JPH0569347B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、医療用診断等に用いる蓄積性螢光体
利用の放射線画像情報記録再生システムにおいて
使用する放射線画像情報処理方法に関する。

（発明の技術的背景及び従来技術） ある種の螢光体に放射線（Ｘ線，α線，β線，
γ線，電子線，紫外線等）を照射すると、この放
射線エネルギの一部が螢光体中に蓄積され、この
螢光体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積さ
れたエネルギに応じて螢光体が輝尽発光を示すこ
とが知られており、このような性質を示す螢光体
は蓄積性螢光体と呼ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の被写体
の放射線画像情報を一旦シート状の蓄積性螢光体
に記録し、その後、その蓄積性螢光体シートをレ
ーザー光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜ
しめ、この輝尽発光光を光電的に読み取つて画像
信号を得、この画像信号に画像処理を施し、この
画像処理が施された画像信号に基づき被写体の放
射線画像を写真感光材料等の記録材料、CRT等
の表示装置に可視像として出力させる放射線画像
情報記録再生システムが本出願人によりすでに提
案されている。（特開昭55−12429号、同56−
11395号など。） 上記システムにおける放射線画像情報の画像処
理、例えば階調処理を行なうにあたつては、可視
出力画像の観察読影適性を向上せしめるため、
個々の撮影画像に応じて設定された最適な階調処
理条件に従つて階調処理を行なうことが望まし
い。

この様に、放射線画像情報の階調処理を個々の
撮影画像に応じて設定された最適階調処理条件に
従つて行なうようにすれば、例えば個々の画像の
撮影において被写体や撮影部位あるいは放射線照
射量等が変動し、それによつて各撮影済シートに
蓄積記録された放射線エネルギレベル範囲が変動
しても、該変動に拘らずいずれの可視出力画像に
おいても、常に必要な被写体画像情報が観察読影
に好適な適正濃度範囲に表示されるようにするこ
とができるので好都合である。

上記の如き階調処理条件を設定する具体的方法
の一つとして、前記光電的に読み取られた画像信
号のヒストグラムを求めると共にこのヒストグラ
ムからこのヒストグラムにおける所望画像信号範
囲の最大画像信号レベルPmaxおよび最小画像信
号レベルＰ〓を求め、このPmaxおよびＰ〓がそ
れぞれ、可視出力画像における適正濃度範囲の最
大濃度Dmaxおよび最小濃度Ｄ〓によつて決定さ
れる画像再生手段における所望入力信号範囲の最
大信号レベルQmaxおよび最小信号レベルＱ〓に
対応する様に階調処理条件を設定する方法が考え
られる。

この方法について第２図を参照しながら詳述す
る。なお、第２図中においては、光電読取手段に
より輝尽発光光を光電的に読み取つて求められた
電気的画像信号のヒストグラムではなく、その光
電的に読み取られる前の輝尽発光光のヒストグラ
ムが示されているが、この輝尽発光光は図中に示
されている固定的かつ直線的な読取条件（光電読
取手段への入力である輝尽発光光の光量と該光電
読取手段の出力である電気的画像信号のレベルと
の関係を定める条件）に従つて電気的画像信号に
変換されるので、輝尽発光光量と画像信号レベル
とは固定された比例定数の下における比例関係に
あり、よつてこの輝尽発光光のヒストグラムは画
像信号のヒストグラムと実質的に同一である。従
つて、以下の説明においては第２図中の輝尽発光
光ヒストグラムを画像信号ヒストグラムと見なし
て説明を行なう。

