JP3706719B2

JP3706719B2 - 画像処理装置及び方法及び記憶媒体

Info

Publication number: JP3706719B2
Application number: JP22237697A
Authority: JP
Inventors: 裕之松野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JPH1169136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像データが不正に改ざんされたかどうかを容易に判定することを可能とする画像処理装置及び方法及びこの方法を記憶した記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線画像診断にはフィルムを使用するのが一般的であり、診断したフィルムが唯一のオリジナル画像であった。また、これら医療用の画像はオリジナルとして確実に保存しておくことが重要であり、無用な編集等があってはならない。
【０００３】
一方、近年画像処理のデジタル化が進んできており、各種画像をデジタル画像として保存しておくことが多くなってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年のデジタル化により医療用の画像をデジタル画像として保存しておく場合も考えられる様になってきている。
【０００５】
しかしながら、デジタル画像は編集が容易であり、医療用の画像としてはあってはならない編集が行われ易いという問題がある。
【０００６】
例えば、ネットワーク上で上記デジタル画像が通信される場合には、ネットワーク上で編集が実行される可能性があり、このネットワークから呼び出したデジタル画像が本当にオリジナル画像であるかどうかを証明するのは難しい。
【０００７】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたものであり、画像のオリジナル性を重要視する画像において、入力されたデジタル画像データが不正に改ざんされたかどうかを容易に判定できる様にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の画像処理装置によれば、所定の撮影装置により撮影して得られたデジタル画像データに付加情報が埋め込まれたデジタル画像データを入力する手段と、前記入力されたデジタル画像データより前記付加情報を抽出する手段と、付加情報を入力する手段と、前記抽出された付加情報と前記入力された付加情報を比較することにより、前記デジタル画像データが改ざんされていないかを判定する判定手段を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明に好適な実施の形態を説明する。
【００１０】
図１は大画面固体撮像素子を用いたＸ線撮影装置の構成図を示している。撮影装置１には、Ｘ線を検知することによりデジタル画像データを発生するセンサユニット２と、このデジタル画像データ或いは後述するメモリ１４内のデジタル画像データ等を表示確認するための表示部及び操作部を備える操作ユニット３を有する。この表示部には上記デジタルデータを表示することが可能であり、操作部からは、後述する撮影条件等の各種情報を入力することが可能である。
【００１１】
更に撮影装置１には、センサユニット２から入力されたデジタル画像データに各種画像処理を実行し、操作ユニット３と制御データ、デジタル画像データのやり取りを行うための制御手段４も有する。
【００１２】
撮影装置１は、この制御手段４を介して、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の病院内に敷設されたＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）５に接続しており、このＬＡＮ５には画像表示装置６、画像格納装置７、診療請求システム８もネットワーク接続されている。
【００１３】
よって撮影装置１は、センサユニット２から発生したデジタル画像データ或いは制御データをＬＡＮ５を介して画像表示装置６、画像格納装置７、診療請求システム８に出力することができる。画像表示装置６は撮影装置１から出力されたデジタル画像データを直接表示するか、或いは画像格納装置７に格納されているデジタル画像データを表示することが可能である。画像格納装置７は、過去に撮影装置１で撮影された診断画像（デジタル画像データ）を保存格納しておく装置であり、大容量の記憶メモリである。
【００１４】
