JP4769374B2

JP4769374B2 - Image processing apparatus, image processing system, image processing method, program, and recording medium

Info

Publication number: JP4769374B2
Application number: JP2001190069A
Authority: JP
Inventors: 弘之新畠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP2003000577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、Ｘ線等の放射線撮影により得られた被写体の撮影画像から、腫瘍等の目的とする領域を抽出するための装置或いはシステムに用いられる、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、その機能をコンピュータに実現させるためのプログラム、及び当該プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のディジタル技術の進歩により、例えば、センサやカメラ等の撮影装置により被写体をＸ線撮影して得られたＸ線画像を、ディジタルの画像データ（以下、当該ディジタル画像データの値を「画素値」とも言う）に変換し、当該ディジタル画像データをモニタ或いはフィルム等へ出力することが行われている。
【０００３】
また、上述のディジタル画像データから、例えば、被写体の腫瘍等の画像領域の候補を自動的に抽出する構成により、医師の画像診断を助ける診断支援のための装置或いはシステムの開発が行われている。
【０００４】
上記の診断支援装置或いはシステムにおいて、例えば、腫瘍陰影を抽出する方法として、「中山正人他、"３次元モルフォロジカルフィルタによる肺癌病巣自動認識の検討"、医用画像工学研究会ＪＡＭＩＴＦｒｏｎｔｉｅｒ９５講演論文集、ｐｐ．６０−６７（１９９５）」等で開示された方法がある。また、特開平６−２３７９２５号等には、対象画像から２次元的な解剖学的領域を抽出し、当該抽出した解剖学的領域内に限定して腫瘍領域を抽出する腫瘍抽出方法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような、腫瘍等の特定の画像領域を対象画像から抽出する従来の方法では、具体的には特開平６−２３７９２５号等に記載の従来の方法（２次元的な解剖学的領域から腫瘍領域を抽出する方法）では、解剖学的領域を限定する際の解析処理が複雑であること等により、常に精度良く目的とする領域を限定することができず、この結果、安定して腫瘍等の特定の画像領域の候補を抽出することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の欠点を除去するために成されたもので、被写体を放射線撮影して得られた画像等の対象画像から、腫瘍等の特定の画像領域を安定して精度良く抽出できる構成により、放射線画像を用いた診断等を効率よく行える、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、その機能をコンピュータに実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得手段と、前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定手段と、前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像処理システムは、被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得手段と、前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定手段と、前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像処理方法は、画像処理装置が実行する画像処理方法であって、被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得ステップと、前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定ステップと、前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出ステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のプログラムは、被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得手段と、前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定手段と、前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出手段と、を有する画像処理装置の機能をコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の記録媒体は、前記プログラムを記録したことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
本発明は、例えば、図１に示すようなＸ線撮影装置１００に適用される。
本実施の形態のＸ線撮影装置１００は、特に、画像診断等に用いられるＸ線画像を取得し、当該Ｘ線画像において、特定の画素値範囲から、腫瘍等の特定画像領域の候補画素値を絞り込むことで、精度良く当該特定画像領域を抽出するように構成されている。これにより、医師の画像診断等を効率よく行える。
以下、本実施の形態のＸ線撮影装置１００の構成及び動作について具体的に説明する。
【００２０】
尚、本実施の形態では、説明の簡単のため、Ｘ線画像から抽出する特定画像領域を「腫瘍領域」とするが、これに限られることはない。
【００２１】
[Ｘ線撮影装置１００の構成]
Ｘ線撮影装置１００は、上記図１に示すように、Ｘ線を発生するＸ線発生回路１０１と、被写体１０３を透過したＸ線光が結像される２次元Ｘ線センサ１０４と、２次元Ｘ線センサ１０４から出力される撮像画像を収集するデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５にて収集された撮像画像に前処理を施す前処理回路１０６と、前処理回路１０６での処理後画像（原画像）等の各種情報や各種処理実行のための処理プログラムを記憶するメインメモリ１０９と、Ｘ線撮影実行等の指示や各種設定を本装置に対して行うための操作パネル１１０と、前処理回路１０６での処理後画像（原画像）に対して画像処理を施す画像処理回路１１１と、本装置１００全体の動作制御を司るＣＰＵ１０８とを備えている。
データ収集回路１０５、前処理回路１０６、画像処理回路１１１、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、及び操作パネル１１０はそれぞれ、ＣＰＵバス１０７を介して互いにデータ授受できるように接続されている。
【００２２】
画像処理回路１１１は、画素値限定回路１１２、特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３、及び判定回路１１４を備えている。
【００２３】
画素値限定回路１１２は、原画像を解析することで、原画像における腫瘍が存在する画素値範囲を限定する。
特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３は、画素値限定回路１１２により限定された画素値範囲から２次元的な解剖学的領域を抽出し、当該解剖学的領域から腫瘍領域の候補（当該領域を構成する画素の候補）を抽出する。
判定回路１１４は、特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３で得られた腫瘍領域候補を、画素値限定回路１１２、又は画素値限定回路１１２及び特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３の処理結果に基いて、腫瘍領域を絞り込み、最終的な腫瘍領域を決定する。
【００２４】
[Ｘ線撮影装置１００の動作]
図２は、Ｘ線撮影装置１００の動作の一例を示したものである。
例えば、メインメモリ１０９は、ＣＰＵ１０８での各種処理実行に必要なデータや処理プログラム等を予め記憶すると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含んでいる。メインメモリ１０９に記憶される処理プログラム、特に、画像処理プログラムとして、ここでは例えば、上記図２のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。
したがって、ＣＰＵ１０８は、メインメモリ１０９から上記図２で示される画像処理プログラムを読み出して実行することで、以下に説明するような本装置１００全体の動作制御を行う。
【００２５】
ステップＳ２００：
Ｘ線発生回路１０１は、被写体（被検査体）１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。
Ｘ線発生回路１０１から放射されたＸ線ビーム１０２は、被検査体１０３を減衰しながら透過して、２次元Ｘ線センサ１０４に到達し、２次元Ｘ線センサ１０４からＸ線画像として出力される。ここでは、２次元X線センサ１０４から出力されるＸ線画像を、例えば、胸部等の人体部画像とする。
【００２６】
データ収集回路１０５は、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されたＸ線画像を電気信号に変換し、これを前処理回路１０６に供給する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（Ｘ線画像信号）に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を施す。
前処理回路１０６での処理後画像信号は入力画像（原画像）の情報として、ＣＰＵ１０８の制御によりＣＰＵバス１１５を介して、メインメモリ１０９及び画像処理回路１１１にそれぞれ転送される。
【００２７】
ステップＳ２０１：
画像処理回路１１１において、画素値限定回路１１２は、ＣＰＵ１０８の制御により転送された原画像から照射領域を抽出する。
【００２８】
ステップＳ２０２：
画素値限定回路１１２は、ステップＳ２０１で取得した照射領域外及び照射領域内のす抜け領域及び当該す抜け領域と一定間隔内で接する体領域を、例えば、“０”画素で置き換えることで、被写体領域を抽出する。
【００２９】
具体的には例えば、画素値限定回路１１２は、原画像を”ｆ（ｘ，ｙ）”として、
【００３０】
【数１】