まず、光電的に読み取られた画像信号のヒスト
グラムを求め、このヒストグラムから所望の画像
信号の範囲（輝尽発光光量の範囲）を求める。所
望画像信号範囲は、撮影部位および撮影方法によ
つてヒストグラムのパターンがある程度決まつて
いるので、これらの撮影部位や撮影方法を参考に
してヒストグラムから求める。例えば胸部撮影の
場合のヒストグラムはこの第２図の様なパターン
になり、このうちＦは縦隔部、Ｇは心臓部、Ｈは
肺野部、Ｉは皮膚及び軟部、Ｊは被写体外である
ことを知ることができるので、このヒストグラム
から所望画像信号の範囲である最大画像信号レベ
ルPmax（最大輝尽発光光量Smax）及び最小画像
信号レベルＰ〓（最小輝尽発光光量Ｓ〓）を求め
ることができる。例えばこの第２図の場合におい
て皮膚及び軟部Ｉと被写体外Ｊの情報は不要であ
るとすると、所望画像信号範囲Ｆ，Ｇ，Ｈを含む
図示の如きPmaxからＰ〓までの範囲となる。こ
のPmax及びＰ〓を求める方法としては、例えば
所望画像信号範囲に応じて一定のしきい値T₁，
T₂を求め、このT₁，T₂により求める方法が考え
られるが、その他どの様な方法でヒストグラムか
ら求めても良い。

一方、放射線画像情報記録再生システムにおい
ては、通常前述の如く光電読取手段により輝尽発
光光から電気的画像信号を得、この信号に対して
画像処理手段により種々の信号処理、特に階調処
理を施し、この信号を画像再生手段により写真感
光材料等に可視出力画像として再生記録する。こ
の出力画像においては観察読影に適した濃度範囲
が存在し、一般にこの適正濃度範囲（Dmax〜Ｄ
〓）は予め定められており、かつ前記画像再生手
段における再生条件（再生手段への入力と該手段
からの出力との関係を定める条件）も所定の条件
が予め定められるので、前記適正濃度範囲
（Dmax〜Ｄ〓）に対応する前記画像再生手段へ
の入力信号レベル範囲（Qmax〜Ｑ〓）は、この
画像再生条件に従つて一義的に定まる。

そこで、上記の如くして求めたPmax及びＰ〓
が、上記の如くして決定されたQmax及びＱ〓に
対応するように前記階調処理における階調処理条
件を設定するものである。

ところが、この様に画像信号のヒストグラムか
ら所望画像信号範囲（Pmax〜Ｐ〓）を求め、こ
の（Pmax〜Ｐ〓）が適正濃度範囲（Dmax〜Ｄ
〓）に対応するように階調処理条件を設定し、そ
の階調処理条件に従つて階調処理を行なう画像処
理方法は、常時所望画像信号範囲を適正濃度範囲
いつぱいに表示することができ、極めて好都合で
ある反面、例えば第３図ａ，ｂに示す様に、どの
程度の画像信号レベルの画素が多いかという点に
ついては相当異なるが求められた所望画像信号範
囲（Pmax〜Ｐ〓）は同一である場合が生じ得、
その様な場合には双方の所望画像信号範囲
（Pmax〜Ｐ〓）は共に同一の適正濃度範囲
（Dmax〜Ｄ〓）に出力されるので、第３図ａの
場合は比較的低濃度の画素が多く、画像全体が薄
くなると共に第３図ｂの場合は比較的高濃度の画
素が多く、画像全体が濃くなるという不都合があ
る。

この様な不都合は、特に組写真の場合に顕著で
ある。例えば胃の撮影においてバリウム充満像と
空気部分およびバリウム部分の双方が存在する二
重造影像との組合わせや被写体（患者）の姿勢別
（立位、伏臥位等）の組合せで、同一被写体の同
一撮影部位について複数の撮影を行ない、これら
複数の可視出力画像を１組として並べて観察する
いわゆる組写真の場合、各撮影おける画像信号レ
ベルの頻度ピーク位置は当然に異なるが撮影部位
や診断目的は同一であるで所望画像信号範囲
（Pmax〜Ｐ〓）は同一であり、その結果前述の
様に各出力画像間に濃度のばらつきが生じ、観察
読影に支障を来たすからである。

また、上記画像信号のヒストグラムから所望画
像信号範囲（Pmax〜Ｐ〓）を求め、この
（Pmax〜Ｐ〓）が適正濃度範囲（Dmax〜Ｄ〓）
に対応するように階調処理条件を設定する方法
は、以下の様な不都合も有する。

