JPH08307771A - 動き領域検出回路並びにこの動き領域検出回路を用いたノイズ低減フィルタ及びｘ線透視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ノイズの影響を受けずに動き領域を正確且つ高
精度で検出することのできる動き領域検出回路を提供す
る。 【構成】ＴＶカメラにより撮影された被写体のフレーム
画像信号に基づいて被写体の動き領域を検出するように
した動き領域検出回路７。フレーム画像信号とｎフレー
ム（ｎは１以上の自然数）前のフレーム画像信号との差
分処理を行なう差分器１４と、この差分器１４により得
られた差分画像における、ある画素を中心とした画素領
域の各画素値に基づいて、差分画像に応じて得られる動
き領域を修正する動き領域修正回路１７とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＶカメラにより撮影
されたフレーム画像間の差分画像を用いて被写体の動い
た領域を検出する動き領域検出回路に係り、特に、ノイ
ズの影響を受けずに動画像領域を検出するようにした動
き領域検出回路並びにこの動き領域検出回路を用いたノ
イズ低減フィルタ及びＸ線透視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶカメラにより撮影されたフレーム画
像間の差分画像を用いて被写体の動いた領域を検出する
動き領域検出回路がある。この動き領域検出回路は、Ｔ
Ｖカメラにより撮影された動きを伴う画像のブレやショ
ットノイズを低減するためのノイズ低減フィルタ等に組
み込まれている。特に、医療用Ｘ線透視装置では、得ら
れる画像にはノイズが多いため、上記ノイズ低減フィル
タを用いてノイズ低減を図っている。

【０００３】この動き領域検出回路は、ＴＶカメラから
入力されたフレーム画像信号と遅延回路を通過した例え
ば１フレーム前の遅延画像信号との差分によって得られ
る差分画像信号の大きさに基づいて動き領域を検出して
いる。すなわち、適当に定められたスレッショルド値
（閾値）に対し、差分画像信号値の絶対値がスレッショ
ルド値より大きければ動いた領域、小さければ静止領域
と判断している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
動き領域検出回路では、孤立的且つ高振幅なノイズが多
く含まれている画像の場合、そのノイズを被写体の動き
の信号（以下、動検信号という）と判断し、また、動検
信号をノイズと判断する場合が増加し、動き領域の検出
精度が劣化してしまった。そこで、入力画像信号又は差
分画像信号に空間的な低域通過フィルタ処理を行って上
記問題の改善が図られているが、高周波成分から成る細
い被写体から得られた信号や、ノイズと被写体の信号レ
ベルの深さがほぼ等しい領域から得られた信号は、低域
フィルタ処理により減衰してしまい、ノイズと動検信号
との分離が困難となってしまった。

【０００５】また、ノイズによる検出漏れを防ぐため、
被写体の動き領域と判断された画素の隣接画素も強制的
に動き領域とする動き領域拡大処理も行われているが、
ノイズを動信号と判断した場合に誤検出の領域がさらに
拡大してしまった。

【０００６】このノイズと動検信号との誤検出に基づく
動き領域検出精度の劣化は、ノイズ低減フィルタの性能
の悪化を招き、また、このノイズ低減フィルタを搭載し
たＸ線透視装置のＸ線画像におけるＳ／Ｎ比の悪化、画
質の悪化等を招いた。

【０００７】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、ノイズの影響を受けずに動き領域を正確且つ高精
度で検出することのできる動き領域検出回路を提供する
とともに、この動き領域検出回路を用いたノイズ低減フ
ィルタの性能を向上させ、且つこのノイズ低減フィルタ
を搭載したＸ線透視装置Ｓ／Ｎ比及び画質の向上を図る
ことをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、請求項１記載の動き領域検出回路では、ＴＶカメラ
により撮影された被写体のフレーム画像信号に基づいて
前記被写体の動き領域を検出するようにした動き領域検
出回路において、前記フレーム画像信号とｎフレーム
（ｎは１以上の自然数）前のフレーム画像信号との差分
処理を行なう差分処理手段と、この差分処理手段により
得られた差分画像における、ある画素を中心とした画素
領域の各画素値に基づいて、前記差分画像に応じて得ら
れる動き領域を修正する動き領域修正手段とを備えてい
る。

【０００９】特に、請求項２記載の動き領域検出回路で
は、前記動き領域修正手段は、前記画素領域の各画素値
に基づいて、当該各画素にノイズ成分が含まれているか
否かを判断する判断手段と、この判断手段によりノイズ
が含まれていると判断された画素の画素値を平滑化する
平滑化手段とを備えている。

【００１０】また特に、請求項３記載の動き領域検出回
路では、前記判断手段は、前記画素領域中の中心位置の
画素の画素値と前記中心位置の画素の周囲の画素の画素
値の平均値との差を演算する演算手段と、この演算手段
により求められた差分値と所定の閾値とを比較する比較
手段とを備え、前記平滑化手段は、前記比較手段による
比較の結果、前記差分値が前記閾値より大きいと判断さ
れた場合、前記中心位置の画素の画素値を前記周囲の画
素の画素値の平均値に置換する置換手段とを備えてい
る。

