JP6878101B2 - 画像処理装置及び画像処理装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置及び画像処理装置の作動方法に関する。

Ｘ線診断装置は、被検体に対してＸ線を照射し、透過したＸ線に基づいて、被検体内でのＸ線の減弱の差を白黒の濃淡で示したＸ線画像を生成する。このようなＸ線画像は、種々のディスプレイに表示され、例えば、血管造影などの造影検査や、インターベンション治療などを行う際に観察される。ここで、Ｘ線診断装置によって生成されたＸ線画像における白黒の階調は、ディスプレイに表示される際にディスプレイで表現される階調に変換される。

特開２０１１−０２３８９５号公報 特開２００１−０６１０６３号公報 特開２０００−３３０５３０号公報

本発明が解決しようとする課題は、画像を用いる検査の精度を向上させることができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。

実施形態の画像処理装置は、取得部と、領域指定部と、変換部と、画像生成部とを備える。取得部は、各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する。領域指定部は、前記第１の画像における一部の領域を指定する。変換部は、前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像における前記一部の領域に含まれる各画素の前記第１の階調における段階を、対応する前記表示パターンに変換する。画像生成部は、前記第１の画像の前記一部の領域に含まれる複数の画素を前記変換部によって変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、Ｘ線画像の表示について説明するための図である。 図３は、Ｘ線画像の表示について説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係るＸ線画像の表示について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る疑似階調処理を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る疑似階調処理を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る疑似階調処理を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る階調補間モードについて説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。 図１０は、第２の実施形態に係る階調補間モードについて説明するための図である。 図１１は、第２の実施形態に係る階調補間モードについて説明するための図である。 図１２は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態に係る画像処理装置及び画像処理方法を説明する。なお、以下では、実施形態に係る画像処理装置を含むＸ線診断装置を一例として説明する。また、以下では、実施形態に係る画像処理装置による画像処理の対象となる画像の一例として、Ｘ線画像について説明する。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、高電圧発生装置１０１と、Ｘ線源１０２と、天板１０３と、Ｘ線検出器１０４と、保持アーム１０５と、ディスプレイ１０６と、入力回路１０７と、記憶回路１０８と、処理回路１０９とを備える。

高電圧発生装置１０１は、処理回路１０９による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線源１０２に供給する。Ｘ線源１０２は、Ｘ線管１０２ａと、Ｘ線絞り１０２ｂとを備える。Ｘ線管１０２ａは、高電圧発生装置１０１から供給された高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線絞り１０２ｂは、被検体Ｐに対する被ばく量の低減と画像の画質向上を目的とし、Ｘ線の照射野を制御する。

天板１０３は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。Ｘ線検出器１０４は、Ｘ線検出素子を複数有し、被検体Ｐを透過したＸ線について信号強度の分布データを検出し、検出した分布データを処理回路１０９に送信する。保持アーム１０５は、Ｘ線源１０２とＸ線検出器１０４とを、被検体Ｐを挟んで対向するように保持する。

ディスプレイ１０６は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路１０９による制御の下、種々のＸ線画像を表示する。ディスプレイ１０６は、据え置きのモニタであってもよいし、携帯可能な端末（ノート型のＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣといった携帯可能なＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等）の表示画面であってもよい。例えば、ディスプレイ１０６は、疑似階調処理を受けたＸ線画像や、疑似階調処理を受けないＸ線画像を表示する。なお、ディスプレイ１０６が表示するＸ線画像、及び、疑似階調処理については後述する。また、以下では、一例として、ディスプレイ１０６が、ＲＧＢ（Red Green Blue）の各色について「８ｂｉｔ（２５６階調）」の階調で画像を表示するカラーモニタである場合について説明する。

入力回路１０７は、各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者からの指示や設定の情報を、処理回路１０９に転送する。例えば、入力回路１０７は、ディスプレイ１０６に表示されたＸ線画像に対する一部の領域を指定する操作を操作者から受け付ける。また、例えば、入力回路１０７は、表示モードの切り替え操作を操作者から受け付ける。なお、一部の領域の指定、及び、表示モードについては後述する。

記憶回路１０８は、処理回路１０９がＸ線診断装置１による処理の全体を制御する際に用いるデータを記憶する。例えば、記憶回路１０８は、処理回路１０９によって実行される各プログラムを記憶する。また、記憶回路１０８は、各種の画像データを記憶する。また、記憶回路１０８は、Ｘ線画像の階調の各段階と、ディスプレイ１０６における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報を記憶する。なお、対応情報については後述する。

処理回路１０９は、制御機能１０９ａと、画像生成機能１０９ｂと、変換機能１０９ｃと、表示制御機能１０９ｄと、領域指定機能１０９ｅと、受付機能１０９ｆと、関心領域設定機能１０９ｇを実行する。図１における実施形態では、構成要素の制御機能１０９ａ、画像生成機能１０９ｂ、変換機能１０９ｃ、表示制御機能１０９ｄ、領域指定機能１０９ｅ、受付機能１０９ｆ及び関心領域設定機能１０９ｇにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１０８へ記録されている。処理回路１０９はプログラムを記憶回路１０８から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１０９は、図１の処理回路１０９に示された各機能を有することとなる。なお、図１においては単一の処理回路にて、制御機能１０９ａ、画像生成機能１０９ｂ、変換機能１０９ｃ、表示制御機能１０９ｄ、領域指定機能１０９ｅ、受付機能１０９ｆ及び関心領域設定機能１０９ｇにて行われる処理機能が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit; ASIC）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device;SPLD）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device;CPLD）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array; FPGA））などの回路を意味する。プロセッサは記憶回路１０８に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１０８にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

第１の実施形態における画像生成機能１０９ｂは、特許請求の範囲における画像生成部の一例である。また、第１の実施形態における変換機能１０９ｃは、特許請求の範囲における変換部の一例である。また、第１の実施形態における表示制御機能１０９ｄは、特許請求の範囲における表示制御部の一例である。また、第１の実施形態における領域指定機能１０９ｅは、特許請求の範囲における領域指定部の一例である。また、第１の実施形態における受付機能１０９ｆは、特許請求の範囲における受付部の一例である。また、第１の実施形態における関心領域設定機能１０９ｇは、特許請求の範囲における関心領域設定部の一例である。

処理回路１０９は、Ｘ線診断装置１による処理の全体を制御する。Ｘ線診断装置１による処理とは、例えば、Ｘ線画像の撮影やＸ線画像の表示など、Ｘ線画像を用いる検査に係る一連の処理である。例えば、処理回路１０９は、投影データの収集処理を制御する。また、例えば、処理回路１０９は、収集した投影データを用いてＸ線画像を生成する。そして、処理回路１０９は、生成した種々のＸ線画像を記憶回路１０８に格納する。

また、処理回路１０９は、記憶回路１０８が記憶するＸ線画像における一部の領域を指定する。また、処理回路１０９は、記憶回路１０８が記憶する対応情報に基づいて、生成したＸ線画像における一部の領域に含まれる各画素の階調の段階を、対応する表示パターンに変換する。また、処理回路１０９は、投影データに基づいて生成したＸ線画像の一部の領域に含まれる複数の画素を、対応情報に基づいて変換された表示パターンで示したＸ線画像を生成する。また、処理回路１０９は、表示パターンで示したＸ線画像を、ディスプレイ１０６に表示させる。なお、この点については後述する。

以上、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて生成したＸ線画像における各画素の階調を、所定の対応情報に基づいて対応する表示パターンに変換し、画素を表示パターンで示したＸ線画像を生成することで、Ｘ線画像を用いる検査の精度を向上させる。

ここで、まず、ディスプレイ１０６にＸ線画像を表示する際の階調の変換について説明する。例えば、Ｘ線診断装置１が「１０ｂｉｔ（１０２４階調）」で表示用のＸ線画像を生成して、「８ｂｉｔ（２５６階調）」のディスプレイ１０６（例えば、ＲＧＢ各８ｂｉｔ（２５６色）のディスプレイ）に表示する場合、白黒の明度が「１０２４段階」で表現されたＸ線画像を「２５６段階」の明度に変換する。すなわち、Ｘ線画像において「４段階」の明度が「１段階」の明度に変換されることとなり、Ｘ線画像において異なる明度の画素がディスプレイ１０６では、同一の明度で表現されることとなる。

このように表示段階で減色されると、観察者によって観察される画像は、元の階調情報が失われてしまい、場合によっては、白とびや等高線のように見えてしまうこともある。そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１においては、ディスプレイ１０６にＸ線画像を表示させる前の段階においてＸ線画像に疑似階調処理を施し、疑似的に元の階調情報を示すＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。

ここで、まず、Ｘ線診断装置１によって実行される階調の変換の詳細について説明する。図２は、Ｘ線画像の表示について説明するための図である。なお、図２においては、上段にＸ線診断装置１の本体側での処理（内部処理）を示し、下段に表示システム（例えば、ディスプレイ１０６）側での処理（外部処理）を示す。例えば、Ｘ線診断装置１は、図２の上段に示すように、Ｘ線検出器１０４によって検出されたピクセルデータ（投影データ）に対して画像処理を実行し、内部ＬＵＴを当てることで、多階調のＸ線画像を生成する。すなわち、Ｘ線診断装置１の本体側では、例えば、図２の上段に示すように、ピクセルデータからＸ線画像まで、「１０ｂｉｔ」のデータで処理を実行する。なお、Ｘ線診断装置１においては、記憶回路１０８によって記憶されるデータも「１０ｂｉｔ」のままである。

そして、生成したＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる場合に、表示システムが、多階調のＸ線画像を受信し、表示用減色ＬＵＴを当て、モニタγ処理を実行することで、Ｘ線画像の階調を「１０ｂｉｔ」から「８ｂｉｔ」へ変換する。そして、ビデオカードが「８ｂｉｔ」のＸ線画像をディスプレイ１０６から出力させる。このように、Ｘ線診断装置１においては、ディスプレイ１０６が表示する階調よりも階調の多いＸ線画像を表示させる際に、ディスプレイ１０６が保持するＬＵＴに従い、階調を単純に間引いたうえでＸ線画像を表示する。