【００３１】
なる式（１）により、原画像変換を行い、照射領域外と、す抜け領域及び該す抜け領域と一定間隔内で接する体領域とを削除した画像ｆ１（ｘ，ｙ）を得る。上記式（１）における"ｓｇｎ（ｘ，ｙ）"は、
【００３２】
【数２】

【００３３】
なる式（２）で表される。
上記式（２）において、”Ｔｈ１”は、実験等により予め定められる定数であり、例えば、原画像全体の画素値の最大値の９０％の値とする。”ｄ１”及び”ｄ２”は、す抜け領域と一定間隔内で接する体領域を削除する際の当該一定間隔（幅）を決定する定数である。
【００３４】
ステップＳ２０３：
画素値限定回路１１２は、ステップＳ２０２での処理結果である画像ｆ１（ｘ，ｙ）を構成する画素値の中から、最大値を示す画素の座標を取得する。この画素の座標は、例えば、対象画像（原画像）を、図３（ａ）に示すような胸部画像３００とした場合、肺野内から取得される。
そして、画素値限定回路１１２は、上記図３（ａ）に示すように、上記の座標を通過する線分３０１を決定し、当該線分３０１上のプロファイル３０２を作成する。
【００３５】
ステップＳ２０４：
画素値限定回路１１２は、ステップＳ２０３で作成したプロファイル３０２（上記図３（ａ）参照）において、その最大値と最小値を示す幅３０３に基き、画素値範囲を限定する。
ここでは一例として、画素値範囲３０３の上側の半分を、限定画素値範囲とする。上記図３（ｂ）は、この場合の限定画素値範囲３０４を示したものである。
【００３６】
ステップＳ２０５：特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３は、画素値限定回路１１２で得られた限定画素値範囲３０４から、例えば、「"３次元モルフォロジカルフィルタによる肺癌病巣自動認識の検討"、医用画像工学研究会ＪＡＭＩＴＦｒｏｎｔｉｅｒ９５講演論文集、ｐｐ．６０−６７（１９９５）」等に記載された腫瘍抽出方法により、腫瘍領域候補を抽出する。
【００３７】
具体的には、まず、上記の方法は、Ｑフィルタと呼ばれるモルフォロジカルフィルタにより、孤立陰影を抽出する方法である。Ｑフィルタとは、半径ｒ１のDフィルタ（ＤｉｓｋＦｉｌｔｅｒ）と、内径ｒ２及びｒ３のRフィルタ（ＲｉｎｇＦｉｌｔｅｒ）との組み合わせで表現される「輪投げ」的なフィルタであり、孤立陰影を抽出するのに用いられるものであり、DフィルタによるＤｉｌａｔｉｏｎ後の画素値から、ＲフィルタによるＤｉｌａｔｉｏｎ後の画素値を差し引く処理を表すものである。
【００３８】
Ｑフィルタの定義式は、DフィルタＤ（ｘ，ｙ）と、ＲフィルタＲ（ｘ，ｙ）とを以って、
【００３９】
【数３】