【００１１】さらに、請求項４記載の動き領域検出回路
では、前記動き領域修正手段は、前記画素領域の各画素
の画素値に基づいて、当該各画素をＭ段階（Ｍは２以上
の自然数）にラベリングするラベリング手段と、前記ラ
ベリング処理された画素領域内の全画素の平均ラベル値
を算出する算出手段と、この算出手段により算出された
平均ラベル値に基づいて前記画素領域内の全画素を前記
平均ラベル値に置換する置換手段とを備えている。

【００１２】さらにまた、請求項５記載の動き領域検出
回路では、前記動き領域修正手段は、前記画素領域の各
画素の画素値に基づいて、当該各画素を（０，１）の２
つのラベル値にラベリングするラベリング手段と、前記
ラベリング処理された画素領域内の全画素を加算処理す
る加算手段と、この加算手段による加算結果と所定の閾
値との大きさを比較する比較手段と、この比較手段によ
る比較の結果、前記加算結果が前記閾値より大きいと判
断された場合、前記画素領域の全画素をラベル値「１」
に置換するとともに、前記加算結果が前記閾値より小さ
いと判断された場合、前記画素領域の全画素をラベル値
「０」に置換する置換手段とを備えている。

【００１３】また、請求項６記載の動き領域検出回路で
は、前記動き領域修正手段は、前記画素領域中の中心位
置の画素を、当該画素領域の各画素の画素値を大きさの
順で並べたときに中央に位置する画素値に置換する処理
を行なうメディアンフィルタを有している。

【００１４】そして、前記目的を達成するために、請求
項７記載のノイズ低減フィルタでは、ＴＶカメラにより
撮影された被写体のフレーム画像信号に基づいて前記被
写体の動き領域を検出する動き領域検出回路と、この動
き領域検出回路からの動き領域検出信号に基づいて前記
フレーム画像信号の時間方向のフィルタリングを行なう
リカーシブフィルタと、前記フレーム画像信号の空間方
向のフィルタリングを行なう空間フィルタと、前記リカ
ーシブフィルタによりフィルタリング処理されたフレー
ム画像及び前記空間フィルタによりフィルタリング処理
されたフレーム画像を、前記動き領域検出信号に応じた
割合で混合させる混合回路とを備えたノイズ低減フィル
タにおいて、前記動き領域検出回路は、入力されたフレ
ーム画像信号とｎフレーム（ｎは１以上の自然数）前の
フレーム画像信号との間の差分処理を行う差分処理手段
と、この差分処理手段により得られた差分画像におけ
る、ある画素を中心とした画素領域の各画素値に基づい
て、前記差分画像に応じて得られる動き領域を修正して
前記リカーシブフィルタ及び前記混合回路に出力する動
き領域修正手段とを備えている。

【００１５】さらに、前記目的を達成するために、請求
項８記載のＸ線透視装置では、被写体に向けて照射さ
れ、前記被写体を透過したＸ線を光学像に変換する変換
手段と、この変換手段により得られた光学像をフレーム
画像信号に変換するＴＶカメラと、このＴＶカメラによ
り得られたフレーム画像信号に基づいて前記被写体の動
き領域を検出する動き領域検出回路と、この動き領域検
出回路からの動き領域検出信号に基づいて前記フレーム
画像信号の時間方向のフィルタリングを行なうリカーシ
ブフィルタと、前記フレーム画像信号の空間方向のフィ
ルタリングを行なう空間フィルタと、前記リカーシブフ
ィルタによりフィルタリング処理されたフレーム画像及
び前記空間フィルタによりフィルタリング処理されたフ
レーム画像を、前記動き領域検出信号に応じた割合で混
合させる混合回路と、この混合回路から出力されるフレ
ーム画像を表示させる表示手段とを備えたＸ線透視装置
において、前記動き領域検出回路は、入力されたフレー
ム画像信号とｎフレーム（ｎは１以上の自然数）前のフ
レーム画像信号との間の差分処理を行う差分処理手段
と、この差分処理手段により得られた差分画像におけ
る、ある画素を中心とした画素領域の各画素値に基づい
て、前記差分画像に応じて得られる動き領域を修正して
前記リカーシブフィルタ及び前記混合回路に出力する動
き領域修正手段とを備えている。

【００１６】

【作用】請求項１、７及び８記載の動き領域検出回路に
よれば、差分処理手段により、ＴＶカメラにより撮影さ
れた被写体のフレーム画像信号とｎフレーム（ｎは１以
上の自然数）前のフレーム画像信号との差分処理が行な
われる。そして、その結果得られた差分画像における、
ある画素を中心とした画素領域の各画素値に基づいて、
動き領域修正手段により、その差分画像に応じて得られ
る動き領域が修正される。

【００１７】特に、請求項２乃至３記載の動き領域修正
手段によれば、前記画素領域の各画素値に基づいて、例
えばその画素領域の中心位置の画素の画素値と中心位置
の画素の周囲の画素の画素値の平均値との差が演算手段
により演算され、この演算手段により求められた差分値
と所定の閾値とが比較手段により比較される。そして、
比較手段による比較の結果、差分値が閾値より大きいと
判断された場合、置換手段により、その中心位置の画素
の画素値が周囲の画素の画素値の平均値に置換される。
つまり、画素領域の中心位置の画素に孤立的且つ高振幅
なノイズ成分が混入していた場合、そのノイズ成分はそ
の中心位置の画素の周囲の画素の画素値の平均値に置換
される。