第１の実施形態に係るＸ線診断装置１では、この階調の変換処理を行う前に、Ｘ線画像に疑似階調処理を施し、表示用減色ＬＵＴが当てられた場合でも、元の階調情報を保持したＸ線画像を表示する。これにより、例えば、単純間引きによる階調の変換処理で見えなくなっていた情報を表示させることができる。図３は、Ｘ線画像の表示について説明するための図である。図３においては、左側にディスプレイ１０６に表示される前（内部処理の段階）でのＸ線画像の元データを示し、右側に単純間引きによって表示されたＸ線画像を示す。

例えば、図３の左側の図に示すように、生成されたＸ線画像に情報として文字「あ」が含まれていたとする。この場合、元データは多階調であることから、文字「あ」の部分と背景部分で階調の段階が異なり、異なる色となる。しかしながら、元データに対して単純に階調の変換を行うと、図３の右側の図に示すように、文字「あ」の部分と背景部分とが同じ色に変換され、情報として識別することができない。そこで、Ｘ線診断装置１は、ディスプレイ１０６の有する階調への変換前に疑似階調処理を行うことにより、ディスプレイ１０６の階調への変換を行ったとしても情報を識別することができるＸ線画像を表示させる。すなわち、Ｘ線診断装置１は、図３のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させた際に、文字「あ」が識別可能となるＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。以下、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１が行う処理について詳細に説明する。

まず、制御機能１０９ａは、高電圧発生装置１０１、Ｘ線源１０２、天板１０３、Ｘ線検出器１０４及び保持アーム１０５を含む撮像系を制御して、投影データを収集する。具体的には、制御機能１０９ａは、上記撮像系を制御することで、被検体Ｐに対してＸ線を曝射し、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器１０４で検出する。そして、制御機能１０９ａは、Ｘ線検出器１０４によってＸ線から変換された電気信号を用いて投影データを生成し、生成した投影データを記憶回路１０８に格納する。例えば、制御機能１０９ａは、Ｘ線検出器１０４から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、投影データ（ピクセルデータ）を生成する。

次に、画像生成機能１０９ｂは、収集した投影データ（ピクセルデータ）を用いてＸ線画像を生成する。具体的には、画像生成機能１０９ｂは、投影データ（ピクセルデータ）に対して各種画像処理を行い、内部ＬＵＴを当ててＸ線画像を生成する。なお、以下では、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、画像生成機能１０９ｂが生成するＸ線画像を、第１のＸ線画像とも記載する。第１のＸ線画像は、特許請求の範囲における第１の画像の一例である。

また、変換機能１０９ｃは、第１の階調の各段階と、第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示するディスプレイ１０６における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、第１のＸ線画像における各画素の第１の階調における段階を、対応する表示パターンに変換する。また、表示制御機能１０９ｄは、第１のＸ線画像の一部の領域に含まれる複数の画素を、変換機能１０９ｃによって変換された表示パターンで示したＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。以下、図４を用いて、これらの処理を説明する。なお、以下では、一例として、第１のＸ線画像が「１０ｂｉｔ（１０２４階調）」の階調を有するモノクロ画像である場合について説明する。ここで、モノクロ画像の階調とは、Ｘ線画像にて表現される色相の明度についての階調をいう。また、以下では、第１のＸ線画像の各画素が示す階調を、第１の階調とも記載する。また、以下では、ディスプレイ１０６の各画素が示す階調を、第２の階調とも記載する。また、以下では、第１の階調が、第２の階調よりも多い場合について説明する。

図４に示すように、画像生成機能１０９ｂが第１のＸ線画像を生成すると、変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像をディスプレイ１０６に出力するのに先立ち、疑似階調処理を行うか否かの判定処理を行い、また、疑似階調処理を行うと判定した場合、第１のＸ線画像に対して疑似階調処理を施す。ここで、変換機能１０９ｃが実行する疑似階調処理とは、第１のＸ線画像の各画素が有する第１の階調を、ディスプレイ１０６が表示する第２の階調を用いて表現することで、第１のＸ線画像の各画素が有していた階調情報を疑似的にディスプレイ１０６上に表現する処理をいう。なお、図４は、第１の実施形態に係るＸ線画像の表示について説明するための図である。また、図４においては、上段にＸ線診断装置１の本体側での処理（内部処理）を示し、下段に表示システム（例えば、ディスプレイ１０６）側での処理（外部処理）を示す。以下、変換機能１０９ｃが実行する疑似階調処理の一例について、図５を用いて説明する。ここで、図５は、第１の実施形態に係る疑似階調処理を説明するための図である。なお、図５の左図は、ディスプレイ１０６の階調の一部を示す。また、図５においては説明の便宜上、「２５６階調」のうちの「４段階」の色を示すが、実際には、「２５６階調」すべてに対して下記の内容が適用される。

例えば、画像生成機能１０９ｂによって生成された「１０ｂｉｔ」の第１のＸ線画像は、１０２４の段階（白黒の濃淡）で表現される。この第１のＸ線画像は、表示用減色ＬＵＴにより「８ｂｉｔ」に変換すると、２５６の段階に減色されることとなる。すなわち、元の階調情報が「１／４」となる。そこで、この場合の対応情報は、２５６の段階を用いて「１０２４段階」それぞれを表現するための表示パターンが用いられる。例えば、図５に示すように、ディスプレイ１０６の階調の「１段階（１色）」に減色されてしまう第１のＸ線画像の「４段階（４色）」に対して、４つの表示パターンを対応づけた表示パターンが、記憶回路１０８によって予め記憶される。ここで、図５に示す表示パターンは、ディスプレイ１０６の階調によって表現されるため、４倍の階調情報を表現するために４つの画素が用いられる。このような表示パターンを用いて第１のＸ線画像の階調情報を変換することにより、ディスプレイ１０６の階調を用いて、元の階調情報を表現することができる。変換機能１０９ｃは、記憶回路１０８によって記憶された対応情報を参照して、第１のＸ線画像の各画素を当該画素の色に対応する表示パターンに変換する。

なお、図５においては、「２５６色」で「１０２４色」の情報を表現するために４倍の画素数を用いる場合を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、ディスプレイ１０６の階調と第１のＸ線画像の階調に応じて、それぞれの対応情報が生成され、記憶回路１０８に格納される。例えば、記憶回路１０８は、「２５６色」で「４０９６色」の情報を表現するために１６倍の画素数を用いた表示パターンの対応情報を記憶する。変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像の階調と表示先のディスプレイ１０６の階調とに基づいて用いる対応情報を選択し、選択した対応情報を用いて変換処理を実行する。

まず、変換機能１０９ｃは、記憶回路１０８から、第１の階調の各段階と、第２の階調にて画像を表示するディスプレイ１０６における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報を取得する。ここで、第１の階調の各段階とは、例えば、第１のＸ線画像における「１０２４階調」の各段階である。また、表示パターンとは、図５の右図に示すように、図５の左図に示すディスプレイ１０６の階調を用いて、元のＸ線画像の階調の各段階を示したものである。なお、以下では、対応情報を用いて、第１の階調の各段階を対応する表示パターンに変換する処理を、ディザ処理とも記載する。

即ち、変換機能１０９ｃは、ディザ処理によって、第１のＸ線画像の各画素の階調を、ディスプレイ１０６の各画素が表示する階調を用いて表現することができる。例えば、変換機能１０９ｃは、ディスプレイ１０６が表示する「８ｂｉｔ」の階調の「２５６段階」の色を用いて、第１のＸ線画像の各画素が有していた「１０ｂｉｔ」の階調の「１０２４段階」の色を表現することができる。言い換えると、変換機能１０９ｃは、ディザ処理により、例えば、「１０ｂｉｔ」の階調を有する第１のＸ線画像を、「８ｂｉｔ」で表現することができる。

また、「１０２４通り」のパターンに各画素が変換されたＸ線画像は、表示制御機能１０９ｄにより、ディスプレイ１０６に表示される。ここで、「１０２４通り」のパターンは、操作者が画像を観察する際の視覚効果により、「１０２４段階」の色として認識される。言い換えると、操作者が目にするＸ線画像は、実際にはディスプレイ１０６が表示する「８ｂｉｔ」の画像であるが、視覚効果により、「１０ｂｉｔ」の画像として認識され
る。

従って、変換機能１０９ｃは、ディザ処理により、疑似的に階調の中間色を表現することができる。また、変換機能１０９ｃは、ディザ処理により疑似的に見た目上の階調を増やすことで、例えば、「８ｂｉｔ」のディスプレイ１０６上に、第１のＸ線画像の各画素が有していた「１０ｂｉｔ」の階調情報を表現することができる。なお、以下では、「１０ｂｉｔ」のＸ線画像を、ディザ処理により、「８ｂｉｔ」で表現したＸ線画像を、「疑似１０ｂｉｔ」のＸ線画像と記載する。

「疑似１０ｂｉｔ」に変換されたＸ線画像は、画素単位で見れば既に「８ｂｉｔ」である。従って、疑似階調処理を受けたＸ線画像は、ディスプレイ１０６が有する表示用減色ＬＵＴによる減色を受けず、「１０ｂｉｔ」の階調情報に相当する情報を有したまま、ディスプレイ１０６に表示される。また、疑似階調処理を受けた「疑似１０ｂｉｔ」のＸ線画像、及び、疑似階調処理を受ける前の「１０ｂｉｔ」のＸ線画像は、記憶回路１０８に記憶される。

上述した例では、変換機能１０９ｃが、第１のＸ線画像の各画素を４つの画素において表現するディザ処理により、「２５６段階」の色を「１０２４段階」の色として表現する場合について説明した。しかし、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像の各画素を、「３×３」の９つの画素により表現するディザ処理により、「２５６段階」の色を「２３０４段階」の色として表現することができる。また、例えば、変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像の各画素を、「４×４」の１６の画素により表現するディザ処理により、「２５６段階」の色を「４０９６段階」の色として表現することができる。

上述したように、変換機能１０９ｃは、疑似階調処理によって疑似的に階調数を増加させることで、元データに含まれていた情報が失われることを防ぐことができる。更に、変換機能１０９ｃは、疑似階調処理により、階段状のノイズを低減することができる。ここで、疑似階調処理による階段状のノイズの低減について、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係る疑似階調処理を説明するための図である。例えば、図６の上図に示す「８段階」の色の元データを、疑似階調処理を行わないでディスプレイ１０６に表示させた場合、図６の中図に示すように、表示用減色ＬＵＴでの単純減色により、「４段階」の色まで減色された画像が表示される。一方で、図６の上図に示す「８段階」の色の元データを、図６の下図に示すように、疑似階調処理を行ってディスプレイ１０６に表示させた場合、「４段階」の色で表示される点は同様であるものの、表示パターンにより中間色を表現することで、階段状のノイズを低減し、全体に滑らかな画像を表示することができる。