【００４０】
なる式（３）及び（４）で表される。
また、Ｑ変換は、
【００４１】
【数４】

【００４２】
なる式（５）により定義され、当該式（５）により、孤立陰影が抽出される。この場合、当該式（５）によるＱ変換後の画像において、一定値以上の値を示す領域が、腫瘍領域の候補となる。
【００４３】
尚、特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３で用いる腫瘍抽出方法については、上述の方法に限られることはない。
【００４４】
ステップＳ２０６：
判定回路１１４は、画素値限定回路１１２で得られた限定画素値範囲において、特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路１１３により得られた腫瘍領域候補を、さらに絞り込み、最終的な腫瘍領域を決定する。
【００４５】
判定回路１１４で決定された腫瘍領域は、例えば、原画像と共に、モニタ表示されたり、フィルム上に出力されたりする。
【００４６】
上述のように本実施の形態では、対象画像から、腫瘍等の特定画像領域を抽出する際、画素値的に特定画像（腫瘍等）が存在する画素値範囲を限定するように構成したので、実際に特定画像が存在する画素値範囲以外の領域に対して当該抽出処理が行われることを確実に防止することができ、当該抽出処理精度を向上させることができる。また、複雑な解析処理を必要とせず、安定して簡易に、特定画像を抽出する画素値範囲を限定することができる。
また、プロファイルを用いて画素値範囲を限定する構成により、安定して当該画素値範囲を限定することができる。これは、プロファイルは、被写体によらず安定した形状を有するである。
【００４７】
尚、本発明の目的は、本実施の形態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、本実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能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書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４８】
図４は、上記コンピュータ機能６００の構成の一例を示したものである。
コンピュータ機能６００は、上記図４に示すように、ＣＰＵ６０１と、ＲＯＭ６０２と、ＲＡＭ６０３と、キーボード（ＫＢ）６０９のキーボードコントローラ（ＫＢＣ）６０５と、表示部としてのＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）６１０のＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）６０６と、ハードディスク（ＨＤ）６１１及びフレキシブルディスク（ＦＤ）６１２のディスクコントローラ（ＤＫＣ）６０７と、ネットワーク６２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）６０８とが、システムバス６０４を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
【００４９】
ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２或いはＨＤ６１１に記憶されたソフトウェア、或いはＦＤ６１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス６０４に接続された各構成部を総括的に制御する。
すなわち、ＣＰＵ６０１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ６０２、或いはＨＤ６１１、或いはＦＤ６１２から読み出して実行することで、本実施の形態での動作を実現するための制御を行う。
【００５０】
ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。
ＫＢＣ６０５は、ＫＢ６０９や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。
ＣＲＴＣ６０６は、ＣＲＴ６１０の表示を制御する。
ＤＫＣ６０７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び本実施の形態での動作を実現するための処理プログラム等を記憶するＨＤ６１１及びＦＤ６１２とのアクセスを制御する。
ＮＩＣ６０８は、ネットワーク６２０上の装置或いはシステムと双方向にデータをやりとりする。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、肺野領域に対応する画素値を有する画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する構成により、複雑な解析処理等を必要とせずに、適切な領域から特定画像を、容易に且つ確実に抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記Ｘ線撮影装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】上記Ｘ線撮影装置において処理対象となるＸ線画像及び当該画像から特定画像（腫瘍等）を抽出する処理を説明するための図である。
【図４】コンピュータ読取可能な記憶媒体から上記Ｘ線撮影装置の機能を実現させるためのプログラムを読み出して実行するコンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００Ｘ線撮影装置
１０１Ｘ線発生回路
１０２Ｘ線ビーム
１０３被写体
１０４２次元Ｘ線センサ
１０５データ収集回路
１０６前処理回路
１０７ＣＰＵバス
１０８ＣＰＵ
１０９メインメモリ
１１０操作パネル
１１１画像処理回路
１１２画素値限定回路
１１３特定画像領域（腫瘍領域）抽出回路
１１４判定回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing system, and an image used in an apparatus or system for extracting a target region such as a tumor from a photographed image of a subject obtained by radiography such as X-ray. The present invention relates to a processing method, a program for causing a computer to realize the function, and a recording medium on which the program is recorded .
[0002]
[Prior art]
Due to recent advances in digital technology, for example, an X-ray image obtained by X-ray imaging of a subject with an imaging device such as a sensor or a camera is converted into digital image data (hereinafter, the value of the digital image data is referred to as “pixel value”). The digital image data is output to a monitor or film.
[0003]
In addition, for example, a device or system for assisting diagnosis that assists a doctor in image diagnosis has been developed by automatically extracting candidate image regions such as a tumor of a subject from the digital image data described above. .
[0004]
In the above-described diagnosis support apparatus or system, for example, as a method for extracting tumor shadows, “Masato Nakayama et al.,“ Examination of automatic recognition of lung cancer lesions by three-dimensional morphological filter ”, Medical Imaging Engineering Society JAMIT Frontier 95 , Pp. 60-67 (1995) ". JP-A- 6-237925 and the like describe a tumor extraction method for extracting a two-dimensional anatomical region from a target image and extracting a tumor region limited to the extracted anatomical region. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for extracting a specific image region such as a tumor from the target image as described above, specifically, the conventional method described in JP-A- 6-237925 (two-dimensional anatomical) is used. In the method of extracting a tumor region from a region), the target region cannot always be accurately defined due to the complicated analysis process when the anatomical region is limited. Thus, a candidate for a specific image region such as a tumor could not be extracted.