【００１８】また、特に、請求項４に記載した動き領域
修正手段によれば、ラベリング手段により、画素領域の
各画素の画素値に基づいて、当該各画素がＭ段階（Ｍは
２以上の自然数）にラベリングされ、このラベリング処
理された画素領域内の全画素の平均ラベル値が算出手段
により算出される。そして、この算出手段により算出さ
れた平均ラベル値に基づいて画素領域内の全画素が平均
ラベル値に置換される。つまり、画素領域の画素の中
で、孤立的且つ高振幅なノイズ成分が含まれていたとし
ても、そのノイズ成分は、当該画素領域の全画素の平均
ラベル値に平滑化される。

【００１９】特に、請求項５に記載した動き領域修正手
段によれば、画素領域の各画素の画素値に基づいて、ラ
ベリング手段により、当該各画素が（０，１）の２つの
ラベル値にラベリングされ、このラベリング処理された
画素領域内の全画素が加算手段により加算処理される。
そして、この加算手段による加算結果と所定の閾値との
大きさが比較手段により比較され、この比較手段による
比較の結果、加算結果が閾値より大きいと判断された場
合、置換手段により画素領域の全画素がラベル値「１」
に置換される。また、加算結果が前記閾値より小さいと
判断された場合、置換手段により、画素領域の全画素が
ラベル値「０」に置換される。つまり、画素領域が実際
に動いた領域であった場合、各画素のラベル値は「１」
にラベリングされているはずであり、またその画素領域
の全画素の加算結果は、閾値より大きくなるはずである
から、比較の結果、加算結果が閾値より大きいと判断さ
れた場合には、その画素領域の全画素をラベル値「１」
にラベリングすることにより、当該画素領域に含まれる
ノイズ（ラベル値「０」とラベリングされたもの）を動
き領域と修正することができる。また、同様に、比較の
結果、加算結果が閾値より小さいと判断された場合に
は、その画素領域の全画素をラベル値「０」にラベリン
グすることにより、当該画素領域に含まれるノイズ（ラ
ベル値「１」とラベリングされたもの）を静止領域と修
正することができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る動き領域検出回路の実施
例を添付図面を参照して説明する。なお、本実施例で
は、特に、この動き領域検出回路をＸ線透視装置に適用
した例（被写体を患者内の臓器等とする）について説明
する。

【００２１】図１に示されたＸ線透視装置は、Ｘ線を患
者Ｐに向けて順次爆射するＸ線管１と、患者Ｐを透過し
たＸ線を適切な大きさの光学像に変換するイメージイン
テンシファイア（以下、Ｉ．Ｉ．という）２と、二次元
的に配列された受光素子群（画素）を有し、光学像を順
次フレーム画像信号に変換するＣＣＤ等のＴＶカメラ３
と、ＴＶカメラ３から順次送られるフレーム画像信号の
ノイズを低減するノイズ低減フィルタ４と、このノイズ
低減フィルタ４から送られるノイズが低減されたフレー
ム画像信号を表示するＴＶモニタ５とを備えている。

【００２２】ノイズ低減フィルタ４は、ＴＶカメラ３か
ら順次送られるフレーム画像信号をフレーム画像データ
に変換するＡ／Ｄ変換器６を備えている。このＡ／Ｄ変
換器６からの出力は分岐している。その分岐出力の内、
一方は、順次送られるフレーム画像信号の差分画像生成
し、その差分画像に基づいてフレーム画像間の動き領域
を検出し、その検出結果を動検信号Ｄとして出力する動
き領域検出回路７に接続されている。また、他方はリカ
ーシブフィルタ８に接続され、さらに、他方は空間フィ
ルタ９に接続されている。

【００２３】また、動き領域検出回路７の出力は分岐し
て、一方はリカーシブフィルタ８に接続され、他方は混
合回路１０に接続されている。また、リカーシブフィル
タ８及び空間フィルタ９の出力もそれぞれ混合回路１０
に接続されている。

【００２４】リカーシブフィルタ８は、遅延回路、フレ
ームメモリ、係数制御回路等を備え、被写体の動きに伴
う画像のブレを低減させながら、画像積算により時間方
向のノイズを低減させるフィルタである。すなわち、こ
のリカーシブフィルタ８は、動き領域検出回路７から送
られる動検信号Ｄ（動き領域）に基づき、被写体の動い
た領域には新しく得られた画像の重みを大きくし、静止
領域には現在表示されている画像の重みを大きくしなが
ら画像積算するようになっている。

【００２５】空間フィルタ９は、遅延回路、フレームメ
モリ、係数制御回路等を備え、リカーシブフィルタ８の
処理により生じる空間的なノイズ（被写体の軌跡部分の
ノイズ）を平滑化処理等により除去するようになってい
る。

【００２６】混合回路１０は、フレームメモリ、演算制
御回路等を備え、動き領域検出回路７から送られる動検
信号に基づいて、リカーシブフィルタ８及び空間フィル
タ９からそれぞれ送られたフレーム画像信号を所定の割
合（前記動検信号の大きさに応じて設定される）で混合
し、ノイズが低減された（ＳＮ比の改善された）フレー
ム画像信号をＤ／Ａ変換器１１に出力するようになって
いる。Ｄ／Ａ変換器１１は、送られたフレーム画像信号
をアナログ画像信号に変換する。このアナログ画像信号
は、モニタ５に送られ、表示されるようになっている。