また、上述したように、変換機能１０９ｃが実行するディザ処理は、第１のＸ線画像の各画素の階調を、複数の画素での色の組み合わせである表示パターンに変換する処理である。従って、ディザ処理の実行に際しては、図７に示すように、Ｘ線画像の画素数の増加を伴う。図７は、第１の実施形態に係る疑似階調処理を説明するための図である。例えば、図７の左図に示すＸ線画像の「１画素」を、図７の右図に示す「２×２」の「４画素」により表現するディザ処理を施したＸ線画像の画素数は、元の画像に対して４倍まで増加する。

ここで、Ｘ線画像が有する画素数によって、ディザ処理により見た目上の階調数が増加する効果が得られなくなる場合がある。即ち、ディザ処理は、第１のＸ線画像の各画素を、ディスプレイ１０６上の複数の画素で表現する処理であるので、ディスプレイ１０６の画素数に対する第１のＸ線画像の画素数によっては、第１のＸ線画像の各画素をディスプレイ１０６上の複数画素で表示することができず、ディザ処理による視覚効果が得られない場合がある。

そこで、変換機能１０９ｃは、疑似階調処理の実行に先立ち、疑似階調処理を行うか否かの判定処理を行う。まず、変換機能１０９ｃは、例えば、画素数が「５１２×５１２」であり階調数が「１０ｂｉｔ」である第１のＸ線画像を、疑似階調処理により、画素数が「１０２４×１０２４」であり階調数が「疑似１０ｂｉｔ」であるＸ線画像に変換する。ここで、例えば、ディスプレイ１０６の全体画素数が「５１２×５１２」である場合は、変換後のＸ線画像における「４画素」（変換前の第１のＸ線画像における「１画素」）を、ディスプレイ１０６上の「１画素」で表現することとなる。この場合、ディザ処理後のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示することはできないため、変換機能１０９ｃは、判定処理において、疑似階調処理を行わないと判定する。

一方で、例えば、ディスプレイ１０６が、大画面モニタや高解像度のモニタであり、疑似階調処理後のＸ線画像を表示可能な場合、ディザ処理を施すことでＸ線画像の画素数が増大しても、ディスプレイ１０６に表示することができる。従って、変換機能１０９ｃは、ディスプレイ１０６の画素数が十分に大きい場合は、判定処理において、階調数を補間したＸ線画像の表示ができると判定し、疑似階調処理を行う。即ち、変換機能１０９ｃは、判定処理において、ディスプレイ１０６の画素数とＸ線画像の画素数との関係において、階調数を補間したＸ線画像の表示の可否を判定し、表示可能と判定した場合に疑似階調処理を行う。なお、変換機能１０９ｃは、判定処理において、例えば、ディスプレイ１０６の表示する階調数よりも第１のＸ線画像の階調数が小さい場合等、疑似階調処理を行う必要がない場合は、疑似階調処理を行わないと判定する。

また、表示制御機能１０９ｄがディスプレイ１０６に表示させるＸ線画像が、画像生成機能１０９ｂが生成したＸ線画像の全体でなく、Ｘ線画像の一部の領域である場合には、変換機能１０９ｃは、Ｘ線画像の一部の領域について判定処理を行い、Ｘ線画像の一部の領域に含まれる画素について疑似階調処理を行う。例えば、Ｘ線画像全体のうち一部の領域のみを拡大表示する場合には、変換機能１０９ｃは、表示する一部の領域に相当する画素数とディスプレイ１０６の画素数との関係に基づいて、階調数を補間したＸ線画像の表示ができるか否かを判定することができる。以下、Ｘ線画像の拡大表示を伴う疑似階調処理について、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係る階調補間モードについて説明するための図である。

例えば、まず、表示制御機能１０９ｄは、図８の左上図に示すように、ディスプレイ１０６に、疑似階調処理を行っていないＸ線画像の全体を表示させる。即ち、表示制御機能１０９ｄは、第１のＸ線画像における各画素の第１の階調の各段階を第２の階調において対応する段階に置換したＸ線画像を、ディスプレイ１０６に表示させる。

次に、受付機能１０９ｆは、第１のＸ線画像における各画素の第１の階調の各段階を第２の階調において対応する段階に置換してディスプレイ１０６に表示されたＸ線画像に対する操作を、操作者から受け付ける。例えば、受付機能１０９ｆは、図８の左上図に示すＸ線画像を参照した操作者から、Ｘ線画像の全体のうち、拡大して表示する一部の領域の指定を受け付ける。一例を挙げると、受付機能１０９ｆは、入力回路１０７が備えるマウス操作を通じて調整される図８の左上図に示す矩形の領域を、拡大表示する一部の領域として受け付ける。

次に、領域指定機能１０９ｅは、受付機能１０９ｆが受け付けた操作に基づいて、第１のＸ線画像における一部の領域を指定する。例えば、操作者によって図８の左上図に示す矩形の領域を指定する操作がされた場合、領域指定機能１０９ｅは、図８の左上図に示す矩形の領域を、第１のＸ線画像における一部の領域として指定する。

また、変換機能１０９ｃは、Ｘ線画像全体のうち拡大操作を受けた一部の領域について、疑似階調処理を行ってディスプレイ１０６上に表示できるか否かを判定する。ここで、疑似階調処理を行った一部の領域をディスプレイ１０６上に表示できると判定した場合、変換機能１０９ｃは、対応情報に基づいて、一部の領域に含まれる各画素の第１の階調における各段階を対応する表示パターンに変換する。即ち、変換機能１０９ｃは、指定された一部の領域について疑似階調処理を実行し、Ｘ線画像を「疑似１０ｂｉｔ」に変換する。

次に、画像生成機能１０９ｂは、一部の領域に含まれる複数の画素を変換機能１０９ｃによって変換された表示パターンで示したＸ線画像（以下、第２のＸ線画像とも記載する）を生成する。例えば、画像生成機能１０９ｂは、「１０ｂｉｔ」の第１のＸ線画像から、「疑似１０ｂｉｔ」の第２のＸ線画像を生成する。なお、第２のＸ線画像は、第１のＸ線画像の一部の領域のみに対応する画像であってもよいし、一部の領域を含む第１のＸ線画像の領域に対応する画像であってもよい。また、第２のＸ線画像は、特許請求の範囲における第２の画像の一例である。

そして、表示制御機能１０９ｄは、図８の右下図に示すように、画像生成機能１０９ｂが生成した第２のＸ線画像を、ディスプレイ１０６に表示させる。即ち、表示制御機能１０９ｄは、「疑似１０ｂｉｔ」のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。なお、図８において、第２のＸ線画像は、第１のＸ線画像の一部の領域のみに対応する画像である。

一方、画素数が足りない場合、あるいは、疑似階調処理を行わない設定の場合、変換機能１０９ｃはＸ線画像全体のうち拡大操作を受けた領域についての疑似階調処理を実行せず、表示制御機能１０９ｄは、図８の右上図に示すように、「８ｂｉｔ」のＸ線画像を拡大して表示する。なお、以下では、疑似階調処理を行ったＸ線画像を表示するモード（即ち、第２のＸ線画像を表示するモード）を階調補間モードと記載し、疑似階調処理を行わないＸ線画像を表示するモードを通常モードと記載する。

また、以下では、通常モードで表示制御機能１０９ｄがディスプレイ１０６に表示させたＸ線画像を、第３のＸ線画像とも記載する。例えば、図８の右上図に示すＸ線画像は第３のＸ線画像である。第３のＸ線画像は、第１のＸ線画像の一部の領域のみに対応する画像であってもよいし、一部の領域を含む第１のＸ線画像の領域に対応する画像であってもよい。図８における第３のＸ線画像は、第１のＸ線画像の一部の領域のみに対応する画像である。また、第３のＸ線画像は、特許請求の範囲における第３の画像の一例である。

一例を挙げると、変換機能１０９ｃは、図８の右下図に示すように、Ｘ線画像の一部を拡大して表示させる際に、自動的に階調補間モードに切り替え、表示制御機能１０９ｄは、「疑似１０ｂｉｔ」のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。なお、通常モードと階調補間モードとの切り替えは自動であってもよいし、操作者が切り替える場合であってもよい。例えば、表示制御機能１０９ｄは、入力回路１０７が備えるボタンの押下を受けて、画像の表示モードを切り替えることができる。

以下、Ｘ線画像の拡大操作を伴う疑似階調処理について、より具体的に説明する。なお、以下では、一例として、ディスプレイ１０６の全体の画素数が「５１２×５１２」であり、画像生成機能１０９ｂが生成した第１のＸ線画像の全体の画素数が「５１２×５１２」である場合について説明する。例えば、図８の左上図において、ディスプレイ１０６は第１のＸ線画像の全体を表示し、ディスプレイ１０６の「１画素」が、第１のＸ線画像の「１画素」を表示する。また、以下では、一例として、表示制御機能１０９ｄが、第１のＸ線画像全体のうちの指定された一部の領域を、「２倍」に拡大してディスプレイ１０６に表示させる場合について説明する。例えば、図８の右上図において、ディスプレイ１０６は、第１のＸ線画像全体のうちの「１／４」の領域を表示し、ディスプレイ１０６の「２×２」の「４画素」が、第１のＸ線画像の「１画素」を表示する。

例えば、まず、変換機能１０９ｃは、図８の左上図に示すＸ線画像の全体のうち操作者が指定した一部の領域について、疑似階調処理を実行する。例えば、変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像における「１画素」を、「２×２」の「４画素」で表現する疑似階調処理を実行する。次に、画像生成機能１０９ｂは、図８の左上図に示すＸ線画像の一部の領域に含まれる複数の画素を、疑似階調処理により変換された表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。次に、表示制御機能１０９ｄは、画像生成機能１０９ｂが生成した第２のＸ線画像を、図８の右下図に示すように、ディスプレイ１０６に表示させる。

