CN107545546A - 放射线图像摄影系统、图像处理装置以及图像处理方法 - Google Patents

放射线图像摄影系统、图像处理装置以及图像处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及放射线图像摄影系统、图像处理装置以及图像处理方法。放射线图像摄影系统(50)具备进行条纹分量去除处理而进行图像的图像校正处理的图像处理装置(C),条纹分量去除处理包括:平滑化处理,针对在图像中设定的包括条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化而形成平滑化图像;以及条纹图像提取处理,从平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对所述区域加上条纹图像,进行条纹分量的去除,在平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,被摄体构造物存在于所述区域内,并在水平方向上延伸。

Description

放射线图像摄影系统、图像处理装置以及图像处理方法
技术领域
本发明特别涉及与所谓的一次拍摄(one-shot exposure)长摄影关联的放射线图像摄影系统、图像处理装置以及图像处理方法。
背景技术
作为用于使用放射线图像摄影装置(Flat Panel Detector,平板探测器)来对患者的整个脊柱、整个下肢等较宽的范围进行放射线摄影(即所谓的长摄影)的摄影台,近年来,例如如图27A所示,在摄影台100的支架101内,预先在患者H的体轴A的方向(在图27A的情况下是上下方向)上并排配置多个放射线图像摄影装置P1~P3的类型的摄影台的开发正在推进(例如参照专利文献1等)。此外,在支架101内装载的放射线图像摄影装置P不限于3个。
并且,在这样使用摄影台进行长摄影的情况下,在进行患者H与支架101(即,各放射线图像摄影装置P1~P3)的定位之后,从放射线照射装置102经由被摄体(即患者H)对多个放射线图像摄影装置P1~P3照射1次放射线(即通过一次拍摄),从而能够进行长摄影。
虽然省略图示,但在以往,一边使装载有1个放射线图像摄影装置P的支架在铅垂方向上移动,一边从放射线照射装置102多次照射放射线而进行长摄影,而产生在使放射线图像摄影装置P与支架一起移动的期间患者运动的所谓的体动的问题等。但是,如上所述,在通过一次拍摄进行长摄影的情况下,具有不发生这样的体动的问题等优点。
此外,下面将如图27A所示在支架内装载有多个放射线图像摄影装置的状态下经由被摄体将放射线1次照射到多个放射线图像摄影装置而进行长摄影的操作称为一次拍摄长摄影。另外,作为在支架内配置多个放射线图像摄影装置的方法,如图27A所示,也能够构成为在支架101内更靠下侧的放射线图像摄影装置P比更靠上侧的放射线图像摄影装置P更加接近于放射线照射装置102,另外,如图27B所示,也能够构成为在支架101内多个放射线图像摄影装置P交替地配置在与放射线照射装置102近的一侧和远的一侧。
另外,在图27A、图27B中,示出了使患者H站在摄影台100之前进行一次拍摄长摄影的、所谓的站立式摄影用的摄影台,但例如如图28所示,还存在能够将各放射线图像摄影装置P1~P3以在水平方向上并排的方式装载在支架101内并在其上方配置顶板103、并且在使患者H横卧在顶板103上的状态下从上方1次照射放射线而进行一次拍摄长摄影的、所谓的卧式摄影用的摄影台。
但是,在上述的一次拍摄长摄影用的摄影台100中,如图27A、图27B、图28所示,装载于支架101的各放射线图像摄影装置P1~P3的端部的部分从放射线照射装置102侧看去是处于相互重叠的状态。因此,从放射线照射装置102看去的前方的放射线图像摄影装置P映入到通过后方的放射线图像摄影装置P得到的图像中。
此外,在本申请中,不仅在摄影台100是图27A、图27B所示的站立式摄影用的摄影台的情况下,而且在图28所示的卧式摄影用的摄影台的情况下,也将装载于支架的多个放射线图像摄影装置中的、与放射线照射装置接近的放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置,将离放射线照射装置远的放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置。因此,在图28所示的摄影台100中,前方的放射线图像摄影装置P是指与放射线照射装置102接近的一侧即上侧的放射线图像摄影装置P,后方的放射线图像摄影装置P是指离放射线照射装置102远的一侧即下侧的放射线图像摄影装置P。
然后,如图29A所例示的那样,在通过后方的放射线图像摄影装置P1(参照图27A)得到的图像p1中,映入由于前方的放射线图像摄影装置P2的框体、内部构造的边缘部分等直线状的构造引起的横条纹状的条纹分量CL、由于前方的放射线图像摄影装置P的框体内部的构造物引起的构造物分量CS