【００２７】ここで、動き領域検出回路７の概略構成を
図２に示す。図２によれば、動き領域検出回路７は、平
均算出回路１２と、基準信号発生器１３と、差分器１４
と、フレームメモリ（ＦＭ）１５と、絶対値算出回路
（ＡＢＳ）１６と、動き領域修正回路１７とを有してい
る。

【００２８】Ａ／Ｄ変換器６からの出力は分岐して、一
方は平均値算出回路１２に接続され、他方は差分器１４
に接続され、さらに他方はフレームメモリ１５に接続さ
れている。

【００２９】平均算出回路１２（図２中Σ／ｎで表す）
は、送られたフレーム画像データから任意画素を中心と
した任意形状のブロック（例えば、ｍ×ｎの矩形ブロッ
クとする；ｍ，ｎは奇数）内の平均画素値を求めて、こ
の平均画素値を基準信号発生器１３に送るようになって
いる。基準信号発生器１３は、画素値とその標準偏差
（ノイズ）との関係により得られる図３に示す特性を有
するテーブルとなっている。すなわち、送られた画素値
Ｘの標準偏差を演算し、この標準偏差に予め定められた
定数Ｋを掛けて、その結果を基準信号（基準データ）Ｙ
として動き領域修正回路１７に出力するようになってい
る。なお、Ｋは標準偏差の何倍以上を孤立点ノイズと判
断するかによって決定されるものであり、被写体の種
類，Ｘ線条件（管電圧、管電流）等により予め設定され
ている。

【００３０】一方、差分器１４は、送られたフレーム画
像データとフレームメモリ１５から読み出した１フレー
ム前のフレーム画像データとの差、すなわちフレーム間
差分画像データＳ（差分信号Ｓ）を出力するようになっ
ている。このフレーム間差分画像データＳは、絶対値回
路１６により絶対値処理された後、動き領域修正回路１
７に送られる。

【００３１】動き領域修正回路１７の概略構成を図４に
示す。図４によれば、動き領域修正回路１７は、平均画
素値算出回路１８と、減算器１９と、絶対値算出回路２
０と、比較回路２１と、置換回路２２とを有している。

【００３２】絶対値回路１６からの出力は分岐して一方
は、平均画素値算出回路１８に接続され、他方は置換回
路２２に接続されている。

【００３３】平均画素値算出回路１８（図４中Σで表
す）は、絶対値処理されたフレーム間差分画像データＳ
から（ｍ×ｎ；ｍ，ｎは奇数）の矩形ブロック内の中心
画素を取り除き、残りの画素の平均値を算出する。そし
て、その平均画素値を減算器１９に送るとともに、その
中心画素が取り除かれたブロック内の画素の平均値を算
出し（ＯA）、この結果を減算器１９及び置換回路２２
に送るようになっている。減算器１９は、送られた中心
画素の画素値と平均画素値とを減算処理し、この結果を
絶対値算出回路２０に送るようになっている。絶対値算
出回路２０は、送られた差分データ（ＯB）を絶対値処
理した後、比較回路２１に送るようになっている。

【００３４】比較回路２１は、絶対値算出回路２０から
送られた差分データ（ＯC）及び基準信号発生器１３か
ら送られた基準データＹとの大きさの比較処理を行い、
その比較結果を置換回路２２に送るようになっている。
置換回路２２は、送られた比較結果に応じて前記矩形ブ
ロック内の中心画素を次のように置換する。すなわち、
差分データの値（ＯC）が基準データＹの値より大きい
場合は、その中心画素に孤立的且つ高振幅なノイズが含
まれていると判断し、絶対値回路１６から送られたフレ
ーム間差分画像データＳの内、当該ブロック内の中心画
素を平均画素値算出回路１８の出力値（ブロック内から
中心画素が取り除かれた画素の平均値）に設定するよう
になっている。また、差分データの値が基準データＹの
値より小さい場合は、ノイズ成分ではないと判断して置
換処理は行わない。このようにして、フレーム間差分画
像データＳに混入された、動き領域と混同される孤立的
且つ高振幅なノイズが取り除かれる。

【００３５】置換回路２２によりノイズが取り除かれた
フレーム間差分画像データＳは、動検信号としてリカー
シブフィルタ８及び混合回路１０に送られるようになっ
ている。

【００３６】次に、本実施例の全体動作について説明す
る。

【００３７】Ｘ線管１により患者Ｐに向けて順次曝射さ
れたＸ線は、患者Ｐを透過した後、Ｉ．Ｉ．２を介して
適切な大きさの光学像に変換される。この光学像は、Ｔ
Ｖカメラ３の画素により受光され、順次フレーム画像信
号に変換されて、ノイズ低減フィルタ４のＡ／Ｄ変換器
６に出力される。

【００３８】フレーム画像信号は、Ａ／Ｄ変換器６によ
りディジタル型のフレーム画像データに変換された後、
動き領域検出回路７、リカーシブフィルタ８及び空間フ
ィルタ９に送られる。

【００３９】動き領域検出回路７に送られたフレーム画
像データは、平均算出回路１２により任意画素（画素位
置Ａ）を中心とした例えば「３×１」の矩形ブロック内
の平均画素値が求められる。この平均画素値に基づい
て、基準信号発生器１３により基準信号（データ）Ｙが
求められる。今、「Ｙ＝１０」とする。この基準信号Ｙ
は、動き修正回路１７の比較回路２１に送られている。