上述したように、Ｘ線画像全体のうちの拡大操作を受けた一部を表示する場合、ディスプレイ１０６の画素数に対して、表示するＸ線画像の画素数が低下するため、ディザ処理後のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示するための余裕が生じる。従って、例えば、ディスプレイ１０６の画素数の制限（例えば、Ｘ線画像の画素数が大きい場合や、ディスプレイ１０６の画素数が小さい場合等）により、ディザ処理を行ったＸ線画像の全体を表示できない場合であっても、Ｘ線画像の一部の領域を拡大して表示することで、ディザ処理を行ったＸ線画像の表示が可能となる。

また、変換機能１０９ｃは、ディスプレイ１０６の画素数と、表示するＸ線画像の画素数との関係において、疑似階調処理の内容を決定することができる。例えば、表示制御機能１０９ｄは、元データの階調数が「１０ｂｉｔ」から更に大きくなっても、Ｘ線画像を拡大する倍率を調整することにより、階調補間モードでＸ線画像を表示させることができる。図８においては、Ｘ線画像全体のうちの指定された一部の領域を「２倍」（第１のＸ線画像全体のうちの「１／４」の領域を表示する表示倍率）に拡大してディスプレイ１０６に表示させる際に、変換機能１０９ｃが、第１のＸ線画像の「１画素」をディスプレイ１０６上の「４画素」を用いて表現する疑似階調処理を行う場合について説明した。ここで、例えば、Ｘ線画像全体のうちの指定された一部の領域を「４倍」（第１のＸ線画像全体のうちの「１／１６」の領域を表示する表示倍率）に拡大してディスプレイ１０６に表示させる際には、変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像の「１画素」をディスプレイ１０６上の「４×４」の「１６画素」を用いて表現する疑似階調処理を行うことができる。即ち、変換機能１０９ｃは、「１２ｂｉｔ」のＸ線画像を「８ｂｉｔ」のディスプレイ１０６に表示する場合、第１のＸ線画像における「１画素」を、ディスプレイ１０６における「１６画素」で表現する疑似階調処理により、Ｘ線画像を「１２ｂｉｔ」から「疑似１２ｂｉｔ」に変換する。そして、表示制御機能１０９ｄは、例えば、Ｘ線画像の一部を「４倍」に拡大してディスプレイ１０６上に表示させるとともに、「疑似１２ｂｉｔ」のＸ線画像を表示する。

次に、Ｘ線診断装置１による処理の手順の一例を、図９を用いて説明する。図９は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０１、ステップＳ１０２及びステップＳ１１０は、制御機能１０９ａに対応するステップである。ステップＳ１０３は、画像生成機能１０９ｂに対応するステップである。ステップＳ１０６は、変換機能１０９ｃ及び画像生成機能１０９ｂに対応するステップである。ステップＳ１０４、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９は、表示制御機能１０９ｄに対応するステップである。ステップＳ１０５は、領域指定機能１０９ｅ及び受付機能１０９ｆに対応するステップである。

まず、処理回路１０９は、操作者から検査開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。検査開始要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、処理回路１０９は待機状態となる。一方、検査開始要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、処理回路１０９は、被検体Ｐに対し撮影を実行し（ステップＳ１０２）、被検体Ｐから収集した信号に基づきＸ線画像を生成する（ステップＳ１０３）。

次に、処理回路１０９は、生成したＸ線画像の全体をディスプレイ１０６に表示させ（ステップＳ１０４）、操作者から拡大操作を受け付け、Ｘ線画像における一部の領域を指定する（ステップＳ１０５）。そして、処理回路１０９は、Ｘ線画像の全体のうち指定された一部の領域について、疑似階調処理を実行し、第２のＸ線画像を生成する（ステップＳ１０６）。また、処理回路１０９は、疑似階調処理を実行したＸ線画像（第２のＸ線画像）をディスプレイ１０６に表示させる（ステップＳ１０７）。

ここで、処理回路１０９は、表示モードの切り替え操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。表示モードの切り替え操作を受け付けた場合（ステップＳ１０８肯定）、処理回路１０９は、操作の内容に応じて、疑似階調処理を実行したＸ線画像又は疑似階調処理を実行していないＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる（ステップＳ１０９）。一方、表示モードの切り替え操作を受け付けない場合（ステップＳ１０８否定）、処理回路１０９は、操作者から終了コマンドを受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。終了コマンドを受け付けない場合（ステップＳ１１０否定）、処理回路１０９は、再度ステップＳ１０８に移行する。一方、終了コマンドを受け付けた場合（ステップＳ１１０肯定）、処理回路１０９は処理を終了する。

なお、ステップＳ１０７において、処理回路１０９は、疑似階調処理を実行していないＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる場合であってもよい。また、ステップＳ１０６において、拡大操作を受けた一部の領域について疑似階調処理を実行する場合について説明したが、予め第１のＸ線画像の全体について疑似階調処理を施し、第１のＸ線画像の全体のうちの拡大操作を受けた一部の領域に応じて、第２のＸ線画像を生成する場合であってもよい。また、処理回路１０９は、ステップＳ１０６における疑似階調処理に先立ち、疑似階調処理を行ったＸ線画像をディスプレイ１０６に表示できるか否かの判定を行うものとしてもよい。

上述したように、第１の実施形態によれば、画像生成機能１０９ｂは、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、各画素が第１の階調で示される第１のＸ線画像を生成する。また、領域指定機能１０９ｅは、第１のＸ線画像における一部の領域を指定する。また、変換機能１０９ｃは、第１の階調の各段階と、第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示するディスプレイ１０６における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、第１のＸ線画像における一部の領域に含まれる各画素の第１の階調における段階を、対応する表示パターンに変換する。また、画像生成機能１０９ｂは、第１のＸ線画像の一部の領域に含まれる複数の画素を、変換機能１０９ｃによって変換された表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。また、表示制御機能１０９ｄは、画像生成機能１０９ｂが生成した第２のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６での単純減色によると失われてしまう情報を操作者に提示し、Ｘ線画像を用いた検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、ＲＧＢの各色について「８ｂｉｔ（２５６階調）」の階調で画像を表示するカラーモニタであるディスプレイ１０６に、疑似階調処理を行ったＸ線画像を表示させることができる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、近年、低価格化と高解像度化によりＸ線画像の表示に使用されるようになってきている「８ｂｉｔ」のカラーモニタを用いてＸ線画像を表示する場合であっても、「１０ｂｉｔ」や「１２ｂｉｔ」等の階調を有するＸ線画像に含まれる階調情報を操作者に提示することで、Ｘ線画像を用いた検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る変換機能１０９ｃはＸ線画像に対して疑似階調処理を実行し、表示制御機能１０９ｄは、疑似階調処理を施したＸ線画像をディスプレイ１０６上に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６に表示されるＸ線画像から階段状のノイズを低減し、全体的な見栄えが改善したＸ線画像を操作者に提示することで、Ｘ線画像を用いた検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る変換機能１０９ｃは、モニタ内の表示用減色ＬＵＴによる単純減色を受ける前に、Ｘ線画像に疑似階調処理を実行する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、単純減色を受けたＸ線画像の境界線をぼかすことによりＸ線画像の解像度が低下するアンチエイリアシング等とは異なり、減色前の画像データに含まれていた階調情報を有効に活用したＸ線画像を表示し、検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る変換機能１０９ｃは、判定処理を行った上で、Ｘ線画像に疑似階調処理を実行する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６の画素数との関係において、疑似階調処理を施したＸ線画像をディスプレイ１０６上に表示しても、ディザ処理による階調補間の効果が得られない場合等には、ディザ処理を行わないことで、計算負荷を低減することができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、疑似階調処理を施したＸ線画像をディスプレイ１０６上に拡大して表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６が高解像度モニタや大画面モニタである場合に限らず、疑似階調処理を施したＸ線画像を操作者に提示し、Ｘ線画像を用いた検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、疑似階調処理を施したＸ線画像を、ディスプレイ１０６上に拡大して表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線画像の階調が、「１２ｂｉｔ」や「１４ｂｉｔ」等、多階調である場合であっても、ディスプレイ１０６の画素数との関係においてディザ処理の内容及び表示倍率を決定し、階調補間の効果が最大限得られるディザ処理を施したＸ線画像を操作者に提示することで、Ｘ線画像を用いた検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第１の実施形態に係る表示制御機能１０９ｄは、疑似階調処理を施したＸ線画像を表示する階調補間モードと、疑似階調処理を施さないＸ線画像を表示する通常モードとを切り替えることができる。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、オリジナルの画像データを用いた従来通りの表示や比較を可能としつつ、更に、階調を補間したＸ線画像を用いた表示や比較を可能とし、検査の精度を向上させることができる。

なお、図８においては、表示制御機能１０９ｄは、指定された一部の領域を、ディスプレイ１０６の全体に表示させる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、表示制御機能１０９ｄは、ディスプレイ１０６にＸ線画像の全体を表示させつつ、Ｘ線画像上で移動するアイコン（例えば、「虫眼鏡」ツール等）に囲まれる領域を拡大し、Ｘ線画像全体のうちの一部に重ねるようにして表示させる場合であってもよい。そして、表示制御機能１０９ｄは、例えば、疑似階調化されていないＸ線画像全体のうちの一部に、疑似階調化されたＸ線画像の一部の領域を表示させることができる。

また、図８においては、領域指定機能１０９ｅが、受付機能１０９ｆが受け付けた操作に基づいて、第１のＸ線画像における一部の領域を指定する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。以下、領域指定機能１０９ｅによる一部の領域の指定の他の例について説明する。

まず、第１のＸ線画像にデバイスが含まれ、第１のＸ線画像におけるデバイスの情報に基づいて、一部の領域を指定する場合について説明する。例えば、画像生成機能１０９ｂが第１のＸ線画像を生成した後、関心領域設定機能１０９ｇは、第１のＸ線画像におけるデバイスを含む関心領域を設定する。なお、関心領域は、デバイスの輪郭に沿った領域でもよいし、デバイスを含む矩形の領域や、他の形状の領域でもよい。

ここで、関心領域の設定について、第１のＸ線画像に含まれるデバイスがステントである場合を一例として説明する。なお、ステントは、例えば、金属のメッシュであり、インターベンション治療において、被検体Ｐの血管中の狭窄部位に留置され、狭窄部位の再狭窄率を低下するために用いられる。