另外,如图29B所例示的那样,在通过后方的放射线图像摄影装置P2得到的图像p2中,映入由于前方的放射线图像摄影装置P3的框体、内部构造的边缘部分等直线状的构造引起的条纹分量CL、由于前方的放射线图像摄影装置P的框体内部的构造物引起的构造物分量CS
此外,条纹分量CL不一定以1个像素宽度产生,也有时以几个像素量或者几十个像素量的像素宽度产生。并且,在图29A、图29B中,为了容易理解图,记载为在条纹分量CL、构造物分量CS的部分,图像p1的各像素的像素值为0,但实际上,在条纹分量CL、构造物分量CS的部分,图像p1的各像素的像素值并非为0,而是比原本的值小。
并且,如上所述,映入到通过后方的放射线图像摄影装置P得到的图像p1中的条纹分量CL和构造物分量CS中的、特别是条纹分量CL有时清晰地映入,无法使图像p1与通过前方的放射线图像摄影装置P得到的图像p2恰当地对位并相互连接,所以有时无法将它们合成而生成长图像(long image)。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的,其目的在于,得到一种对通过一次拍摄长摄影得到的各图像恰当地进行图像校正、从而若将它们合成则能够恰当地生成长图像的图像。
方案1记载的发明是一种放射线图像摄影系统,其特征在于,具备:
摄影台,具备能够装载多个放射线图像摄影装置的支架;
放射线照射装置,能够同时对装载于所述支架的多个所述放射线图像摄影装置照射放射线;以及
图像处理装置,根据由多个所述放射线图像摄影装置得到的图像数据,分别生成多个图像,
在将装载于所述支架的多个所述放射线图像摄影装置中的与所述放射线照射装置接近的所述放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置、将离所述放射线照射装置远的所述放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置时,在从所述放射线照射装置侧观察的情况下,在所述支架内,所述前方的放射线图像摄影装置的端部与所述后方的放射线图像摄影装置的端部在前后方向上相互重叠,
所述图像处理装置进行从所生成的所述图像去除存在于所述图像中的条纹分量的条纹分量去除处理而进行所述图像的图像校正处理,并且,
所述条纹分量去除处理包括:
平滑化处理,针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化的低通滤波器进行平滑化而形成平滑化图像;以及
条纹图像提取处理,从所述平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域加上所述条纹图像,进行所述条纹分量的去除,其中,所述插值处理图像是对该平滑化图像的包括所述条纹分量的区域在垂直方向上进行插值处理而得到的,
在所述平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,其中,所述被摄体构造物存在于在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域内,并在水平方向上延伸。
方案2记载的发明是根据方案1所记载的放射线图像摄影系统,其特征在于,
在所述条纹分量去除处理中,
针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,从第一平滑化图像和第二平滑化图像分别减去第一插值处理图像和第二插值处理图像,提取第一条纹图像和第二条纹图像,其中,所述第一平滑化图像和第二平滑化图像是通过由水平方向的尺寸不同的第一低通滤波器和第二低通滤波器分别进行平滑化而分别得到的,所述第一插值处理图像和第二插值处理图像是针对该第一平滑化图像和第二平滑化图像在垂直方向上进行插值处理而得到的,
所述条纹分量去除处理包括被摄体构造物提取处理,在该被摄体构造物提取处理中,从差分图像提取所述被摄体构造物,所述差分图像是从第一参照图像和第二参照图像中的一方减去另一方得到的,所述第一参照图像和第二参照图像是对包括所述条纹分量的区域分别加上所述第一条纹图像和第二条纹图像而得到的。
方案3记载的发明是根据方案2所记载的放射线图像摄影系统,其特征在于,
具备存储部,该存储部存储水平方向的尺寸不同的多个低通滤波器,
在所述平滑化处理中,
通过所述低通滤波器,针对包括所述条纹分量的区域内的所述被摄体构造物的多个像素进行平滑化,其中,所述低通滤波器具有与通过所述被摄体构造物提取处理从所述差分图像提取出的被摄体构造物的多个像素的像素值的大小对应的尺寸。
方案4记载的发明是根据方案2所记载的放射线图像摄影系统,其特征在于,