[0006]
Therefore, the present invention is made to eliminate the above-described drawbacks, and a specific image region such as a tumor is stably and accurately extracted from a target image such as an image obtained by radiographing a subject. To provide an image processing apparatus, an image processing system, an image processing method, a program for causing a computer to realize the function thereof, and a recording medium storing the program, which can efficiently perform diagnosis using a radiographic image, etc. with a configuration that can be performed. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An image processing apparatus according to the present invention includes an acquisition unit configured to acquire a subject region in an X-ray image of a chest of a subject, and passes through pixels in the subject region having a pixel value corresponding to a lung field region of the subject and Based on the distribution of pixel values in a line that intersects the body axis, a limiting unit that limits a region that is a tumor shadow extraction target in the subject region, and an extraction unit that extracts a tumor shadow from the limited region, It is characterized by having.
[0008]
An image processing system according to the present invention includes an acquisition unit that acquires a subject area in an X-ray image of a chest of a subject, and passes through pixels in the subject area having a pixel value corresponding to a lung field area of the subject and Based on the distribution of pixel values in a line that intersects the body axis, a limiting unit that limits a region that is a tumor shadow extraction target in the subject region, and an extraction unit that extracts a tumor shadow from the limited region, It is characterized by having.
[0009]
An image processing method of the present invention is an image processing method executed by an image processing apparatus, wherein an acquisition step of acquiring a subject region in an X-ray image of a subject's chest and a pixel value corresponding to the lung field region of the subject are obtained. A limiting step of limiting a region from which to extract a tumor shadow in the subject region based on a distribution of pixel values in a line that passes through pixels in the subject region and intersects the body axis of the subject; Extracting the tumor shadow from the region.
[0010]
The program of the present invention includes an acquisition means for acquiring a subject area in an X-ray image of a chest of a subject, and passes through a pixel in the subject area having a pixel value corresponding to a lung field area of the subject and the body axis of the subject An image having limiting means for limiting an area from which a tumor shadow is to be extracted in the subject area and an extracting means for extracting a tumor shadow from the limited area based on a distribution of pixel values in a line intersecting with A function of a processing device is realized by a computer.
[0011]
The recording medium of the present invention is characterized in that the program is recorded.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
The present invention is applied to, for example, an X-ray imaging apparatus 100 as shown in FIG.
The X-ray imaging apparatus 100 according to the present embodiment acquires an X-ray image particularly used for image diagnosis and the like, and in the X-ray image, a candidate pixel value of a specific image region such as a tumor from a specific pixel value range. By narrowing down, the specific image region is extracted with high accuracy. Thereby, a doctor's image diagnosis etc. can be performed efficiently.
Hereinafter, the configuration and operation of the X-ray imaging apparatus 100 of the present embodiment will be specifically described.
[0020]
In the present embodiment, for the sake of simplicity, the specific image area extracted from the X-ray image is referred to as a “tumor area”, but the present invention is not limited to this.
[0021]
[Configuration of X-ray imaging apparatus 100]