例えば、関心領域設定機能１０９ｇは、ステントの位置を示すステントマーカーに基づいて、関心領域を設定する。ここで、ステントマーカーは、例えば、Ｘ線不透過の金属である。例えば、バルーン付きカテーテルを用いた狭窄部位に対するインターベンション治療において、ステントマーカーは、バルーン部分の２箇所に取り付けられる。この場合、ステントは、バルーン付きカテーテルのバルーン部分の外側に密着した状態で被検体内に挿入されるため、バルーン部分に取り付けられたステントマーカーは、実質的にステントの位置を示すこととなる。なお、カテーテルは、医療用に用いられる管である。例えば、インターベンション治療において、バルーン付きカテーテルのバルーン部分が狭窄部位まで挿入され、カテーテルを通じてバルーン内に液体が注入されることにより、バルーンが拡張されて狭窄部位が拡張される。

ステントマーカーは、第１のＸ線画像において、被検体Ｐの体組織やステントと比較して鮮明に表れるため、関心領域設定機能１０９ｇは、第１のＸ線画像からステントの位置を直接特定できない場合であっても、ステントマーカーに基づいて、ステントの位置を特定することができる。以下では、第１のＸ線画像に含まれるステントマーカー等、第１のＸ線画像においてデバイスの位置を特定するために用いられる点を、特徴点とも記載する。

なお、ステントマーカーの位置に基づく関心領域の形状及びサイズについては、ステントの形状及びサイズに関する情報を用いて設定してもよいし、プリセットされた設定を用いてもよい。また、関心領域設定機能１０９ｇは、ステントマーカー等の特徴点を用いず、第１のＸ線画像におけるデバイスの像から関心領域を設定する場合であってもよい。

次に、領域指定機能１０９ｅは、関心領域に含まれるデバイスの情報に応じて、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する。デバイスの情報とは、第１のＸ線画像から取得される情報であってもよいし、操作者によって入力される情報であってもよい。ここで、関心領域を一部の領域に指定するか否かの決定について、第１のＸ線画像に含まれるデバイスがステントである場合を一例として説明する。

例えば、領域指定機能１０９ｅは、まず、第１のＸ線画像におけるステントの像に基づいて、ステントの情報を取得する。ここで、ステントの情報は、例えば、ステントのメッシュの粗さ等、ステントの構成に係る情報である。例えば、領域指定機能１０９ｅは、ステントの像から、メッシュを構成する線状金属の太さや間隔を、ステントの情報として取得する。

ここで、ステントのメッシュが細かい場合（例えば、メッシュを構成する線状金属が細い場合や間隔が近い場合）、第１のＸ線画像におけるステントのコントラストは小さくなる。かかるステントを含む第１のＸ線画像がモニタ内の表示用減色ＬＵＴによる減色を受けると、ステントは更に少ない階調で表現され、視認性が低下する。

従って、領域指定機能１０９ｅは、ステントのメッシュが細かい場合、ステントを含む関心領域を、ディザ処理の対象となる一部の領域に指定する。例えば、領域指定機能１０９ｅは、第１のＸ線画像におけるステントの像からステントのメッシュの粗さを示す値（メッシュを構成する金属の太さや間隔など）を算出し、算出した値と閾値とを比較することにより、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する。

あるいは、領域指定機能１０９ｅは、第１のＸ線画像におけるステントの像についてコントラスト（淡さ）を算出し、算出したコントラストに基づいて、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する。例えば、領域指定機能１０９ｅは、ステントの像における画素値の最小値と最大値との比や差をコントラストとして算出し、算出したコントラストと閾値とを比較することにより、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する。

なお、ステントの像についてのコントラストは、関心領域における画像について算出してもよいし、関心領域のうちステントの像を含む部分の画像について算出してもよい。例えば、関心領域がステントを含む矩形の領域である場合において、領域指定機能１０９ｅは、ステントの輪郭に沿った領域について、コントラストを算出することができる。

また、第１のＸ線画像が、インターベンション治療において用いられる透視画像など、時系列的に収集される複数の画像である場合において、同一の被検体Ｐ及び同一のステントを撮影した画像であっても、撮影の角度や造影剤の分布、ステントの位置などが変化することにより、ステントの像についてのコントラストが変化する場合がある。かかる場合、領域指定機能１０９ｅは、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定するためのコントラストを、画像ごとに算出してもよいし、複数の画像について１つの値を算出してもよい。例えば、領域指定機能１０９ｅは、複数の第１のＸ線画像の各々におけるステントの像についてコントラストを算出し、関心領域を一部の領域に指定するか否かを、画像ごとに決定する。また、例えば、領域指定機能１０９ｅは、時系列的に収集される複数の第１のＸ線画像のうちの最初の画像におけるステントの像についてのコントラストや、複数の第１のＸ線画像の各々におけるステントの像についてのコントラストの平均値に基づいて、複数の第１のＸ線画像の各々における関心領域を一部の領域に指定するか否かを一律に決定する。

また、領域指定機能１０９ｅは、操作者によって入力されたステントの情報に基づいて、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する場合であってもよい。例えば、まず、ステントごとに（例えば、ステントの規格や製品名ごとに）、又は、メッシュの粗さを示す値ごとに、一部の領域に指定するか否かを定めた情報が記憶回路１０８に格納される。かかる情報は、領域指定機能１０９ｅが設定したものであってもよいし、操作者が設定したものであってもよい。

次に、入力回路１０７が、操作者から、ステントの情報の入力操作を受け付ける。ここで、入力操作を受け付けるステントの情報は、ステントの規格や製品名であってもよいし、メッシュの粗さを示す値であってもよい。そして、領域指定機能１０９ｅは、一部の領域に指定するか否かを定めた情報と、入力されたステントの情報とを比較することで、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する。

関心領域が一部の領域として指定された場合、変換機能１０９ｃは、関心領域に含まれる各画素の第１の階調における段階を対応する表示パターンに変換し、画像生成機能１０９ｂは、第１のＸ線画像の関心領域に含まれる画素を表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。ここで、第２のＸ線画像は、関心領域のみに対応する画像であってもよいし、関心領域を含む第１のＸ線画像の一部又は全部に対応する画像であってもよい。

即ち、関心領域に含まれる各画素を表示パターンに変換して画素数が増加することで、第２のＸ線画像の複数の画素がディスプレイ１０６の１つの画素で表示されることとなり、ディザ処理による階調補間の視覚効果が得られない場合がある。かかる場合、画像生成機能１０９ｂは、第２のＸ線画像を、関心領域のみに対応する画像、又は関心領域を含む第１のＸ線画像の一部に対応する画像として生成することで、第２のＸ線画像の画素数を低減し、ディスプレイ１０６に第２のＸ線画像が表示される際に、ディザ処理による階調補間の視覚効果を得られるようにすることができる。一方で、ディスプレイ１０６が大画面モニタや高解像度のモニタ等である場合、画像生成機能１０９ｂは、第２のＸ線画像を第１のＸ線画像の全部に対応する画像として生成しても、ディスプレイ１０６に第２のＸ線画像が表示される際に、ディザ処理による階調補間の視覚効果を得られるようにすることができる。

次に、第１のＸ線画像にデバイスが含まれるか否かに関わらず、第１のＸ線画像における関心領域を設定する場合について説明する。例えば、関心領域設定機能１０９ｇは、受付機能１０９ｆが操作者から受け付けた操作に基づいて関心領域を設定してもよいし、予め設定された範囲（例えば、第１のＸ線画像の中央にあって、所定の形状及び大きさを有する範囲など）を関心領域として設定してもよい。

関心領域が設定された後、領域指定機能１０９ｅは、関心領域におけるデバイスの有無に応じて、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定する。ここで、関心領域を一部の領域に指定するか否かの決定について、第１のＸ線画像がインターベンション治療において用いられる透視画像であり、カテーテルを用いて手技を行う医師が透視画像を参照している場合を一例として説明する。

透視画像を参照する医師は、関心領域にカテーテルが含まれている場合、主にカテーテルに着目する。ここで、カテーテルは、第１のＸ線画像において十分なコントラストをもって鮮明に表現されるため、ディザ処理によらずとも、医師は、カテーテルを十分に視認することができる。従って、領域指定機能１０９ｅは、関心領域にカテーテルが含まれる場合、関心領域を一部の領域に指定しない。

一方で、関心領域にカテーテルが含まれていない場合、医師は、例えば、被検体Ｐの体組織に着目する。ここで、第１のＸ線画像における体組織は、カテーテルと比較してコントラストが小さく、第１のＸ線画像がモニタ内の表示用減色ＬＵＴによる減色を受けると、体組織は更に少ない階調で表現されることとなり、視認性が低下する。従って、領域指定機能１０９ｅは、関心領域にカテーテルが含まれない場合、関心領域を一部の領域に指定する。

なお、カテーテルを一例として説明したが、領域指定機能１０９ｅは、カテーテル以外の線状のデバイスの有無に応じて、関心領域を一部の領域に指定するか否かを決定することもできる。ここで、線状のデバイスとは、ディザ処理によらずとも視認できるコントラストで第１のＸ線画像に表現されるデバイスであり、カテーテルの他、ガイドワイヤや穿刺針、ＴＥＥ（transesophageal echocardiography：経食道心エコー用超音波）プローブなどを含む。

関心領域が一部の領域として指定された場合、変換機能１０９ｃは、関心領域に含まれる各画素の第１の階調における段階を対応する表示パターンに変換し、画像生成機能１０９ｂは、第１のＸ線画像の関心領域に含まれる画素を表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。ここで、第２のＸ線画像は、関心領域のみに対応する画像であってもよいし、関心領域を含む第１のＸ線画像の一部又は全部に対応する画像であってもよい。また、第２のＸ線画像は、関心領域に含まれる各画素を表示パターンで示したものであってもよいし、関心領域に含まれる複数の画素ごとに、表示パターンで示したものであってもよい。

即ち、関心領域に含まれる各画素を表示パターンに変換することで画素数が増加するとディザ処理による階調補間の視覚効果が得られなくなる場合において、変換機能１０９ｃは、関心領域に含まれる複数の画素ごとに表示パターンに変換することで、画素数の増加を回避し、ディザ処理による階調補間の視覚効果を得られるようにすることができる。

例えば、第１の階調が「１０ｂｉｔ」であり、第２の階調が「８ｂｉｔ」である場合において、変換機能１０９ｃは、関心領域のうち「２×２」のエリアに含まれる４つの画素ごとに、第１の階調における画素値の平均値を算出し、「２×２」のエリアの画素を、算出した平均値に対応する表示パターンに変換する。そして、画像生成機能１０９ｂは、関心領域に含まれる「２×２」のエリアの画素ごとに表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。かかる第２のＸ線画像は、第１のＸ線画像における４つの画素を、第２のＸ線画像における１つの表示パターンとしているため、空間分解能は低下するものの、ディザ処理により濃度分解能は保たれる。