【００４０】一方、送られたフレーム画像データは、差
分器１４により、１フレーム前のフレーム画像データと
の差分がとられる。このフレーム間差分画像データＳ
は、絶対値回路１０により絶対値処理された後、動き領
域修正回路１７の平均画素算出回路１８及び置換回路２
２に送られる。

【００４１】平均値算出回路１８では、送られたフレー
ム間差分画像データＳから、上記画素Ａを中心とした
「３×１」の矩形ブロック内の中心画素を取り除いた画
素の平均値が算出される。今、フレーム間差分画像デー
タＳにおける上記矩形ブロックの画素値の一例を図５に
示す。図５は、画素（画素位置Ａ）を中心とした「３×
１」の矩形ブロックにおいて、画素値「−１０」からな
る信号の上に、画素値「−３０」の孤立的且つ高振幅の
ノイズが発生している場合を想定している。

【００４２】このとき、平均値算出回路１８では、注目
画素（中心画素）の周りの平均値（画素位置「Ａ−１」
と画素位置「Ａ＋１」の画素値の平均値）が算出され
る。すなわち、平均値算出回路１８の出力ＯA は、
「｛−１０＋（−１０）｝／２＝−１０」より、「ＯA
＝−１０」となる。このとき、減算器１９では、中心画
素の画素値（画素位置Ａの画素値「−３０」）とＯA の
出力値「−１０」との差分がとられ、その出力ＯB は、
「ＯB ＝−２０」となる。この減算器１９からの出力
「ＯB ＝−２０」は、絶対値算出回路２０を介して絶対
処理（「−２０」→「２０」）される。そして、この絶
対値算出回路２０からの出力「ＯC ＝２０」は、比較回
路２１に送られる。

【００４３】比較回路２１では、基準信号発生器１３か
ら送られた基準信号（データ）「Ｙ＝１０」と絶対値算
出回路２０「ＯC ＝２０」との大きさが比較される。
今、［「ＯC ＝２０」＞「Ｙ＝１０」］より、比較器２
１では、（３×１）ブロックの中心画素（画素位置Ａ）
にはノイズ成分が含まれていると判断される。したがっ
て、置換回路２２では、そのノイズ成分を取り除くた
め、絶対値回路１６から送られたフレーム間差分画像デ
ータＳの内、（３×１）ブロックの中心画素（画素位置
Ａ）の画素値「−３０」が、平均値算出回路１８からの
出力値である、中心画素の周りの画素位置「Ａ−１」と
画素位置「Ａ＋１」の画素値の平均値「−１０」に置換
される。この結果、画素位置Ａに含まれた孤立的且つ高
振幅なノイズ成分が平滑化（除去）されたことになる。

【００４４】つまり、通常の動き領域検出回路における
フレーム間差分画像データＳを基準信号Ｙとで比較した
だけでは動き領域と判断されてしまう画素位置Ａ（｜−
３０｜＞Ｙ＝１０）が、本実施例でが孤立的且つ高振幅
なノイズと適格に判断されるとともに、そのノイズを取
り除くこともできるわけである。

【００４５】したがって、動き領域修正回路１７の置換
回路２２からの出力である動検信号には、静止部分に含
まれる孤立的且つ高振幅なノイズ成分が除去されている
ため、リカーシブフィルタ８や混合回路１０において、
そのようなノイズを動きと判断する可能性がなくなり、
フィルタリング処理あるいは混合処理を正確に行なうこ
とができる。この結果、ノイズ低減フィルタ４全体での
フィルタリング処理も正確且つ高精度に行なうことがで
き、モニタ５に表示される動画像もより鮮明になる。

【００４６】なお、前記矩形ブロックの大きさは（３×
１）に限定されるものではなく、また、ブロック形状も
矩形ブロックに限定されるものではない。例えば、図６
（ａ）に示すように、（ｍ×ｎ）矩形ブロックや（ｍ×
ｎ）十字型ブロック等でもよい。

【００４７】ところで、被写体の動きがブロック単位以
上であれば、上記処理は何等問題はないが、図７に示す
ように、例えば（５×１）矩形ブロックにおいて、被写
体の動きがブロック単位内（移動前→画素位置「３、
４、５」，移動後画素位置「４、５」）であると、ブロ
ック内の差分信号は、画素位置３の画素値のみが「１０
０」となる。つまり、この画素位置３の画素値は、孤立
的且つ高振幅なノイズとして処理されることになり、動
きと判断されない。しかしながら、このようなブロック
単位内での小さな動きは、モニタ５に表示された画像上
でも肉眼で識別することは不可能であるため、静止領域
又はノイズと判断されても影響無い。

【００４８】さらに、前記動き領域補正回路は、中心画
素のみの補正であったが、ブロック内全体を補正するこ
ともできる。この場合の動き領域検出回路及び動き領域
修正回路の構成をそれぞれ図８及び図９に示す。

【００４９】図８に示された動き領域検出回路３０は、
図２における動き領域検出回路７と比べて、平均算出回
路１２及び基準信号発生器１３が取り除かれていること
と、動き領域修正回路３１の構成が異なること以外は、
動き領域検出回路７とほぼ同様の構成であるため、同一
の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略す
る。