即ち、例えば上記所望画像信号範囲の最小画像
信号レベルＰ〓として画像信号のヒストグラムの
最小画像信号レベルをそのままもしくはその近傍
値を使用する場合において例えば撮影部位が上腕
部であつたと仮定する。すると、その上腕は通常
の上腕である場合と、金属製の骨折補強用部材や
セラミツク製もしくは金属製の人口骨等の上腕自
体よりも放射線を透過しにくい異物が入つている
上腕である場合とがあり、前者の異物が入つてい
ない場合の画像信号のヒストグラムが第４図ａに
示すパターンであるとすると、後者の異物が入つ
ている場合の画像信号のヒストグラムは、その異
物部分Ｋが上腕自体の部分Ｌよりも低画像レベル
側に出現するので、第４図ｂの様になる。即ち、
異物が入つている場合は入つていない場合に比べ
画像信号のヒストグラムから求められるPmaxは
同じであるがＰ〓はより低レベル側にずれてしま
うので、いずれの場合も求められた（Pmax〜Ｐ
〓）をそのまま使用してそれが同一の（Dmax〜
Ｄ〓）に対応する様に階調処理条件を定めると、
異物が入つている場合の画像は入つていない場合
の画像に比べて上腕自体の濃度が高くなり、かつ
コントラストの少ないものになつてしまうという
不都合がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記事情に鑑み、前述の如き
可視出力画像間の濃度のばらつき、特に組写真の
場合における濃度のばらつきや異物が入つている
場合と入つていない場合との間の濃度の変化等を
解消することができる放射線画像処理方法を提供
することにある。

（発明の構成） 本発明に係る画像処理方法は、上記目的を達成
するため、光電的に読み取られた画像信号のヒス
トグラムを作成し、このヒストグラムから所望画
像信号範囲を求め、さらに、上記画像信号の累積
ヒストグラムを作成し、この累積ヒストグラムの
特性値に応じて上記求められた所望画像信号範囲
を修正し、この修正された所望画像信号範囲が所
定の電気的画像信号範囲に対応するように階調処
理条件を設定し、この階調処理条件に従つて上記
階調処理を行なうことを特徴とする。

ここで累積ヒストグラムとは、累積度数を表わ
す累積度数分布の意味である。

画像信号の累積ヒストグラムは、全画像信号の
累積ヒストグラムであつても良く、あるいは一部
範囲、例えば既に求められている所望画像信号範
囲内の画像信号の累積ヒストグラムであつても良
い。

累積ヒストグラムの特性値に応じてとは、該特
性値を手がかりにしてという意味であり、、特性
値自体に基づいて修正を行なう場合の外、特性値
を加工してその加工値に基づいて修正を行なう場
合等も含まれる。

（実施態様） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施態様
について説明する。

まず放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性螢
光体シートをレーザ光等の励起光で走査して該シ
ートから輝尽発光光を生ぜしめ、この輝尽発光光
をフオトマルチプライヤ等の光電読取手段により
光電的に読み取つて電気的画像信号を得、この画
像信号（各読取画素毎の画像信号レベル）のヒス
トグラムを作成し、該ヒストグラムに基づいて所
望画像信号範囲を設定する。この画像信号ヒスト
グラムに基づく所望画像信号範囲の設定方法につ
いては、既に説明した通りであるのでここでの詳
しい説明は省略する。

なお、画像信号ヒストグラムに基づく所望画像
信号範囲の設定に関する前記記載においては、輝
尽発光光を直線的な読取条件の下で読み取つた画
像信号のヒストグラムであつて輝尽発光光ヒスト
グラムと実質的に同一なヒストグラムを例に挙げ
て説明したが、本発明において用いられる画像信
号ヒストグラムは、輝尽発光光ヒストグラムと何
らかの対応関係を有するものであれば良く、従つ
て例えば非線形な読取条件の下で読み取つた画像
信号のヒストグラムであつても良いことは言うま
でもない。