変換機能１０９ｃは、空間分解能と濃度分解能とのどちらが優先されるかに応じて、関心領域に含まれる各画素を表示パターンに変換するか、関心領域に含まれる複数の画素ごとに表示パターンに変換するかを切り替えることとしてもよい。また、関心領域に含まれる各画素を表示パターンに変換する場合、画像生成機能１０９ｂは、第２のＸ線画像の画素数を低減するため、第２のＸ線画像を、関心領域のみに対応する画像、又は関心領域を含む第１のＸ線画像の一部に対応する画像として生成してもよい。

次に、第１のＸ線画像に付加されたアノテーション情報に基づいて、一部の領域を指定する場合について説明する。ここで、アノテーション情報は、例えば、第１のＸ線画像を参照した技師や読影医が、腫瘤等の病変部位に付けた印やコメントなどである。また、例えば、アノテーション情報は、コンピュータ支援診断（Computer Aided Diagnosis：ＣＡＤ）により検出され、病変部位として第１のＸ線画像に付された印やコメントなどである。

例えば、病変部位に付された印が、病変部位を囲む丸や矩形である場合、領域指定機能１０９ｅは、印により囲まれた領域を、一部の領域として指定する。また、例えば、領域指定機能１０９ｅは、印やコメントなどが付された位置に基づいて、一部の領域を指定する。一例を挙げると、領域指定機能１０９ｅは、印やコメントなどが付された位置の画素との画素値の差が閾値以下となる画素を病変部位に含まれる画素であると判定する処理を、病変部位に含まれる画素であると判定された画素に隣接する画素について順次行うことで、病変部位に対応する領域を算出し、算出した領域を一部の領域として指定する。

アノテーション情報に基づいて一部の領域が指定された場合、変換機能１０９ｃは、一部の領域に含まれる各画素の第１の階調における段階を対応する表示パターンに変換し、画像生成機能１０９ｂは、第１のＸ線画像の一部の領域に含まれる画素を表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。ここで、第２のＸ線画像は、第１のＸ線画像における一部の領域のみに対応する画像であってもよいし、一部の領域を含む第１のＸ線画像の一部又は全部に対応する画像であってもよい。また、第２のＸ線画像は、一部の領域に含まれる各画素を表示パターンで示したものであってもよいし、一部の領域に含まれる複数の画素ごとに、表示パターンで示したものであってもよい。

例えば、カンファレンスやレポートシステム（Report System）において、被検体Ｐにおける腫瘤を観察するため、「８ｂｉｔ（２５６階調）」のカラーモニタを用いた読影が行われる場合には、一部の領域に含まれる複数の画素ごとに表示パターンに変換し、空間分解能よりも濃度分解能を優先することで、腫瘤の視認性を高めることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、指定された一部の領域に対し疑似階調処理を施す場合について説明した。これに対して第２の実施形態では、減色時に同色となる画素（ピクセル）に対し疑似階調処理を施す場合について説明する。なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、図１に示した第１の実施形態に係るＸ線診断装置１と同様の構成を有し、変換機能１０９ｃ及び画像生成機能１０９ｂにおける処理が一部相違する。そこで、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

まず、第２の実施形態に係る変換機能１０９ｃは、画像生成機能１０９ｂが生成した第１のＸ線画像のうち、ディスプレイ１０６に表示する際に同色となる領域を検索する。例えば、変換機能１０９ｃは、第１のＸ線画像の各画素の色（画像の階調における段階）を抽出し、表示用減色ＬＵＴを当てた場合の変換後の色を取得する。そして、変換機能１０９ｃは、変換後の色が同色となる領域を抽出する。ここで抽出される領域は、変換後の色が同色となる画素が連続し、所定のサイズとなる領域である。一例を挙げると、変換機能１０９ｃは、同色の画素の数が所定の数連続する領域を抽出する。次に、変換機能１０９ｃは、減色時に同色となる領域を疑似階調化する。例えば、変換機能１０９ｃは、抽出した領域に含まれる画素の階調を対応情報に基づいて表示パターンに変換する。

ここで、第２の実施形態に係る階調補間モードについて、図１０を用いて説明する。図１０は、第２の実施形態に係る階調補間モードについて説明するための図である。図１０の左図は処理前の画像を示し、図１０の右図は処理後の画像を示す。例えば、変換機能１０９ｃは、画像生成機能１０９ｂによって生成されたＸ線画像に対して表示用減色ＬＵＴを当てた場合に同色となる領域を検索し、図１０に示す領域Ｒを抽出する。次に、変換機能１０９ｃは、抽出した領域Ｒに含まれる画素に対して疑似階調処理を実行する。そして、画像生成機能１０９ｂは、領域Ｒを疑似階調処理によって変換された表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。これにより、表示制御機能１０９ｄによって表示される画像の領域Ｒは、図１０の右図に示すように、元の階調情報を含む画像となる。

なお、同色となる領域とは、第１のＸ線画像の各画素のうち、ディスプレイ１０６が備える表示用減色ＬＵＴでの階調の変換を受けると、ディスプレイ１０６の階調において同一の段階に置換される画素に対応する領域をいう。例えば、元データの段階では「１０ｂｉｔ」であったＸ線画像が、「８ｂｉｔ」のディスプレイ１０６に表示される場合、図１０の左図に示す領域Ｒのように、元データの段階での階調では複数の段階で示されていた領域の画素が、全てディスプレイ１０６の階調において同一の段階に置換され、同色としてディスプレイ１０６に表示される場合がある。なお、以下では、同色となる領域（例えば、図１０の左図に示す領域Ｒ）を、同一置換領域とも記載する。

以下、第２の実施形態に係る変換機能１０９ｃによる処理の詳細について、図１１を用いて説明する。図１１は、第２の実施形態に係る階調補間モードについて説明するための図である。なお、図１１においては、画像生成機能１０９ｂが生成したＸ線画像を画素単位で示す。例えば、変換機能１０９ｃは、図１１の上図に示すように、Ｘ線画像の端から順に「２×２」のエリアを順に抽出し、抽出したエリアに含まれる画素がすべて、ディスプレイ１０６の階調である「８ｂｉｔ」に減色することで同色となる場合、抽出したエリアに含まれる画素を、減色時に同色となる画素として特定する。なお、以下では、２進数による数値により、各画素の色を記載する。

例えば、図１１の下図に示すように、「２×２」のエリアに含まれる４つの画素の色が、「１０ｂｉｔ」の元データの段階では、それぞれ、「０１０１」、「０１００」、「０１００」及び「０１１１」であったとする。ここで、「１０ｂｉｔ」の元データを、「８ｂｉｔ」のディスプレイ１０６に出力するために、表示用減色ＬＵＴによる単純減色を行うと、図１１の下図に示すように、全て「０１」で同色に置換されることから、変換機能１０９ｃは、図１１の下図に示す４つの画素を、減色時に同色となる画素として特定する。

次に、変換機能１０９ｃは、「１０ｂｉｔ」の元データの段階で、特定した４つの画素の平均値を、「１０ｂｉｔ」で算出する。例えば、図１１で示すように、変換機能１０９ｃは、４つの画素の平均値「（（０１０１＋０１００＋０１００＋０１１１）／４）＝０１０１」を算出する。次に、変換機能１０９ｃは、算出した平均値「０１０１」を、対応する「８ｂｉｔ」での表示パターンにより置換する。例えば、変換機能１０９ｃは、図１１の下図に示すように、平均値「０１０１」を、４つの画素の色がそれぞれ、「０２」、「０１」、「０１」及び「０１」である表示パターンに置換する。即ち、変換機能１０９ｃは、図１１の下図に示すように、例えば、第１のＸ線画像における「２×２」のエリアに含まれる４つの画素を一組として、疑似階調処理を実行する。従って、変換機能１０９ｃは、元の画像データからマトリクス（画素数）を変更することなく、疑似階調処理を施すことができる。

即ち、変換機能１０９ｃは、対応情報に基づいて、同一置換領域に含まれる画素を表示パターンにおける画素数で複数の画素群に区分けし、画素群に含まれる複数の画素を画素群によって示される階調の段階に対応する表示パターンに置換する。例えば、変換機能１０９ｃは、まず、図１１の上図に示す領域に含まれる画素を、表示パターンにおける画素数である「４画素」ごとに、複数の画素群に区分けする。次に、変換機能１０９ｃは、区分けした「４画素」を、「４画素」によって示される階調の段階（例えば、「４画素」の色の平均値である「０１０１」）に対応する表示パターンに置換する。そして、画像生成機能１０９ｂは、第１のＸ線画像における同一置換領域を、変換機能１０９ｃによって変換された表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。

次に、Ｘ線診断装置１による処理の手順の一例を、図１２を用いて説明する。図１２は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ２０１、ステップＳ２０２及びステップＳ２１０は、制御機能１０９ａに対応するステップである。ステップＳ２０３は、画像生成機能１０９ｂに対応するステップである。ステップＳ２０５及びステップＳ２０６は、変換機能１０９ｃ及び画像生成機能１０９ｂに対応するステップである。ステップＳ２０４、ステップＳ２０７、ステップＳ２０８及びステップＳ２０９は、表示制御機能１０９ｄに対応するステップである。

まず、処理回路１０９は、操作者から検査開始要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。検査開始要求を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、処理回路１０９は待機状態となる。一方、検査開始要求を受け付けた場合（ステップＳ２０１肯定）、処理回路１０９は、被検体Ｐに対し撮影を実行し（ステップＳ２０２）、被検体Ｐから収集した信号に基づきＸ線画像を生成する（ステップＳ２０３）。

次に、処理回路１０９は、生成したＸ線画像の全体をディスプレイ１０６に表示させる（ステップＳ２０４）。また、処理回路１０９は、生成したＸ線画像の全体のうち、減色時に同色となる画素を検索し（ステップＳ２０５）、Ｘ線画像上で減色時に同色となる領域について疑似階調処理を実行し、第２のＸ線画像を生成する（ステップＳ２０６）。また、処理回路１０９は、疑似階調処理を実行した第２のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる（ステップＳ２０７）。