As shown in FIG. 1, the X-ray imaging apparatus 100 includes an X-ray generation circuit 101 that generates X-rays, a two-dimensional X-ray sensor 104 that forms an image of X-ray light that has passed through a subject 103, and a two-dimensional A data collection circuit 105 that collects a captured image output from the X-ray sensor 104, a preprocessing circuit 106 that performs preprocessing on the captured image collected by the data collection circuit 105, and an image that has been processed by the preprocessing circuit 106 A main memory 109 for storing various information such as (original image) and processing programs for executing various processes, an operation panel 110 for performing instructions and various settings for X-ray imaging execution, etc. An image processing circuit 111 that performs image processing on an image (original image) processed by the processing circuit 106 and a CPU 108 that controls operation of the entire apparatus 100 are provided.
The data collection circuit 105, the preprocessing circuit 106, the image processing circuit 111, the CPU 108, the main memory 109, and the operation panel 110 are connected so as to exchange data with each other via the CPU bus 107.
[0022]
The image processing circuit 111 includes a pixel value limiting circuit 112, a specific image region (tumor region) extraction circuit 113, and a determination circuit 114.
[0023]
The pixel value limiting circuit 112 limits the pixel value range where the tumor exists in the original image by analyzing the original image.
The specific image region (tumor region) extraction circuit 113 extracts a two-dimensional anatomical region from the pixel value range limited by the pixel value limiting circuit 112, and extracts a tumor region candidate (the region) from the anatomical region. Are extracted).
The determination circuit 114 uses the pixel value limiting circuit 112 or the processing result of the pixel value limiting circuit 112 and the specific image region (tumor region) extraction circuit 113 as the tumor region candidate obtained by the specific image region (tumor region) extraction circuit 113. Based on this, the tumor area is narrowed down to determine the final tumor area.
[0024]
[Operation of X-ray imaging apparatus 100]
FIG. 2 shows an example of the operation of the X-ray imaging apparatus 100.
For example, the main memory 109 stores in advance data necessary for execution of various processes in the CPU 108, processing programs, and the like, and includes a work memory for the work of the CPU 108. As a processing program stored in the main memory 109, particularly an image processing program, here, for example, a processing program according to the flowchart of FIG. 2 is used.
Therefore, the CPU 108 reads out and executes the image processing program shown in FIG. 2 from the main memory 109, thereby performing operation control of the entire apparatus 100 as described below.
[0025]
Step S200:
The X-ray generation circuit 101 emits an X-ray beam 102 to a subject (inspected object) 103.
The X-ray beam 102 emitted from the X-ray generation circuit 101 passes through the object 103 while being attenuated, reaches the two-dimensional X-ray sensor 104, and is output from the two-dimensional X-ray sensor 104 as an X-ray image. The Here, the X-ray image output from the two-dimensional X-ray sensor 104 is, for example, a human body part image such as a chest.
[0026]
The data acquisition circuit 105 converts the X-ray image output from the two-dimensional X-ray sensor 104 into an electrical signal and supplies it to the preprocessing circuit 106.
The preprocessing circuit 106 performs preprocessing such as offset correction processing and gain correction processing on the signal (X-ray image signal) from the data acquisition circuit 105.
The image signal processed by the preprocessing circuit 106 is transferred as information of an input image (original image) to the main memory 109 and the image processing circuit 111 via the CPU bus 115 under the control of the CPU 108.
[0027]
Step S201:
In the image processing circuit 111, the pixel value limiting circuit 112 extracts an irradiation area from the original image transferred under the control of the CPU.
[0028]
Step S202:
The pixel value limiting circuit 112 replaces the void region outside and within the irradiation region acquired in step S201 and the body region that is in contact with the void region within a certain interval with, for example, “0” pixels. Extract regions.
[0029]
Specifically, for example, the pixel value limiting circuit 112 sets the original image as “f (x, y)”.
[0030]
[Expression 1]