【００５０】図９に示された動き領域修正回路３１は、
ラベリング回路３２と、平均値算出回路３３と、置換回
路３４とから構成されている。

【００５１】絶対値回路１６から出力は、ラベリング回
路３２に接続されている。ラベリング回路３２は、フレ
ームメモリを有し、絶対値回路１６から出力され、フレ
ーム間差分画像データＳの各画素を「０〜Ｍ−１」の
（Ｍ段階）のラベル値にラベリングし、そのラベリング
データを平均値算出回路３３に送るようになっている。

【００５２】平均値算出回路３３は、フレーム間画像デ
ータの内予め定められた例えば（ｍ×ｎ）の矩形ブロッ
ク内のラベル値の平均（ラベル平均値；計算結果は小数
点以下は切り捨てとする）を計算し、この計算結果を置
換回路３４に送るようになっている。

【００５３】置換回路３４は、フレーム間差分画像デー
タＳの当該（ｍ×ｎ）の矩形ブロックの全画素を平均ラ
ベル値に置換し、動検信号としてリカーシブフィルタ８
及び混合回路１０に送るようになっている。

【００５４】次に動き領域修正回路３１の動作につい
て、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）を参照して説明する。

【００５５】前記矩形ブロックを（３×１）の矩形ブロ
ックとし、ラベリング回路３２のラベル値設定が、被写
体の種類またはＸ線条件（管電圧、管電流）等により、
図１１に示すように、Ｍ＝３（３段階；画素値０〜５
０：ラベル値「０」、画素値５１〜１００：ラベル値
「１」、画素値１０１〜・・・ ：ラベル値「２」）と
設定されているとする。

【００５６】このラベリングによれば、ラベル値「２」
の画素は動き領域（あるいはノイズ成分）であり、ラベ
ル値「０」、ラベル値「１」は静止領域（あるいはノイ
ズ成分）と考えられている。

【００５７】ここで、絶対値算出回路２１から出力され
たフレーム間差分画像データＳにおける上記矩形ブロッ
クの画素値の一例を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）
は、画素（画素位置Ａ）を中心とした「３×１」の矩形
ブロックにおいて、画素値「６０」からなる信号の上
に、画素値「１１０」の孤立的且つ高振幅のノイズが発
生しているとする。つまり、通常の構成では、この画素
位置Ａは、ラベル値「２」であるため、動き領域と見な
されてしまうわけである。

【００５８】このとき、ラベリング回路３２の出力は、
図１１を参照すれば、図１０（ｂ）に示すようになる。
すなわち、画素位置「Ａ−１」のラベル値：「１」、画
素位置「Ａ」のラベル値：「２」、画素位置「Ａ＋１」
のラベル値：「１」となる。したがって、平均値算出回
路３３による演算の結果は、（「１」＋「２」＋
「１」）／３＝１．３３であるから、その平均値算出回
路３３の出力ＯE は、「ＯE＝１」となる。この平均値
算出回路３３出力ＯE により、置換回路３４は、図１０
（ｃ）に示すように、（３×１）のブロック内の全画素
を「１」にラベリングする。つまり、この置換回路３４
から出力される動検信号には、上記（３×１）の矩形ブ
ロックに含まれる孤立的且つ高振幅なノイズ成分が除去
され、全ブロック内が平滑化される。つまり、ブロック
内に孤立的に含まれる動いた領域と見なされる画素（ノ
イズ成分による）は、そのノイズ成分が平滑化され、誤
検出されることがなくなる。

【００５９】また、上記構成では、平均値算出回路３３
により、ラベリング回路３２から送られたラベル値の平
均を算出してブロック内の全画素を平均化したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば、ラベリン
グ処理を｛ラベル値（０，１）｝を割り当てる「２値化
処理」とし、平均値算出回路３３の代わりに加算回路及
び比較回路を設ける。この加算回路により全ブロック内
の画素が加算され、比較回路によりその加算結果と所定
の閾値とが比較されることにより、置換回路３４で行な
われるブロック内の全画素の置換処理を実行してもよ
い。

【００６０】例えば、フレーム間差分画像データＳにお
ける（３×３）の矩形ブロック（マトリックス）内の画
素値を所定の閾値でラベリング処理（２値化処理）した
際の各画素のラベル値を図１２に示す。

【００６１】つまり、このラベリング処理された画素
は、ラベル値「１」は、動いたと思われる領域であり、
ラベル値「０」は静止していると思われる領域である。
そこで、本構成では、全画素内のラベル値を加算するこ
とにより、ラベル値「１」が多ければ動いた領域とみな
し、ラベル値「０」が多ければ静止した領域とみなすわ
けである。

【００６２】すなわち、加算回路は、マトリクス内の全
画素を加算して、この加算結果を所定の閾値（今、（３
×３）のマトリクスであるため、例えば「５」とする）
と比べる。例えば、マトリクス内のラベル値が図１３
（ａ）のようになった場合、加算回路の加算結果は、
「加算結果＝６」となる。したがって、比較回路による
比較結果は、「加算結果」＞「所定の閾値」となるた
め、置換回路３４は、このマトリックスの領域を”動
き”と判断して当該マトリクス内の全画素をすべて
「１」に設定する（図１３（ｂ）参照）。また、マトリ
クス内のラベル値が図１４（ａ）のようになった場合、
加算回路の加算結果は、「加算結果＝１」となる。した
がって、比較回路による比較結果は、「加算結果」＜
「所定の閾値」となるため、置換回路３４は、このマト
リクスの領域を”静止”と判断して当該マトリックス内
の全画素をすべて「１」に設定する。