ここで、処理回路１０９は、表示モードの切り替え操作を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。表示モードの切り替え操作を受け付けた場合（ステップＳ２０８肯定）、処理回路１０９は、操作の内容に応じて、疑似階調処理を実行したＸ線画像又は疑似階調処理を実行していないＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる（ステップＳ２０９）。一方、表示モードの切り替え操作を受け付けない場合（ステップＳ２０８否定）、処理回路１０９は、操作者から終了コマンドを受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２１０）。終了コマンドを受け付けない場合（ステップＳ２１０否定）、処理回路１０９は、再度ステップＳ２０８に移行する。一方、終了コマンドを受け付けた場合（ステップＳ２１０肯定）、処理回路１０９は処理を終了する。

上述したように、第２の実施形態によれば、画像生成機能１０９ｂは、被検体Ｐを透過したＸ線に基づいて、各画素が第１の階調で示される第１のＸ線画像を生成する。また、変換機能１０９ｃは、第１の階調の各段階と、第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示するディスプレイ１０６における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、第１のＸ線画像のうち第２の階調において同一の段階に置換される同一置換領域に含まれる画素を表示パターンにおける画素数で複数の画素群に区分けし、画素群に含まれる複数の画素を画素群によって示される第１の階調における段階に対応する表示パターンに変換する。また、画像生成機能１０９ｂは、第１のＸ線画像における同一置換領域を、変換機能１０９ｃによって変換された表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。また、表示制御機能１０９ｄは、第２のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６での単純減色によると失われてしまう情報を操作者に提示し、Ｘ線画像を用いた検査の精度を向上させることができる。

また、上述したように、第２の実施形態に係る変換機能１０９ｃは、ディスプレイ１０６での減色により同色となる画素を検索し、Ｘ線画像全体のうち、同色となる領域について疑似階調処理を実行する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６内の表示用減色ＬＵＴによっても同色とならない領域（例えば、図１０の左図の領域Ｒ以外の領域）については、疑似階調処理を行うことなくオリジナルの画像データを用いた従来通りの表示や比較を可能とすることができる。

また、第２の実施形態に係る変換機能１０９ｃは、Ｘ線画像の画素数（マトリクスサイズ）を維持しつつ、疑似階調処理を実行する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１は、ディスプレイ１０６の画素数とＸ線画像の画素数との関係において、Ｘ線画像の画素数が増加するとディスプレイ１０６上での表示が困難となる場合であっても、疑似階調処理を施したＸ線画像を操作者に提示し、検査精度を向上させることができる。

上述した第１〜第２の実施形態では、第１のＸ線画像について疑似階調処理を施す場合について説明した。これに対して第３の実施形態では、時系列的に生成された複数の第１のＸ線画像に基づいて複数の補正画像を生成し、生成した補正画像について、疑似階調処理を施す場合について説明する。なお、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、図１に示した第１の実施形態に係るＸ線診断装置１と比較して、処理回路１０９が、後述する特徴点位置検出機能及び補正画像生成機能を更に備える点で異なる。また、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１は、図１に示した第１の実施形態に係るＸ線診断装置１と比較して、画像生成機能１０９ｂ、変換機能１０９ｃ及び領域指定機能１０９ｅにおける処理が一部相違する。第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

第３の実施形態における特徴点位置検出機能は、特許請求の範囲における特徴点位置検出部の一例である。また、第３の実施形態における補正画像生成機能は、特許請求の範囲における補正画像生成部の一例である。

まず、処理回路１０９における特徴点位置検出機能は、画像生成機能１０９ｂにより時系列的に生成された複数の第１のＸ線画像の各々における特徴点の位置を検出する。ここで、特徴点は、例えば、第１のＸ線画像に含まれるステントマーカーなどである。例えば、特徴点位置検出機能は、複数の第１のＸ線画像ごとに、ステントマーカーが位置する画像上の座標を算出する。次に、補正画像生成機能は、複数の第１のＸ線画像に基づいて、画像内の特徴点の位置が実質的に同一となる複数の補正画像を生成する。

例えば、補正画像生成機能は、複数の第１のＸ線画像を、ステントマーカーの座標が相互に一致するように補正することで、複数の補正画像を生成する。一例を挙げると、補正画像生成機能は、複数の第１のＸ線画像のうち任意のＸ線画像（例えば、時系列的に最初のＸ線画像）におけるステントマーカーの座標を基準座標とし、複数の第１のＸ線画像のそれぞれにおけるステントマーカーの座標が基準座標と一致するように、複数の第１のＸ線画像のそれぞれに対して平行移動、回転移動などの画像移動処理やアフィン変換などの画像変形処理を行うことで、複数の補正画像を生成する。

あるいは、補正画像生成機能は、複数の第１のＸ線画像に含まれる複数のＸ線画像を、画像内の特徴点の位置に基づく位置合わせをして加算処理することで、複数の補正画像を生成する。言い換えると、補正画像生成機能は、複数の第１のＸ線画像に対してリカーシブフィルター（Recursive Filter）をかけることで、複数の補正画像を生成する。なお、リカーシブフィルターは、高周波ノイズ低減フィルターの一例である。

一例を挙げると、補正画像生成機能は、まず、複数の第１のＸ線画像を、画像内のステントマーカーの座標が相互に一致するように補正する。次に、補正画像生成機能は、補正後の複数の第１のＸ線画像のうちの複数のＸ線画像について、加算平均等の処理を行うことにより、複数の補正画像を生成する。例えば、複数の第１のＸ線画像が「時間Ｔ１におけるＸ線画像」、「時間Ｔ２におけるＸ線画像」及び「時間Ｔ３におけるＸ線画像」の３つのＸ線画像である場合、補正画像生成機能は、「時間Ｔ１におけるＸ線画像」及び「時間Ｔ２におけるＸ線画像」を加算処理した補正画像と、「時間Ｔ２におけるＸ線画像」及び「時間Ｔ３におけるＸ線画像」を加算処理した補正画像とを生成する。

なお、複数の第１のＸ線画像のうち、１つの補正画像を生成するのに用いるＸ線画像の数については任意であり、操作者が設定してもよいし、プリセット値を用いてもよいし、補正前の第１のＸ線画像の間におけるステントマーカーの座標の変化の大きさ等に基づいて補正画像生成機能が設定してもよい。また、第１のＸ線画像を加算処理して補正画像を生成する際には、第１のＸ線画像を構成する画素の画素値に重み付けを行ってもよい。例えば、補正画像生成機能は、時系列的に収集された複数の第１のＸ線画像について、時間的に近いほど重みが大きくなるように加算処理する。

次に、領域指定機能１０９ｅは、複数の補正画像における一部の領域を指定する。ここで、領域指定機能１０９ｅは、複数の補正画像の各々について一部の領域を指定してもよいし、複数の補正画像について一部の領域を１つ指定してもよい。例えば、領域指定機能１０９ｅは、複数の補正画像におけるステントマーカーの座標が相互に一致していることから、ステントマーカーの座標を基準とした領域（例えば、ステントマーカーの座標を中心とし、所定のサイズ及び形状を有する領域など）を指定することで、複数の補正画像における一部の領域を指定することができる。

次に、変換機能１０９ｃは、第１の階調の各段階と、第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示するディスプレイ１０６における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、複数の補正画像における一部の領域に含まれる各画素の第１の階調における段階を、対応する表示パターンに変換する。なお、第３の実施形態においては、補正画像生成機能により生成された補正画像における各画素が示す階調を、第１の階調と記載する。第１のＸ線画像の各画素が示す階調と、補正画像の各画素が示す第１の階調とは、同一であってもよい。

そして、画像生成機能１０９ｂは、複数の補正画像の一部の領域に含まれる複数の画素を変換機能１０９ｃによって変換された表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。即ち、画像生成機能１０９ｂは、複数の第１のＸ線画像をステントマーカーの座標が相互に一致するように補正して生成された複数の補正画像の一部の領域における画素を表示パターンで示した第２のＸ線画像、又は、複数の第１のＸ線画像に含まれる複数のＸ線画像を画像内の特徴点の位置に基づく位置合わせをして加算処理することで生成された複数の補正画像の一部の領域における画素を表示パターンで示した第２のＸ線画像を生成する。また、表示制御機能１０９ｄは、第２のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる。

これまで、第１のＸ線画像に対してリカーシブフィルター及びディザ処理をかけて第２のＸ線画像を生成する例として、ステントマーカーの位置に基づく位置合わせをした複数の画像を加算処理して補正画像を生成し、生成した補正画像の一部の領域についてディザ処理を施す場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数の第１のＸ線画像について、ステントマーカーの位置に基づく位置合わせをすることにより補正画像を生成し、生成した補正画像の一部の領域についてディザ処理を施した後、ディザ処理後の補正画像を加算処理する場合であってもよい。

リカーシブフィルターをかける場合、画像内のステントマーカー以外の背景部分については位置がずれた状態で加算処理がされるため、背景部分の視認性が低下する場合がある。特に、加算処理する画像が多いほど、背景部分の視認性は低下する。ここで、複数の第１のＸ線画像にリカーシブフィルターをかけた後にディザ処理を施し、又は、複数の第１のＸ線画像にディザ処理を施した後にリカーシブフィルターをかけることにより、リカーシブフィルターにおいて、加算処理する画像の数を低減することができる。例えば、図６に示す階段状のノイズが生じる場合等、表示の段階における減色によって高周波ノイズが顕著となる場合があるが、減色により失われてしまう階調の情報をディザ処理によってディスプレイ１０６上に表現することで、高周波ノイズを低減することができる。従って、加算処理する画像の数を減らしても高周波ノイズを十分に除去することができるため、リカーシブフィルターによる加算処理の画像の数を低減し、背景部分の視認性を向上させることができる。

上述した第１〜第３の実施形態では、ディスプレイ１０６が、ＲＧＢの各色について８ｂｉｔ（２５６階調）の階調で画像を表示するカラーモニタである場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ディスプレイ１０６は、モノクロのモニタであってもよいし、階調数は８ｂｉｔに限定されるものではない。