在所述平滑化处理中,
按与通过所述被摄体构造物提取处理从所述差分图像提取出的被摄体构造物的多个像素的像素值的大小对应的比率,将由所述第一低通滤波器进行平滑化而得到的像素值与由所述第二低通滤波器进行平滑化而得到的像素值合成,从而校正包括所述条纹分量的区域内的所述被摄体构造物的多个像素的像素值。
方案5记载的发明是根据方案1至4中的任一项所记载的放射线图像摄影系统,其特征在于,
所述条纹分量去除处理包括垂直平滑化处理,
在所述垂直平滑化处理中,针对表示被摄体构造物的像素的一部分或者全部,在垂直方向上进行平滑化,其中,该被摄体构造物包含于通过所述条纹图像提取处理从包括所述条纹分量的区域去除了所述条纹分量的区域中,并在所述水平方向上延伸。
方案6记载的发明是根据方案1至5中的任一项所记载的放射线图像摄影系统,其特征在于,
所述条纹分量是由于多个所述放射线图像摄影装置在前后方向上相互重叠而产生的条纹分量。
方案7记载的发明是一种图像处理装置,其中,
在将装载于摄影台的多个支架的多个放射线图像摄影装置中的与放射线照射装置接近的所述放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置、将离所述放射线照射装置远的所述放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置时,
根据在如下状态下同时照射放射线而通过多个所述放射线图像摄影装置得到的图像数据,分别生成多个图像,其中,所述状态是在从所述放射线照射装置侧观察的情况下在所述支架内所述前方的放射线图像摄影装置的端部与所述后方的放射线图像摄影装置的端部在前后方向上相互重叠的状态,
所述图像处理装置的特征在于,
进行从所生成的所述图像去除存在于所述图像中的条纹分量的条纹分量去除处理而进行所述图像的图像校正处理,并且,
所述条纹分量去除处理包括:
平滑化处理,针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化的低通滤波器进行平滑化而形成平滑化图像;以及
条纹图像提取处理,从所述平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域加上所述条纹图像,进行所述条纹分量的去除,其中,所述插值处理图像是对该平滑化图像的包括所述条纹分量的区域在垂直方向上进行插值处理而得到的,
在所述平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,其中,所述被摄体构造物存在于在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域内,并在水平方向上延伸。
方案8记载的发明是一种由图像处理装置进行的图像处理方法,其中,
在将装载于摄影台的多个支架的多个放射线图像摄影装置中的与放射线照射装置接近的所述放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置、将离所述放射线照射装置远的所述放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置时,
所述图像处理装置根据在如下状态下同时照射放射线而通过多个所述放射线图像摄影装置得到的图像数据,分别生成多个图像,其中,所述状态是在从所述放射线照射装置侧观察的情况下在所述支架内所述前方的放射线图像摄影装置的端部与所述后方的放射线图像摄影装置的端部在前后方向上相互重叠的状态,
所述图像处理方法的特征在于,
进行从所生成的所述图像去除存在于所述图像中的条纹分量的条纹分量去除处理而进行所述图像的图像校正处理,并且,
所述条纹分量去除处理包括:
平滑化处理,针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化的低通滤波器进行平滑化而形成平滑化图像;以及
条纹图像提取处理,从所述平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域加上所述条纹图像,进行所述条纹分量的去除,其中,所述插值处理图像是对该平滑化图像的包括所述条纹分量的区域在垂直方向上进行插值处理而得到的,
在所述平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,其中,所述被摄体构造物存在于在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域内,并在水平方向上延伸。
根据本发明的方式的放射线图像摄影系统,能够恰当地得到对在通过一次拍摄长摄影得到的各图像中产生的条纹图像恰当地进行图像校正、从而若将它们合成则能够恰当地生成长图像的图像。
附图说明