また、診療請求システム８は公衆回線１０により外部の診療費データベースシステム９に接続されており、各種データのやり取りが可能である。診療請求システム８からの指示により診療費データベース上の各種情報を参照或いは保険点数の診療請求を行うことが可能である。
【００１５】
１１は判定装置であり、ネットワーク上の各部が保有するデジタル画像データが医療用に使用できるものであるか、即ち撮影時から編集が行われていないオリジナル画像であるかを判定するための装置である。判定装置１１の機能については後述する。
【００１６】
図２は、制御手段４の内部構成を示すものである。図中、操作ユニット３の操作部から入力された患者ＩＤ等の撮影条件はインタフェイス１６を介して必要な処理部に入力される。またセンサユニット２から発生したデジタル画像データは、インタフェイス１９を介してメモリ１４に格納される。
【００１７】
この格納されたデジタル画像データは、画像処理部１５により画像処理された後、インタフェイス１６を介して操作ユニット３に出力される。
【００１８】
操作ユニット３に入力されたデジタル画像データは、操作ユニット３内の表示部に表示され、操作者であるＸ線技師は表示された画像を確認する。画像を確認すると、操作者は操作部からの指示により、この画像を示すデジタル画像データをインタフェイス１７を介してＬＡＮ５に転送する。
【００１９】
図３は、画像処理部１５の内部構成を示すものである。図中、２１は通常変化することの無い所定の付加情報（本実施の形態では画像処理部１５の製造番号とする）を格納するための書き換え不可能なＲＯＭであり、２２はこのＲＯＭ２１に格納された付加情報をパターン画像化するパターン形成手段である。２３はこれにより得られたパターン画像であり、２４はパターン画像２３を一旦格納するための固定パターン格納メモリである。
【００２０】
なお、ＲＯＭ２１に格納される情報は画像処理部１５に関わる情報に限らず、撮影装置１の製造番号でも良い。また、製造番号に限らず製造したメーカーＩＤ、機種番号、装置を購入したユーザーＩＤ、装置に用いられるソフトウェアのバージョン、ファームウエアのバージョン、センサユニットのＩＤ等を代わりに格納しても良い。また、これら付加情報を複数組み合わせて格納しても良い。
【００２１】
一方、２５は撮影する毎に変化する付加情報、本実施の形態では撮影時刻、患者ＩＤ、或いはこれら情報から算出されるＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）符号２６を格納する書き換え可能なＲＡＭであり、２７はこのＣＲＣ符号２６をパターン画像化するためのパターン形成手段である。なお、このＣＲＣ符号は、元のデータ（撮影時刻、患者ＩＤ）を暗号化した符号のことである。
【００２２】
２８はこれにより得られたパターン画像であり、２９は、このパターンが画像を一旦格納するための可変パターン格納メモリである。
【００２３】
なお、上記ＲＡＭ２５に格納される付加情報はこれに限らず、撮影する毎に変化する各種付加情報を適用することが可能である。例えば撮影された患者の情報を付加情報とする場合には、患者名、生年月日、年齢、性別、身長、体重、喫煙歴を格納することができ、Ｘ線撮影の際の撮影条件を付加情報とするならば、撮影日、撮影した技師名、読影医師名（撮影画像を見て診断する専門の医師名）、担当医師名（読影医師と同じ場合もある）、撮影部位、管電圧（Ｘ線の透過エネルギーであり撮影画像のコントラストに関わる）、管電流（Ｘ線の量を示し、撮影画像の鮮鋭度に関わる）、照射時間、照射距離を格納することができ、撮影された画像の構成情報を付加情報とするならば、画像のビット数、ピクセル数、画素サイズ、アスペクト比、コントラスト情報、画像処理パラメータを格納することができる。
【００２４】
１４は、図２で説明したメモリであり、センサユニット２から発生した医療用のデジタル画像データを一旦格納してある。このメモリ１４に格納されたデジタル画像データは、内部バス１３を介して後述する合成手段３０に入力される。
【００２５】
合成手段３０は、メモリ１４に格納されたデジタル画像データに対して、固定パターンメモリ２４に格納されたパターン画像、及び可変パターン格納メモリ２９に格納されたパターン画像を人間の目に識別しにくく合成するものである。これは、パターン画像を合成される前と後で、実質的に濃度が保存されているためである。
【００２６】
なお、パターン形成手段２２及び２７による付加情報のパターン画像化、及び合成手段３０によりパターン画像を人間の目に識別しにくく合成する手法については公知であるので詳述しないが、本実施の形態では、特開平５−２４４３８９に記載のパターン画像の付加方式を用いることとする。しかしながら本発明はこれに限らず、種々の公知の付加方法を適用することが可能である。
【００２７】