[0031]
The original image is converted by the following equation (1) to obtain an image f1 (x, y) in which the outside of the irradiation region, the void region, and the body region that contacts the void region within a certain interval are deleted. In the above formula (1), “ sgn (x, y)” is
[0032]
[Expression 2]

[0033]
It is represented by the following formula (2).
In the above formula (2), “Th1” is a constant determined in advance by experiments or the like, and is, for example, a value of 90% of the maximum pixel value of the entire original image. “D1” and “d2” are constants that determine the fixed interval (width) when deleting a body region that is in contact with the skipped region within a fixed interval.
[0034]
Step S203:
The pixel value limiting circuit 112 acquires the coordinates of the pixel indicating the maximum value from the pixel values constituting the image f1 (x, y), which is the processing result in step S202. The coordinates of the pixels are acquired from the lung field when the target image (original image) is a chest image 300 as shown in FIG.
Then, as shown in FIG. 3A, the pixel value limiting circuit 112 determines a line segment 301 that passes the above coordinates, and creates a profile 302 on the line segment 301.
[0035]
Step S204:
The pixel value limiting circuit 112 limits the pixel value range based on the width 303 indicating the maximum value and the minimum value in the profile 302 (see FIG. 3A) created in step S203.
Here, as an example, the upper half of the pixel value range 303 is a limited pixel value range. FIG. 3B shows the limited pixel value range 304 in this case.
[0036]
Step S205: The specific image region (tumor region) extraction circuit 113 uses, for example, "" Examination of automatic recognition of lung cancer lesions using a three-dimensional morphological filter "from the limited pixel value range 304 obtained by the pixel value limiting circuit 112, medical use. Tumor region candidates are extracted by the tumor extraction method described in “JAMIT Frontier 95 Proceedings, pp. 60-67 (1995)”.
[0037]
Specifically, first, the above method is a method of extracting an isolated shadow by a morphological filter called a Q filter. The Q filter is a “ring-throw” filter expressed by a combination of a D filter (Disk Filter) with a radius r1 and an R filter (Ring Filter) with inner diameters r2 and r3, and is used to extract isolated shadows. It is used and represents a process of subtracting the pixel value after dilation by the R filter from the pixel value after dilation by the D filter.
[0038]
The definition formula of the Q filter is a D filter D (x, y) and an R filter R (x, y).
[0039]
[Equation 3]