上記所望画像信号範囲設定過程において作成さ
れたヒストグラムおよよび該ヒストグラムに基づ
いて設定された所望画像信号範囲Ａ（Pmax〜Ｐ
〓）を第１図に示す。

次に、上記画像信号の累積ヒストグラムを作成
する。この累積積ヒストグラムの作成は全画像信
号範囲（P₁〜P₂）について作成しても良いが、
本実施態様では第１図に一点鎖線で示す様に、既
に設定されている所望画像信号範囲Ａ（Pmax〜
Ｐ〓）についてのみ作成する。

この様にして累積ヒストグラムを作成したら、
該累積ヒストグラムの特性値Pcを求め、この特
性値に基づいて上記設定された所望画像信号範囲
Ａを修正する。

本実施態様においては、上記特性値Pcとして
50％値（累積度数が50％に達したときの画像信号
レベル）を採用し、この特性値までの画像信号範
囲ａ（ａ＝Pc〜Ｐ〓）の所望画像信号Ａ（Ａ＝
Pmax〜Ｐ〓）に対する割合ａ／Ａを求め、この
Ａ／Ａが第１しきい値Th₁以下のときは所望画像
信号範囲の最小画像信号レベルＰ〓をより小さい
レベルＰ〓′（Ｐ〓′＜Ｐ〓）に修正し、即ち所望
画像信号範囲の下端を下方（低レベル域方向）に
向けて所定量シフトさせ、第２しきい値Th₂以上
のときは所望画像信号範囲の最大画像信号レベル
Pmaxをより大きいレベルDmax（Pmax′＞
Pmax）に修正し、即ち所望画像信号範囲の上端
を上方（高レベル域方向）に向けて所定量シフト
させる。

上記第１しきい値Th₁および第２しきい値Th₂
は撮影部位や撮影方法等に応じて適宜決定すれば
良いものであるが、一般的にはTh₁≒１／３、
Th₂≒２／３程度に決定するのが好ましい。ま
た、上記所望画像信号範囲の上端あるいは下端の
シフト量も、撮影部位や撮影方法に基づいて適宜
決定すれば良いものであり、さらにａ／ＡとTh₁
あるいはTh₂との比も考慮してシフト量を決定し
ても良い。そのようなシフト量、換言すれば上記
Ｐ〓′，Pmax′の決定方法の一具体例として、例
えば下式を満足するように決定する方法を挙げる
ことができる。

Pc−Ｐ〓′／Pmax−Ｐ〓′＝Th₁ただし、Ｐ〓′＜Ｐ〓 PC−Ｐ〓／Pmax′−Ｐ〓＝Ph₂ただし、Pmax′＞Pmax なお、上記においてａ／ＡがTh₁からTh₂の間
にあるときは所望画像信号範囲の修正は行なわれ
ない。

次に、上記の如くして修正された所望画像信号
範囲A₁あるいはA₂（A₁＝Pmax〜Ｐ〓′，A₂＝
Pmax′〜Ｐ〓）が所定の電気的画像信号範囲に
対応するように階調処理条件を設定する。

所定の電気的画像信号範囲は、撮影部位、撮影
方法、診断目的その他種々の撮影条件に基づいて
適宜に設定すれば良いものである。本実施態様で
は、前述の可視出力画像における適正濃度範囲
（Dmax〜Ｄ〓）に対応する画像再生手段への入
力信号レベル範囲（Qmax〜Ｑ〓）を所定の電気
的画像信号範囲と設定し、上記修正された所望画
像信号範囲A₁あるいはA₂（A₁＝Pmax〜Ｐ〓′，
A₂＝Pmax′〜Ｐ〓）がその所定の電気的画像信
号範囲（Qmax〜Ｑ〓）に対応するように階調処
理条件が設定される。

