、Ｃ±√
（Ｃ）であるから、ｇ＝√（Ｃ／Ｐ）で減弱変換を行っ
ても、ゆらぎは等しくなる。これにより、先の図３の模
式的線図に示したように画像の不自然さがなくなる。
慮すると計数Ｐの値はＰ±√（Ｐ）程ゆらいでいるが、
上記の積算を行った場合のゆらぎを求めると、 となり、目標計数値Ｃとしたときのゆらぎは、Ｃ±√
（Ｃ）であるから、ｇ＝√（Ｃ／Ｐ）で減弱変換を行っ
ても、ゆらぎは等しくなる。これにより、先の図３の模
式的線図に示したように画像の不自然さがなくなる。
【００２１】なお、以上の本発明実施例では、画像に対
する処理の方向を縦方向のみとしているが、その方向は
横方向であってもよいし、また、縦方向の処理を行った
後、横方向の処理を行うといった手法を採用してもよ
い。さらに、空間的に拡張した画像処理つまり一つの画
素についてその縦と横の双方の周辺画素の画素値を用い
たり、領域内の平均透過線量の計算を行うといった処理
手法を採用してもよい。
する処理の方向を縦方向のみとしているが、その方向は
横方向であってもよいし、また、縦方向の処理を行った
後、横方向の処理を行うといった手法を採用してもよ
い。さらに、空間的に拡張した画像処理つまり一つの画
素についてその縦と横の双方の周辺画素の画素値を用い
たり、領域内の平均透過線量の計算を行うといった処理
手法を採用してもよい。
【００２２】また、以上の実施例では、Ｘ線画像Ｐの一
つの画素ｐi,j についての処理のみを示しているが、他
の画素についても画素ｐi,j と同等な構成により処理を
行うことは言うまでもない。
つの画素ｐi,j についての処理のみを示しているが、他
の画素についても画素ｐi,j と同等な構成により処理を
行うことは言うまでもない。
【００２３】ここで、本発明の処理装置において、荷重
平均計算器の計算に適用する重み付けの係数としては、
先の(2) 式の関数のほか、ハミング窓関数あるいはハニ
ング窓関数が挙げられる。ただし、(2) 式の関数を採用
した場合、荷重平均計算器での演算速度が高速になり、
処理速度が速くなるといった利点がある。
平均計算器の計算に適用する重み付けの係数としては、
先の(2) 式の関数のほか、ハミング窓関数あるいはハニ
ング窓関数が挙げられる。ただし、(2) 式の関数を採用
した場合、荷重平均計算器での演算速度が高速になり、
処理速度が速くなるといった利点がある。
【００２４】すなわち、荷重係数として(2) 式のような
線形の関数（図２参照）を採用すると、重み付け計算を
行う際の掛け算（Ｗi,j ＊Ｐi,J+JS）は、Ｘ線画像のあ
る画素区間についてのみ行い、この代表区間の計算結果
を基準として加減算を行うことにより画像の全ての画素
についての平均透過線量を求めるといった手法が可能と
なり、その掛け算を削減できる分だけ演算時間を大幅に
短縮できる。
線形の関数（図２参照）を採用すると、重み付け計算を
行う際の掛け算（Ｗi,j ＊Ｐi,J+JS）は、Ｘ線画像のあ
る画素区間についてのみ行い、この代表区間の計算結果
を基準として加減算を行うことにより画像の全ての画素
についての平均透過線量を求めるといった手法が可能と
なり、その掛け算を削減できる分だけ演算時間を大幅に
短縮できる。
【００２５】また、本発明の処理装置において、減弱変
換器に適用する関数としては、先に述べたｇ＝Ｃ／Ｓや
ｇ＝１／Ｓ、さらに√（Ｃ／Ｓ）を一般化して（Ｃ／
Ｓ）Kあるいはシグモイド関数を用いた１＋EXP(−ｋ
1(Ｓ−ｋ2)）などが挙げられる。
換器に適用する関数としては、先に述べたｇ＝Ｃ／Ｓや
ｇ＝１／Ｓ、さらに√（Ｃ／Ｓ）を一般化して（Ｃ／
Ｓ）Kあるいはシグモイド関数を用いた１＋EXP(−ｋ
1(Ｓ−ｋ2)）などが挙げられる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＸ線画像
処理装置によれば、Ｘ線画像の空間的な低周波成分をあ
る程度の範囲内で一定にして、ダイナミックレンジの幅
を所定の範囲内に抑えることが可能となるので、自然で
読影し易い画像を得ることができる。これにより、１枚
の画像で診断に必要な読影を十分に行うことが可能とな
り、その読影の能率が向上する。
処理装置によれば、Ｘ線画像の空間的な低周波成分をあ
る程度の範囲内で一定にして、ダイナミックレンジの幅
を所定の範囲内に抑えることが可能となるので、自然で
読影し易い画像を得ることができる。これにより、１枚
の画像で診断に必要な読影を十分に行うことが可能とな
り、その読影の能率が向上する。
【００２７】さらに、本発明によると、減弱変換器で用
いる関数を適宜に変更するだけで、ダイナミックレンジ
の特性を簡単かつ任意に変えることができる。これによ
り、例えば読影を行いたい部位の陰影を強調した画像を
得ることができる等、診断の目的に合った画像を作成す
ることも可能になる。
いる関数を適宜に変更するだけで、ダイナミックレンジ
の特性を簡単かつ任意に変えることができる。これによ
り、例えば読影を行いたい部位の陰影を強調した画像を
得ることができる等、診断の目的に合った画像を作成す
ることも可能になる。
【図１】本発明実施例の構成図
【図２】その実施例の荷重平均計算器１の計算に用いる
荷重係数を示す図
荷重係数を示す図
【図３】本発明実施例の作用説明図
【図４】本発明実施例の減弱変換器２で用いる関数につ
いての説明を行うための図
いての説明を行うための図
１ 荷重平均計算器 ２ 減弱変換器 ３ 積算器 ｐi,j 画素 Ｐi,j 画素値（透過線量）
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｘ線源から被写体に一様に照射され、そ
の被写体を通過した透過Ｘ線像を、複数の画素が配列さ
れた検出器で検出することにより得られるＸ線画像のデ
ータ処理を行う装置であって、Ｘ線画像の一つの画素と
その周辺の画素の各透過線量値を用い、その中央画素の
重み係数を最大として荷重平均計算を行って透過線量の
平均値を求める荷重平均計算器と、その平均値を変数と
する関数で、当該平均値の小→大の変化に応じて減少す
る関数を用いて減弱変換倍率を求める減弱変換器と、こ
の変換倍率と上記中央画素の透過線量値との掛け算を行
う積算器を備え、その演算結果を当該Ｘ線画像の１画素
分の画像データとして用いるように構成されていること
を特徴とするＸ線画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02956294A JP3303504B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Ｘ線画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02956294A JP3303504B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Ｘ線画像処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07236626A JPH07236626A (ja) | 1995-09-12 |
| JP3303504B2 true JP3303504B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=12279580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02956294A Expired - Lifetime JP3303504B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Ｘ線画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303504B2 (ja) |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP02956294A patent/JP3303504B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07236626A (ja) | 1995-09-12 |
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