[0040]
It is represented by the following formulas (3) and (4).
Q conversion is
[0041]
[Expression 4]

[0042]
The isolated shadow is extracted by the equation (5). In this case, in the image after Q conversion according to the equation (5), a region showing a value greater than or equal to a certain value is a tumor region candidate.
[0043]
Note that the tumor extraction method used in the specific image region (tumor region) extraction circuit 113 is not limited to the method described above.
[0044]
Step S206:
The determination circuit 114 further narrows down the tumor region candidates obtained by the specific image region (tumor region) extraction circuit 113 within the limited pixel value range obtained by the pixel value limiting circuit 112, and determines the final tumor region. .
[0045]
The tumor area determined by the determination circuit 114 is displayed on a monitor or output on a film together with the original image, for example.
[0046]
As described above, in the present embodiment, when extracting a specific image region such as a tumor from the target image, the pixel value range in which the specific image (tumor or the like) exists is limited in terms of pixel value. It is possible to reliably prevent the extraction process from being performed on a region other than the pixel value range where the specific image actually exists, and improve the extraction process accuracy. Further, the pixel value range for extracting the specific image can be limited stably and easily without requiring complicated analysis processing.
Further, the pixel value range can be stably limited by the configuration that limits the pixel value range using the profile. This is because the profile has a stable shape regardless of the subject.
[0047]
An object of the present invention is to supply a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the host and terminal of the present embodiment to the system or apparatus, and the computer of the system or apparatus (or CPU or MPU). Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium.
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the present embodiment, and the storage medium storing the program code and the program code constitute the present invention.
As a storage medium for supplying the program code, ROM, flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, and the like can be used.
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the present embodiment are realized, but also an OS or the like running on the computer based on an instruction of the program code performs actual processing. It goes without saying that a case where the function of this embodiment is realized by performing part or all of the above and the processing thereof is included.
Further, after the program code read from the storage medium is written to the memory provided in the extension function board inserted in the computer or the function extension unit connected to the computer, the function extension is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the board or function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the present embodiment are realized by the processing.
[0048]
FIG. 4 shows an example of the configuration of the computer function 600.
As shown in FIG. 4, the computer function 600 includes a CPU 601, a ROM 602, a RAM 603, a keyboard controller (KBC) 605 of a keyboard (KB) 609, and a CRT controller (CRT) 610 as a display unit (CRT controller 610). CRTC) 606, a hard disk (HD) 611 and a disk controller (DKC) 607 of a flexible disk (FD) 612, and a network interface controller (NIC) 608 for connection to the network 620 via a system bus 604 It is the structure connected so that communication was possible mutually.
[0049]
The CPU 601 comprehensively controls each component connected to the system bus 604 by executing software stored in the ROM 602 or the HD 611 or software supplied from the FD 612.
That is, the CPU 601 performs a control for realizing the operation in the present embodiment by reading a processing program according to a predetermined processing sequence from the ROM 602, the HD 611, or the FD 612 and executing it.
[0050]
The RAM 603 functions as a main memory or work area for the CPU 601.
The KBC 605 controls instruction input from the KB 609 or a pointing device (not shown).
The CRTC 606 controls the display of the CRT 610.
The DKC 607 controls access to the HD 611 and the FD 612 that store a boot program, various applications, an edit file, a user file, a network management program, a processing program for realizing operations in the present embodiment, and the like.
The NIC 608 exchanges data bidirectionally with devices or systems on the network 620.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention , a tumor shadow is extracted based on a distribution of pixel values in a line passing through a pixel having a pixel value corresponding to a lung field region and intersecting the body axis of the subject. the arrangement to limit the area, without requiring a complicated analysis process or the like, a specific image from the appropriate areas, can be easily and reliably extracted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray imaging apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the X-ray imaging apparatus.
FIG. 3 is a diagram for explaining an X-ray image to be processed in the X-ray imaging apparatus and a process of extracting a specific image (tumor or the like) from the image.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a computer that reads and executes a program for realizing the functions of the X-ray imaging apparatus from a computer-readable storage medium.
[Explanation of symbols]
100 X-ray imaging apparatus 101 X-ray generation circuit 102 X-ray beam 103 Subject 104 Two-dimensional X-ray sensor 105 Data acquisition circuit 106 Preprocessing circuit 107 CPU bus 108 CPU
109 Main Memory 110 Operation Panel 111 Image Processing Circuit 112 Pixel Value Limiting Circuit 113 Specific Image Region (Tumor Region) Extraction Circuit 114 Determination Circuit