上記の如き階調処理条件の設定は、例えば以下
の様にして行なえば良い。

階調処理は画像処理手段（階調処理手段）に入
力される各画像信号を一定の条件に従つてそのレ
ベルを変換した上で出力せしめる処理あり、その
一定の条件が階調処理条件と称され、通常は非線
形な階調曲線によつて表わされる。

かかる階調処理は、頭部、胸部等の撮影部位や
単純、造影等の撮影方法等の撮影条件に応じて診
断目的に適した好ましい可視出力画像を得ること
を目的とするものであり、従つて、一般的には、
各撮影条件に対して最も好ましいパターンを有す
る非線形な階調処理条件の基本形を予め定めてお
き、各画像の階調処理の際にはその画像の撮影条
件に応じて適切な階調処理条件の基本形を選出
し、その基本形を用いて階調処理を行なうのが好
ましい。

本実施態様においても、この様にして画像の撮
影条件に応じて予め定められている階調処理条件
の基本形の中から適切なものを選出し、その基本
形を、第２図の第２象現に示されている様に、上
下方向にシフトさせたり、所定の中心点Ｍを中心
として回転させたりしてPmax，Ｐ〓等が
Qmax，Ｑ〓に対応するように位置決めして使用
すべき階調処理条件が設定される。

なお、階調処理条件としては前述の如き撮影条
件によつて定められる非線形のものに限らず直線
的なものが使用される場合も考えられ、その場合
は予め決められた１つの直線を上記の場合と同様
に回転もしくはシフトさせてPmax，Ｐ〓等が
Qmax，Ｑ〓に対応するように位置決めすること
により使用すべき階調処理条件が設定される。

上記方法により階調処理条件を設定すれば、各
撮影における出力画像間の濃度のばらつきを押
え、濃度の均一化を図ることができる。

なぜならば、累積積ヒストグラムの特性値、例
えば50％値Pcを検出し、該特性値Pcが所望画像
信号範囲（Pmax〜Ｐ〓）の中のどの辺に位置し
ているかを検討すれば、該所望画像信号範囲内に
おいて低濃度（低画像信号レベル）画素が多いか
高濃度（高画像信号レベル）画素が多いか等を知
ることができるからである。このことは、例え
ば、第３図ａ，ｂに示す様に、低濃度画素が多い
ときは50％特性値PcがPminに近くなり、高濃度
画素が多いときは50％特性値PcがPmaxに近くな
ることからも容易に理解し得るものである。

従つて、累積ヒストグラムから適当な特性値を
選定し、該特性値を手がかりとして適当な方法に
よつて、既に画像信号ヒストグラムから求められ
ている所望画像信号範囲の内には高濃度画素が多
いか低濃度画素が多いかを検出し、低濃度画素が
多い場合は上記所望画像信号範囲の下端を低濃度
域方向に所定量シフトさせて修正し、該修正され
た所望画像信号範囲に基づいて階調処理条件を設
定することにより修正前の所望画像信号範囲を全
体的により高濃度域方向にシフトさせて表示し、
高濃度画素が多い場合は上記画像信号ヒストグラ
ムから求められた所望画像信号範囲の上端を高濃
度域方向に所定量シフトさせて修正し、該修正さ
れた所望画像信号範囲に基づいて階調処理条件を
設定することにより修正前の所望画像信号範囲を
全体的により低濃度域方向にシフトさせて表示す
ることができる。

上記特性値は、勿論50％値以外のものであつて
も良く、また２つの特性値に基づいて所望画像信
号範囲を修正しても良い。

上記実施態様では、所望画像信号範囲内の画像
信号の累積ヒストグラムを作成している。これは
結局所望画像信号範囲の画像信号が可視出力画像
においてどの程度の濃度で出力されるかが問題と
なつているからである。例えば特性値として50％
値を採用した場合、その50％値は通常所望画像信
号範囲内の画像信号累積ヒストグラムと全範囲の
画像信号累積ヒストグラムとでそんなに大きな差
はなく、両者にはある程度の相関関係があるの
で、全範囲の画像信号の累積ヒストグラムを作成
し、その特性値に基づいて所望画像信号範囲を修
正しても良い。