上記合成手段３０で各種付加情報が合成されたデジタル画像データは、診断画像として操作ユニット３の表示部へ出力される。
【００２８】
上述した様に、表示部で診断画像が確認されると、操作部からの指示に基づいて、図１の画像表示装置６、画像格納装置７等に転送される。この際、ネットワーク（ＬＡＮ５）上の複数の機器において同一のデジタル画像データを共有することになる。
【００２９】
よって、ネットワーク上のどこかでこのデジタル画像データを編集（改ざん）、複写することが可能となる。
【００３０】
以下に、この様な行為が行われたか否かを図１の判定装置１１で判定する方法を示す。
【００３１】
図４は、上記判定を実行する手順を示すフローチャートである。まず、Ｓ１０１において診断画像（デジタル画像データ）に合成されているべき付加情報（本実施の形態では画像処理部１５の製造番号と撮影時刻、患者ＩＤ）を判定装置内のメモリから読み出す。なお、判定装置は、付加情報を格納しておくメモリを有さなくとも良く、その場合にはＳ１０１において操作者がキーボード等から上記付加情報（この場合にも画像処理部１５の製造番号と撮影時刻、患者ＩＤ）を入力する。
【００３２】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１でメモリ読み出し或いはキーボード入力された撮影時刻、患者ＩＤからＣＲＣ符号２６を算出する。
【００３３】
Ｓ１０３では、実際にデジタル画像データを解析し後述するパターン画像の抽出を実行する。そして、抽出されたパターン画像から対応する付加情報に逆変換する。
【００３４】
Ｓ１０４では、Ｓ１０１でメモリ読み出し或いはキーボード入力された製造番号に対して、Ｓ１０３のパターン画像抽出による逆変換で得られた付加情報の製造番号に対応する部分が一致しているかどうかを判別する。
【００３５】
Ｓ１０４の判別の結果、一致していればＳ１０５に進み、一致していなければＳ１０６に進む。
【００３６】
Ｓ１０５では、Ｓ１０２で算出されたＣＲＣ符号２６に対して、Ｓ１０３のパターン画像抽出による逆変換で得られた付加情報が一致しているかどうかを判別する。
【００３７】
Ｓ１０５の判別の結果、一致していればＳ１０７に進み、一致していなければＳ１０６に進む。
【００３８】
Ｓ１０６では判定装置内の表示部に、デジタル画像データが不正に編集、複写されている可能性がある旨の警告表示を行う。この警告表示を確認した操作者は、デジタル画像データの内容が変更されていないか、或いは不正に複写されていないかを調べる。特に内容が変更されていないかどうかを調べる際には、判定装置内の表示部にデジタル画像データを表示することにより行う。
【００３９】
Ｓ１０７では、判定対象であるデジタル画像データが不正に編集、複写されている可能性が無い旨のＯＫ表示を行う。この場合には、このデジタル画像データを信頼性があるものとして医療用の診断に使用することができる。
【００４０】
図５は判定装置１１内の一部の構成を示す図であり、付加情報が付加されている診断画像（デジタル画像データ）から、パターン画像を抽出する処理、即ち図４のＳ１０３において付加情報を抽出する処理に必要な構成を示す図である。
【００４１】
図中３１は抽出手段であり、診断画像から図３の合成手段３０の合成の逆処理（逆変換）を実行することにより図３の固定パターン格納メモリ２４、可変パターン格納メモリ２９に格納されていた各パターン画像を抽出する。
【００４２】
これら抽出されたパターン画像の内、固定パターン格納メモリ２４に格納されていた製造番号を示すパターン画像は固定パターン格納メモリ３２へ、可変パターン格納メモリ２４に格納されていたＣＲＣ符号２６を示すパターン画像は可変パターンメモリ３３に格納される。そして残りの原画像（センサユニット２によりＸ線撮影された画像）は撮影画像格納メモリ３４に格納される。
【００４３】
固定パターン格納メモリ３２に格納されたパターン画像は、このパターン画像に対応する製造番号に変換された後に、図４のＳ１０４の判定に用いられる。
【００４４】
一方、可変パターンメモリ３３に格納されたパターン画像は、このパターン画像に対応するＣＲＣ符号に変換された後に、図４のＳ１０５の判定に用いられる。
【００４５】
上記説明では、デジタル画像データが撮影時のオリジナル画像であるか否かの判定を専用の判定装置１１が実行するものとして説明したが、本発明はこれに限らずネットワーク上の複数機器を用いて上記判定処理を実行する様にしても良い。
【００４６】
次に、画像格納装置７に格納されたある患者の診断画像（デジタル画像データ）と、同じ患者に対して撮影装置１から得られた新たな診断画像を比較参照するために、それぞれの画像を図１の画像表示装置６上に表示する際の処理について説明する。