Claims

被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得手段と、
前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定手段と、
前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。Obtaining means for obtaining a subject area in an X-ray image of a chest of a subject;
Based on the distribution of pixel values in a line passing through pixels in the subject region having pixel values corresponding to the lung field region of the subject and intersecting the body axis of the subject, Limiting means for limiting the area to be
Extracting means for extracting a tumor shadow from the limited region;
An image processing apparatus comprising:

前記限定手段は、前記被写体領域において画素値が最大となる画素を前記肺野領域に対応する画素値を有する画素として得ることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the limiting unit obtains a pixel having a maximum pixel value in the subject area as a pixel having a pixel value corresponding to the lung field area.

前記肺野領域に対応する画素を通りかつ前記被写体の体軸と直交するライン上における画素値のプロファイルを作成する作成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。 The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a creation unit that creates a profile of pixel values on a line that passes through pixels corresponding to the lung field region and is orthogonal to the body axis of the subject.

前記限定手段は、前記ライン上における画素値の範囲のうち所定の閾値より大きい画素値を有する領域を前記腫瘍陰影の抽出対象の領域とすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。The image processing apparatus according to claim 1, wherein the limiting unit sets a region having a pixel value larger than a predetermined threshold in a range of pixel values on the line as a region to be extracted from the tumor shadow. .

前記限定手段は、前記ライン上における画素値の範囲のうち上半分の画素値を有する領域を前記所定の閾値より大きい画素値を有する領域として抽出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。The limitation means, the image of claim 4, characterized in that extracts an area having an inner upper half of the pixel values of the range of the pixel values on the line as a region having the predetermined threshold is greater than the pixel value Processing equipment.

前記取得手段は、前記Ｘ線画像を画素値で閾値処理することにより被写体領域を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires a subject region by performing threshold processing on the X-ray image with a pixel value.

前記抽出手段は、前記限定された領域にモルフォロジカルフィルタを適用して腫瘍陰影を抽出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the extraction unit extracts a tumor shadow by applying a morphological filter to the limited region.

被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得手段と、
前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定手段と、
前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出手段と、
を有することを特徴とする画像処理システム。Obtaining means for obtaining a subject area in an X-ray image of a chest of a subject;
Based on the distribution of pixel values in a line passing through pixels in the subject region having pixel values corresponding to the lung field region of the subject and intersecting the body axis of the subject, Limiting means for limiting the area to be
Extracting means for extracting a tumor shadow from the limited region;
An image processing system comprising:

画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得ステップと、
前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定ステップと、
前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。An image processing method executed by an image processing apparatus,
An acquisition step of acquiring a subject region in an X-ray image of a chest of the subject;
Based on the distribution of pixel values in a line passing through pixels in the subject region having pixel values corresponding to the lung field region of the subject and intersecting the body axis of the subject, A limiting step for limiting the area to be
Extracting the tumor shadow from the limited region;
An image processing method comprising:

被写体の胸部のＸ線画像における被写体領域を取得する取得手段と、
前記被写体の肺野領域に対応する画素値を有する前記被写体領域内の画素を通りかつ前記被写体の体軸と交差するラインにおける画素値の分布に基づいて、前記被写体領域において腫瘍陰影の抽出対象とする領域を限定する限定手段と、
前記限定された領域から腫瘍陰影を抽出する抽出手段と、を有する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。Obtaining means for obtaining a subject area in an X-ray image of a chest of a subject;
Based on the distribution of pixel values in a line passing through pixels in the subject region having pixel values corresponding to the lung field region of the subject and intersecting the body axis of the subject, Limiting means for limiting the area to be
A program for causing a computer to realize the function of an image processing apparatus having extraction means for extracting a tumor shadow from the limited region.

請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。 The computer-readable recording medium which recorded the program of Claim 10.