また、上述した第１〜第３の実施形態では、画像生成機能１０９ｂが第２のＸ線画像を生成した後、表示制御機能１０９ｄが、第２のＸ線画像をディスプレイ１０６に表示させる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、画像生成機能１０９ｂが第２のＸ線画像を生成した後、第２のＸ線画像の表示を行なうことなく、記憶回路１０８に第２のＸ線画像を格納する場合であってもよい。記憶回路１０８に格納された第２のＸ線画像は、例えば、Ｘ線診断装置１又は他の装置により読み出され、ディスプレイ１０６又は他のディスプレイに表示される。

また、上述した第１〜第３の実施形態では、処理回路１０９が、画像生成機能１０９ｂにより生成された第１のＸ線画像について画像処理を実行する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、処理回路１０９は、他のＸ線診断装置や、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）のデータベース、電子カルテシステムのデータベース等から第１のＸ線画像を取得し、取得した第１のＸ線画像について画像処理を実行する場合であってもよい。

即ち、処理回路１０９は、第１のＸ線画像を取得する取得機能を備える。第１のＸ線画像を生成する画像生成機能１０９ｂは、処理回路１０９における取得機能の一例である。また、取得機能は、特許請求の範囲における取得部の一例である。処理回路１０９は、被検体を透過したＸ線に基づいて生成した第１のＸ線画像や、他のＸ線診断装置や種々のデータベース等から取得した第１のＸ線画像に対して、画像処理を実行することができる。

また、上述した画像処理方法は、Ｘ線診断装置とは独立に設置された画像処理装置により行われる場合であってもよい。例えば、図１に示した処理回路１０９と同様の機能を有する画像処理装置が、Ｘ線診断装置又はＰＡＣＳのデータベースや、電子カルテシステムのデータベースから取得した画像データを用いて、上述した画像処理方法を行う場合であってもよい。

例えば、Ｘ線診断装置から独立した画像処理装置は、他のＸ線診断装置やＰＡＣＳ等のデータベースから第１のＸ線画像を取得し、取得した第１のＸ線画像に対してディザ処理を施すことで第２のＸ線画像を生成し、生成した第２のＸ線画像を、任意のディスプレイに表示する。例えば、Ｘ線診断装置から独立した画像処理装置は、カンファレンスが行われる部屋に据え置かれ、又は持ち込まれ、カンファレンスにおける画像表示に用いられるディスプレイと接続される。そして、画像処理装置は、接続されたディスプレイが表示できる階調に応じて、ディザ処理が必要か否かを判定する。例えば、画像処理装置は、取得した第１のＸ線画像が「１０ｂｉｔ」であり、接続されたディスプレイが「８ｂｉｔ」のカラーモニタである場合、画像処理装置は、ディザ処理が必要と判定し、ディザ処理を施した第２のＸ線画像を生成して、ディスプレイに表示する。

また、上述した画像処理装置は、いわゆるビデオカード（グラフィックボードともいう）であってもよい。例えば、ビデオカードは、ディスプレイを備えたＰＣに追加される。かかる場合、ビデオカードは、ＰＣから取得した第１のＸ線画像に対してディザ処理を施し、第２のＸ線画像を生成して、ディスプレイに出力する。

また、ディスプレイ１０６がタブレット等の携帯可能な端末の表示画面である場合においては、携帯可能な端末と別個の装置において上述した画像処理方法が行われてもよいし、携帯可能な端末において上述した画像処理方法が行われてもよい。

第１〜第３の実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

また、第１〜第３の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ｘ線画像を用いる検査の精度を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ Ｘ線診断装置
１０９ 処理回路
１０９ａ 制御機能
１０９ｂ 画像生成機能
１０９ｃ 変換機能
１０９ｄ 表示制御機能
１０９ｅ 領域指定機能
１０９ｆ 受付機能
１０９ｇ 関心領域設定機能

Claims (22)

1. 各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する取得部と、
   前記第１の画像における一部の領域を指定する領域指定部と、
   前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像における前記一部の領域に含まれる各画素の前記第１の階調における段階を、対応する前記表示パターンに変換する変換部と、
   前記第１の画像の前記一部の領域に含まれる複数の画素を前記変換部によって変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成部と、
   画像の表示モードの切り替え操作に応じて、前記第１の画像における各画素の前記第１の階調の各段階を前記第２の階調において対応する段階に置換した第３の画像と、前記第２の画像とを切り替えて前記表示部に表示させる表示制御部と
   を備えた画像処理装置。
2. 前記第１の画像における各画素の前記第１の階調の各段階を前記第２の階調において対応する段階に置換して前記表示部に表示された画像に対する操作を受け付ける受付部を更に備え、
   前記領域指定部は、前記受付部が受け付けた操作に基づいて、前記一部の領域を指定する、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１の画像における関心領域を設定する関心領域設定部を更に備え、
   前記領域指定部は、前記関心領域に含まれるデバイスの情報に応じて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記デバイスは、ステントであり、
   前記領域指定部は、前記関心領域における前記ステントの像に基づいて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記領域指定部は、前記関心領域における前記ステントの像から前記ステントのメッシュの粗さを求め、当該粗さに基づいて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、請求項４に記載の画像処理装置。
6. 操作者から入力操作を受け付ける入力部を更に備え、
   前記デバイスは、ステントであり、
   前記入力部は、前記ステントの情報の入力操作を受け付け、
   前記領域指定部は、入力された前記ステントの情報に基づいて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、請求項３に記載の画像処理装置。
7. 前記関心領域設定部は、前記第１の画像に含まれる特徴点に基づいて、前記関心領域を設定する、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
8. 前記第１の画像における関心領域を設定する関心領域設定部を更に備え、
   前記領域指定部は、前記関心領域におけるデバイスの有無に応じて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
9. 前記デバイスは、線状のデバイスであり、
   前記領域指定部は、前記関心領域に前記線状のデバイスが含まれない場合に、前記関心領域を前記一部の領域に指定する、請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記領域指定部は、前記第１の画像に付加されたアノテーション情報に基づいて、前記一部の領域を指定する、請求項１に記載の画像処理装置。
11. 前記アノテーション情報は、腫瘤を示す情報、又はコンピュータ支援診断により検出された情報である、請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する取得部と、
    前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像のうち前記第２の階調において同一の段階に置換される同一置換領域に含まれる画素を前記表示パターンにおける画素数で複数の画素群に区分けし、前記画素群に含まれる複数の画素を当該画素群によって示される前記第１の階調における段階に対応する表示パターンに変換する変換部と、
    前記第１の画像における前記同一置換領域を、前記変換部によって変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成部と
    を備えた画像処理装置。
13. 前記変換部は、前記画素群に含まれる複数の画素それぞれの前記第１の階調における段階の平均値を、前記画素群によって示される前記第１の階調における段階とする、請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 画像の表示モードの切り替え操作に応じて、前記第１の画像における各画素の前記第１の階調の各段階を前記第２の階調において対応する段階に置換した第３の画像と、前記第２の画像とを切り替えて前記表示部に表示させる表示制御部を更に備えた、請求項１２又は１３に記載の画像処理装置。
15. 時系列的に生成された複数の第１の画像を取得する取得部と、
    前記複数の第１の画像の各々における特徴点の位置を検出する特徴点位置検出部と、
    前記複数の第１の画像に基づいて、画像内の前記特徴点の位置が実質的に同一となる複数の補正画像であって、各画素が第１の階調で示される複数の補正画像を生成する補正画像生成部と、
    前記複数の補正画像における一部の領域を指定する領域指定部と、
    前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記複数の補正画像における前記一部の領域に含まれる各画素の前記第１の階調における段階を、対応する前記表示パターンに変換する変換部と、
    前記複数の補正画像の前記一部の領域に含まれる複数の画素を前記変換部によって変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成部と
    を備えた画像処理装置。
16. 前記補正画像生成部は、前記複数の第１の画像に含まれる複数の画像を、画像内の前記特徴点の位置に基づく位置合わせをして加算処理することで、前記複数の補正画像を生成する、請求項１５に記載の画像処理装置。
17. 前記第１の階調及び前記第２の階調は、画像にて表現される色相の明度についての階調である、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
18. 前記表示部は、携帯可能な端末の表示画面である、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
19. 各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する取得ステップと、
    前記第１の画像における一部の領域を指定する指定ステップと、
    前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像における前記一部の領域に含まれる各画素の前記第１の階調における段階を対応する前記表示パターンに変換する変換ステップと、
    前記第１の画像の前記一部の領域に含まれる複数の画素を前記変換ステップにおいて変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成ステップと、
    画像の表示モードの切り替え操作に応じて、前記第１の画像における各画素の前記第１の階調の各段階を前記第２の階調において対応する段階に置換した第３の画像と、前記第２の画像とを切り替えて前記表示部に表示させる表示制御ステップと
    を含む画像処理装置の作動方法。
20. 各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する取得ステップと、
    前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像のうち前記第２の階調において同一の段階に置換される同一置換領域に含まれる画素を前記表示パターンにおける画素数で複数の画素群に区分けし、前記画素群に含まれる複数の画素を当該画素群によって示される前記第１の階調における段階に対応する表示パターンに変換する変換ステップと、
    前記第１の画像における前記同一置換領域を、前記変換ステップにおいて変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成ステップと
    を含む画像処理装置の作動方法。
21. 各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する取得部と、
    前記第１の画像における一部の領域を指定する領域指定部と、
    前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像における前記一部の領域に含まれる各画素の前記第１の階調における段階を、対応する前記表示パターンに変換する変換部と、
    前記第１の画像の前記一部の領域に含まれる複数の画素を前記変換部によって変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成部と、
    前記第１の画像における関心領域を設定する関心領域設定部とを備え、
    前記領域指定部は、前記関心領域に含まれるデバイスの情報に応じて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、画像処理装置。
22. 各画素が第１の階調で示される第１の画像を取得する取得部と、
    前記第１の画像における一部の領域を指定する領域指定部と、
    前記第１の階調の各段階と、前記第１の階調より少ない第２の階調にて画像を表示する表示部における複数の画素の表示パターンとを対応付けた対応情報に基づいて、前記第１の画像における前記一部の領域に含まれる各画素の前記第１の階調における段階を、対応する前記表示パターンに変換する変換部と、
    前記第１の画像の前記一部の領域に含まれる複数の画素を前記変換部によって変換された前記表示パターンで示した第２の画像を生成する画像生成部と、
    前記第１の画像における関心領域を設定する関心領域設定部とを備え、
    前記領域指定部は、前記関心領域におけるデバイスの有無に応じて、前記関心領域を前記一部の領域に指定するか否かを決定する、画像処理装置。

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