【００４７】
この比較参照の際には、画像格納装置７に格納されている過去の診断画像には編集が加えられている可能性があるので、画像格納装置７の診断画像が撮影時と変化していないかを判定する必要がある。この判定は判定装置１１で行うものとする。
【００４８】
以下図６を用いてこの判定の手順を示す。まず図中Ｓ２０１において、比較参照する対象の患者の患者ＩＤを内部メモリから読み込むか、或いはキーボード等から入力する。
【００４９】
次にＳ２０２において、画像格納装置７に格納されている上記患者の過去の診断画像に対応するデジタル画像データを検索して読み込む。そして、Ｓ２０３において、読み込まれたデジタル画像データに対して図５で説明した処理と同様の逆処理を行うことによってパターン画像を分離し、更にこのパターン画像に基づいて製造番号とＣＲＣ符号を割り出し、更に、各種撮影日時と患者ＩＤから算出されるＣＲＣ符号と比較することにより撮影日時、患者ＩＤを割り出す。
【００５０】
Ｓ２０４では、Ｓ２０３で割り出されたこの患者ＩＤと、Ｓ２０１で読み出し或いは入力された患者ＩＤが一致しているかどうかを判定する。この判定の結果、一致していればＳ２０２で画像格納装置７から読み出した診断画像（デジタル画像データ）が撮影時のオリジナル画像であることが分かるので、画像表示装置６の表示部に撮影装置１から入力された診断画像と共に画像格納装置７から読み出された過去の診断画像を表示する。（Ｓ２０５）これら複数の診断画像は１画面上に同時に表示される。
【００５１】
一方、Ｓ２０４で患者ＩＤが一致していなければ、Ｓ２０６に進み、画像格納装置に格納されている過去の診断画像は、撮影時のオリジナル画像から変更されている旨の警告表示を表示部にて行う。
【００５２】
以上の処理により、画像表示装置６上において、同一患者の現時点の診断画像と過去の診断画像を比較参照する際に、過去の診断画像が変更されていない信頼できるものであることを判定することができる。
【００５３】
一致判定する際のよりどころとなる患者ＩＤは、診断画像にパターン画像として合成されているので、合成方法の知識を持たない者が安易に診断画像を編集した際には、合成されているパターン画像の形状が壊れてしまい、判定時にパターン画像を抽出することができなくなる。この様にパターン画像が抽出できなければ、判定手段が有する患者ＩＤとパターン画像の示す患者ＩＤは一致するはずがないので、結果的に診断画像に何らかの編集がなされたものと判定することができる。
【００５４】
なお上記説明では患者ＩＤを比較する付加情報の対象としているが、本発明はこれに限らず製造番号、撮影日時でも良く、患者ＩＤと撮影日時から算出されたＣＲＣ符号の状態で比較しても良い。更には上述した様々な付加情報（撮影された患者の情報、Ｘ線撮影の際の撮影条件、撮影された画像の構成情報）を比較の対象としても良い。
【００５５】
また、これら医療に関わる様々な情報をデジタル画像データに付加しておけば、このデジタル画像データを用いて診察する時には、これら付加情報を参照することも可能である。
【００５６】
（変形例）
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムの１部として適用しても、１つの機器（たとえば複写機、ファクシミリ装置）からなる装置の１部に適用してもよい。
【００５７】
また、本発明は上記実施の形態を実現するための装置及び方法のみに限定されるものではなく、上記システム又は装置内のコンピュータ（CPUあるいはMPU）に、上記実施の形態を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、このプログラムコードに従って上記システムあるいは装置のコンピュータが上記各種デバイスを動作させることにより上記実施の形態を実現する場合も本発明の範疇に含まれる。
【００５８】
またこの場合、前記ソフトウエアのプログラムコード自体が上記実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、具体的には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明の範疇に含まれる。
【００５９】
この様なプログラムコードを格納する記憶媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【００６０】
また、上記コンピュータが、供給されたプログラムコードのみに従って各種デバイスを制御することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合だけではなく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上記実施の形態が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の範疇に含まれる。