【００６３】この構成によれば、実際に動いた領域（マ
トリクス内）に含まれるノイズ（図１３（ａ）における
「０」とラベリングされた画素）を動き領域と修正する
ことができ、また、静止している領域（マトリクス内）
に含まれるノイズ（図１４（ａ）における「１」とラベ
リングされた画素）を静止領域と修正することができ
る。

【００６４】なお、前記図８〜図１３に示す処理結果
は、ブロック単位毎に動検信号が変化するために、ブロ
ック内の不連続性が生じる（モザイク状になる）。これ
は、ブロックサイズを非常に大きくとれば問題となる
が、小さなブロックサイズであれば特に問題は無い。

【００６５】また、図４における動き領域修正回路は、
（ｍ×ｎ）の矩形ブロックの中心画素を、当該（ｍ×
ｎ）の矩形ブロックの全画素の画素値を大きさの順で並
べた場合に、その中央に位置する画素値に置換するメデ
ィアンフィルタとしてもよい。すなわち、当該中心画素
に孤立的且つ高振幅のノイズが含まれていた場合に、そ
の中心画素の画素値が全ブロックの中心レベルの画素値
に置換されるため、上述した効果を十分に達成すること
ができる。

【００６６】なお、図２に示す動き領域検出回路７にお
いて、ＦＭ１５を例えばｎ段階（ｎは１以上の自然数）
接続すれば、ｎフレーム前のフレーム画像との差分画像
を得ることもできる。

【００６７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の動き領域検
出回路並びにこの動き領域検出回路を用いたノイズ低減
フィルタ及びＸ線透視装置によれば、動いた領域とみな
される孤立的且つ高振幅なノイズ成分を含む画素の画素
値は、例えばその画素の周囲の画素の画素値の平均値に
置換されることにより、孤立的且つ高振幅なノイズを動
き領域とみなすことがなくなるため、ノイズの影響を受
けずに動き領域を正確且つ高精度で検出することができ
る。また、この動き領域検出回路を用いたノイズ低減フ
ィルタは、動き領域検出精度が向上しているため、リカ
ーシブフィルタによるフィルタリング処理、及び混合回
路による混合処理の処理精度が向上する。さらに、この
リカーシブフィルタを搭載したＸ線透視装置によれば、
ノイズ低減フィルタのノイズ低減精度の向上に起因した
Ｓ／Ｎ比及び画質の向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るＸ線透視装置の概略構成
を示すブロック図。

【図２】実施例における動き領域検出回路の概略構成を
示すブロック図。

【図３】図２の基準信号発生器のテーブルの内容を説明
する図。

【図４】図２における動き領域修正回路の概略構成を示
すブロック図。

【図５】（３×１）の矩形ブロックにおける差分信号の
画素値を示す図。

【図６】矩形ブロックの例を示す図。

【図７】（３×１）の矩形ブロックにおける差分信号に
おける差分信号（動き領域）の検出例を示す図。

【図８】実施例におけるその他の動き領域検出回路の概
略構成を示すブロック図。

【図９】図８における動き領域修正回路の概略構成を示
すブロック図。

【図１０】（ａ），（ｂ）は３段階ラベリングの例を説
明する図であり、（ｃ）は、画素位置Ａのノイズ成分が
平滑化された状態を示す図である。

【図１１】画素値をラベリングする際のラベル値設定表
を示す図。

【図１２】２値化処理によりラベリングされた（３×
３）矩形ブロック（マトリクス）を示す図。

【図１３】（ａ）は、２値化処理によりラベリングされ
た（３×３）矩形ブロック（マトリクス）を示す図であ
り、（ｂ）は、（ａ）において、ノイズ成分（ラベル値
「０」）をラベル値「１」に置換した状態を示す図であ
る。

【図１４】（ａ）は、２値化処理によりラベリングされ
た（３×３）矩形ブロック（マトリクス）を示す図であ
り、（ｂ）は、（ａ）において、ノイズ成分（ラベル値
「１」）をラベル値「０」に置換した状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ Ｘ線管 ２ Ｉ．Ｉ． ３ ＴＶカメラ ４ ノイズ低減フィルタ ５ モニタ ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 動き領域検出回路 ８ リカーシブフィルタ ９ 空間フィルタ １０ 混合回路 １１ Ｄ／Ａ変換器 １２ 平均算出回路 １３ 基準信号発生器 １４ 差分器 １５ フレームメモリ １６ 絶対値算出回路 １７ 動き領域修正回路 １８ 平均画素値算出回路 １９ 減算器 ２０ 絶対値算出回路 ２１ 比較回路 ２２ 置換回路 ３１ 動き領域修正回路 ３２ ラベリング回路 ３３ 平均値算出回路 ３４ 置換回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/20 9061−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/70 ４１０