さらに、上記した実施態様はａ／Ａ、即ち
（Pc−Ｐ〓）／（Pmax−Ｐ〓）が所定のしきい
値（Th₂）以上のときは所望画像信号範囲の最大
画像信号レベルPmaxをより大きいレベル
Pmax′に修正するものであつたが、例えば前述
した放射線を透過しにくい異物が被写体内に入つ
ていることによりａ／Ａが所定のしきい値よりも
大きくなつている場合には、その異物部分を示す
低画像信号レベル域をカツトすることが可能であ
り、従つてこの場合にはPmaxをより大きい
Pamx′に修正する代わりに、Ｐ〓をより大きい
Ｐ〓′に修正する、即ち所望画像信号範囲の下端
を高レベル側に向けて所定量シフトさせ、この様
にシフトされた所望画像信号範囲（Ｐ〓′〜
Pmax）が所定の電気的画像信号範囲（Qmax〜
Ｑ〓）に対応するように階調処理条件を設定して
も良い。この場合のＰ〓′も種々の方法によつて
決定されたものを使用し得るが、例えば前述と同
様に下式を満足するものを採用することができ
る。

Pc−Ｐ〓′／Pmax−Ｐ〓′＝Th₂ただし、Ｐ〓′＞Ｐ〓 この様にして決定されたＰ〓′の一例が第４図
ｂ中に記載されている。また、この場合の特性値
Pcやしきい値th₂ももちろん適宜に決定したもの
を使用し得る。

（発明の効果） 本発明に係る放射線画像情報の処理方法は、上
述の如く、光電的に読み取られた可視像を出力す
るための画像信号のヒストグラムに基づいて決定
された所望画像信号範囲を、上記画像信号の累積
ヒストグラムの特性値に基づいて適宜に修正し、
この修正済所望画像信号範囲に従つて階調処理条
件を設定し、この階調処理条件に従つて階調処理
を行なうものである。

即ち、画像信号の累積ヒストグラムの特性値
は、前述の如くシートの中に記載されている画像
信号は高濃度のものが多いか低濃度のものが多い
かを判別する基準となり得るものであり、本発明
に係る方法は、この特性値を考慮して決定した階
調処理条件に従つて階調処理を行なうので、シー
ト上に蓄積記録されている画像情報の濃淡の程度
に拘らず常に濃度のばらつきの少ない、均一的な
可視出力画像を得ることができ、特に組写真等に
おける観察読影適性や異物が混入している被写体
撮影の場合における観察読影適正等を向上させる
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法の一実施態様を説明
するための図であつて、画像信号のヒストグラム
と累積ヒストグラムを示す図、第２図は所望画像
信号範囲から階調処理条件を決定する方法の一例
を示す図、第３図ａ，ｂは画像信号ヒストグラム
が異なつても同一の所望画像信号範囲が求められ
る場合を示す図、第４図ａ，ｂは異物が混入して
いない場合と混入している場合の画像信号ヒスト
グラムを示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線画像情報が蓄積記録されている蓄積性
   螢光体シートを励起光で走査することにより、該
   蓄積性螢光体シートに蓄積記録されている放射線
   画像情報を輝尽発光光として放出せしめ、この輝
   尽発光光を光電的に読み取つて可視像を出力する
   ための電気的画像信号を得、該画像信号に階調処
   理を施す放射線画像情報処理方法において、 上記画像信号のヒストグラムを作成し、このヒ
   ストグラムから所望画像信号範囲を求め、さら
   に、上記画像信号の累積ヒストグラムを作成し、
   該累積ヒストグラムの特性値に応じて上記求めら
   れた所望画像信号範囲を修正し、この修正された
   所望画像信号範囲が所定の電気的画像信号範囲に
   対応するように階調処理条件を設定し、この階調
   処理条件に従つて上記階調処理を施すことを特徴
   とする放射線画像情報処理方法。