【００６１】
更に、この供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施の形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、撮影時のオリジナル性が重要である画像に改ざんが行われたとしても、オリジナルであるか否かを容易に判定することができる。
【００６３】
特に、撮影された画像の画質をできるだけ劣化させないように付加情報を埋め込むので、オリジナルの撮影画像として十分使用することができる。
【００６４】
また、医療に関わる様々な情報を付加しておくことにより、このデジタル画像データを用いた診察時にはこれら付加情報を画像に対応させて効果的に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線撮影装置の構成例
【図２】制御手段の内部構成図
【図３】画像処理部の内部構成図
【図４】デジタル画像データのオリジナル性を判定する際の手順を示す図
【図５】デジタル画像データから付加情報を抽出するための構成図
【図６】デジタル画像データのオリジナル性を判定する際の手順を示す図
【符号の説明】
１撮影装置
２センサユニット
３操作ユニット
４制御手段
５ＬＡＮ

Claims

所定の撮影装置により撮影して得られたデジタル画像データに付加情報が埋め込まれたデジタル画像データを入力する手段と、
前記入力されたデジタル画像データより前記付加情報を抽出する手段と、
付加情報を入力する手段と、
前記抽出された付加情報と前記入力された付加情報を比較することにより、前記デジタル画像データが改ざんされていないかを判定する判定手段を有することを特徴とする画像処理装置。
前記撮影装置は、Ｘ線により患者を撮影することを特徴とする請求項１の画像処理装置。
前記付加情報には、前記患者の情報が含まれることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記付加情報には、患者ＩＤ、患者名、患者の生年月日、年齢、性別、身長、体重、喫煙歴の何れかを含むことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
前記付加情報には、Ｘ線撮影の際の撮影条件が含まれることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記付加情報には、撮影日、撮影した技師名、読影医師名、担当医師名、撮影部位、管電圧、管電流、照射時間、照射距離の何れかを含むことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
前記付加情報には、前記入力手段により入力されるデジタル画像データが示す画像の構成情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記付加情報には、前記デジタル画像データの画像のビット数、ピクセル数、画素サイズ、アスペクト比、コントラスト情報、前記デジタル画像データを画像処理するパラメータの何れかを含むことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
更に、前記判定手段による判定の結果に基づいて、表示を行う表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記表示手段は、前記判定の結果がデジタル画像データに改ざんがあった場合に、警告表示を行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
前記表示手段は、前記判定の結果がデジタル画像データに改ざんが無かった場合に、デジタル画像データを表示することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
所定の撮影装置により撮影して得られたデジタル画像データに付加情報が埋め込まれたデジタル画像データを入力するステップと、
前記入力されたデジタル画像データより前記付加情報を抽出するステップと、
付加情報を入力するステップと、
前記抽出された付加情報と前記入力された付加情報を比較することにより、前記デジタル画像データが改ざんされていないかを判定する判定ステップを有することを特徴とする画像処理方法。
請求項１〜１１の何れか１項に記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読出可能な記憶媒体。