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＴＶカメラにより撮影された被写体のフ
   レーム画像信号に基づいて前記被写体の動き領域を検出
   するようにした動き領域検出回路において、 前記フレーム画像信号とｎフレーム（ｎは１以上の自然
   数）前のフレーム画像信号との差分処理を行なう差分処
   理手段と、この差分処理手段により得られた差分画像に
   おける、ある画素を中心とした画素領域の各画素値に基
   づいて、前記差分画像に応じて得られる動き領域を修正
   する動き領域修正手段とを備えたことを特徴とする動き
   領域検出回路。
2. 【請求項２】 前記動き領域修正手段は、前記画素領域
   の各画素値に基づいて、当該各画素にノイズ成分が含ま
   れているか否かを判断する判断手段と、この判断手段に
   よりノイズが含まれていると判断された画素の画素値を
   平滑化する平滑化手段とを備えた請求項１記載の動き領
   域検出回路。
3. 【請求項３】 前記判断手段は、前記画素領域中の中心
   位置の画素の画素値と前記中心位置の画素の周囲の画素
   の画素値の平均値との差を演算する演算手段と、この演
   算手段により求められた差分値と所定の閾値とを比較す
   る比較手段とを備え、前記平滑化手段は、前記比較手段
   による比較の結果、前記差分値が前記閾値より大きいと
   判断された場合、前記中心位置の画素の画素値を前記周
   囲の画素の画素値の平均値に置換する置換手段とを備え
   た請求項２記載の動き領域検出回路。
4. 【請求項４】 前記動き領域修正手段は、前記画素領域
   の各画素の画素値に基づいて、当該各画素をＭ段階（Ｍ
   は２以上の自然数）にラベリングするラベリング手段
   と、前記ラベリング処理された画素領域内の全画素の平
   均ラベル値を算出する算出手段と、この算出手段により
   算出された平均ラベル値に基づいて前記画素領域内の全
   画素を前記平均ラベル値に置換する置換手段とを備えた
   請求項１記載の動き領域検出回路。
5. 【請求項５】 前記動き領域修正手段は、前記画素領域
   の各画素の画素値に基づいて、当該各画素を（０，１）
   の２つのラベル値にラベリングするラベリング手段と、
   前記ラベリング処理された画素領域内の全画素を加算処
   理する加算手段と、この加算手段による加算結果と所定
   の閾値との大きさを比較する比較手段と、この比較手段
   による比較の結果、前記加算結果が前記閾値より大きい
   と判断された場合、前記画素領域の全画素をラベル値
   「１」に置換するとともに、前記加算結果が前記閾値よ
   り小さいと判断された場合、前記画素領域の全画素をラ
   ベル値「０」に置換する置換手段とを備えた請求項１記
   載の動き領域検出回路。
6. 【請求項６】 前記動き領域修正手段は、前記画素領域
   中の中心位置の画素を、当該画素領域の各画素の画素値
   を大きさの順で並べたときに中央に位置する画素値に置
   換する処理を行なうメディアンフィルタを有した請求項
   １記載の動き領域修正回路。
7. 【請求項７】 ＴＶカメラにより撮影された被写体のフ
   レーム画像信号に基づいて前記被写体の動き領域を検出
   する動き領域検出回路と、この動き領域検出回路からの
   動き領域検出信号に基づいて前記フレーム画像信号の時
   間方向のフィルタリングを行なうリカーシブフィルタ
   と、前記フレーム画像信号の空間方向のフィルタリング
   を行なう空間フィルタと、前記リカーシブフィルタによ
   りフィルタリング処理されたフレーム画像及び前記空間
   フィルタによりフィルタリング処理されたフレーム画像
   を、前記動き領域検出信号に応じた割合で混合させる混
   合回路とを備えたノイズ低減フィルタにおいて、 前記動き領域検出回路は、入力されたフレーム画像信号
   とｎフレーム（ｎは１以上の自然数）前のフレーム画像
   信号との間の差分処理を行う差分処理手段と、この差分
   処理手段により得られた差分画像における、ある画素を
   中心とした画素領域の各画素値に基づいて、前記差分画
   像に応じて得られる動き領域を修正して前記リカーシブ
   フィルタ及び前記混合回路に出力する動き領域修正手段
   とを備えたことを特徴とするノイズ低減フィルタ。
8. 【請求項８】 被写体に向けて照射され、前記被写体を
   透過したＸ線を光学像に変換する変換手段と、この変換
   手段により得られた光学像をフレーム画像信号に変換す
   るＴＶカメラと、このＴＶカメラにより得られたフレー
   ム画像信号に基づいて前記被写体の動き領域を検出する
   動き領域検出回路と、この動き領域検出回路からの動き
   領域検出信号に基づいて前記フレーム画像信号の時間方
   向のフィルタリングを行なうリカーシブフィルタと、前
   記フレーム画像信号の空間方向のフィルタリングを行な
   う空間フィルタと、前記リカーシブフィルタによりフィ
   ルタリング処理されたフレーム画像及び前記空間フィル
   タによりフィルタリング処理されたフレーム画像を、前
   記動き領域検出信号に応じた割合で混合させる混合回路
   と、この混合回路から出力されるフレーム画像を表示さ
   せる表示手段とを備えたＸ線透視装置において、 前記動き領域検出回路は、入力されたフレーム画像信号
   とｎフレーム（ｎは１以上の自然数）前のフレーム画像
   信号との間の差分処理を行う差分処理手段と、この差分
   処理手段により得られた差分画像における、ある画素を
   中心とした画素領域の各画素値に基づいて、前記差分画
   像に応じて得られる動き領域を修正して前記リカーシブ
   フィルタ及び前記混合回路に出力する動き領域修正手段
   とを備えたことを特徴とするＸ線透視装置。