根据以下所示的详细说明以及附图,能够更加完整地理解本发明。但是,它们并非要限定本发明。在这里:
图1是示出本实施方式的放射线图像摄影系统的结构的图。
图2是示出将多个摄影室与单个或者多个控制台对应起来而构成的放射线图像摄影系统的结构例的图。
图3是示出放射线图像摄影装置的外观的立体图。
图4是示出放射线图像摄影装置的等价电路的框图。
图5是示出放射线图像摄影装置的传感器板(sensor panel)的结构例的图。
图6是示出在摄影台的支架内的前方的放射线图像摄影装置和后方的放射线图像摄影装置等的图。
图7是示出本实施方式的图像校正处理的次序的流程图。
图8是示出校准用图像的例子的图。
图9A是示出摄影台的支架的各装载位置、加密狗(dongle)的图。
图9B是示出将加密狗连接于放射线图像摄影装置的连接器的状态的图。
图10是示出调整位置、放大率而制成的调整后的校准用图像的例子的图。
图11A是示出调整后的校准用图像的简档(profile)的图表。
图11B是示出基板图像的某个像素列中的像素值的简档的图表。
图12是示出以图像中的关注像素为中心设定的关心区域的例子的图。
图13A是示出去除了构造物分量的校正后的图像p1的图。
图13B是示出去除了构造物分量的校正后的图像p2的图。
图14是示出结合处理的流程图。
图15A是示出去除构造物分量并附加了标记的校正后的图像p1的图。
图15B是示出去除构造物分量并附加了标记的校正后的图像p2的图。
图16是示出将图15A、图15B的图像p1、p2结合而生成的结合图像的例子的图。
图17A是示出去除构造物分量并通过被摄体进行结合的情况下的校正后的图像p1的图。
图17B是示出去除构造物分量并通过被摄体进行结合的情况下的校正后的图像p2的图。
图18A是示出结合前的端部边缘图像的图。
图18B是示出结合后的端部边缘图像的图。
图19是说明从结合图像的区域R提取条纹分量的方法的一个例子的图。
图20是示出在区域R中选出的像素行Lp1、Lp2的图。
图21A是示出通过尺寸小的低通滤波器去除了条纹分量的情况下的被摄体构造物图像的图。
图21B是示出通过尺寸大的低通滤波器去除了条纹分量的情况下的被摄体构造物图像的图。
图21C是示出图21A的被摄体构造物图像与图21B的被摄体构造物图像的差分图像的图。
图22是说明从结合图像的区域R提取条纹分量的方法的改进例的图。
图23是说明垂直平滑化处理的图。
图24是示出长图像的例子的图。
图25A是示出处理后的结合图像的图。
图25B是示出分割结合图像而得到的图像的图。
图26是示出图像校正处理的其他次序的流程图。
图27A是示出一次拍摄长摄影用的摄影台的结构例的图。
图27B是示出一次拍摄长摄影用的摄影台的其他结构例的图。
图28是示出卧式摄影用的一次拍摄长摄影用的摄影台的结构例的图。
图29A是示出映入到通过后方的放射线图像摄影装置得到的图像中的由于前方的放射线图像摄影装置引起的条纹分量、构造物分量的图。
图29B是示出映入到通过后方的放射线图像摄影装置得到的图像中的由于前方的放射线图像摄影装置引起的条纹分量、构造物分量的图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的放射线图像摄影系统的实施方式。图1是示出本实施方式的放射线图像摄影系统的结构的图。
此外,在图1中,记载为在摄影室Ra内仅设置有一次拍摄长摄影用的摄影台51A,但也可以将单纯用于摄影的站立式摄影用的摄影台51B、卧式摄影用的摄影台51C(参照图2)等设置于摄影室Ra内。即,在摄影室Ra是1个的情况下,在该摄影室Ra内设置有一次拍摄长摄影用的摄影台51A即可,除此之外,可以适当确定将什么样的医用图像摄影装置(modality)设置于摄影室Ra内。
另外,在以下的本实施方式的放射线图像摄影系统50的基本结构等的说明中,如图1所示,说明摄影室Ra与控制台C按1:1对应起来的情况,但如图2所示在经由网络N等将多个摄影室Ra(Ra1~Ra3)与单个或者多个控制台C(C1、C2)对应起来的情况下,也能够同样地说明。
然后,如图2所示,在摄影室Ra是多个的情况下,将一次拍摄长摄影用的摄影台51A设置于至少某一个摄影室Ra即可,对于该摄影室Ra、其他摄影室Ra,可以适当确定将什么样的医用图像摄影装置设置于摄影室Ra内。也可以将一次拍摄长摄影用的摄影台51A设置于全部的摄影室Ra。
进一步地,下面有时将一次拍摄长摄影用的摄影台51A简称为摄影台51A。另外,下面,如图1、图2所示,说明一次拍摄长摄影用的摄影台51A是使未图示的患者站在摄影台51A之前进行摄影的站立式摄影用的情况,但一次拍摄长摄影用的摄影台51A不限定于此,例如如图28所示,本发明也能够在患者横卧或坐在装载有多个放射线图像摄影装置的支架的上方的顶板上而进行摄影的卧式摄影用的情况下应用。
[关于放射线图像摄影系统的结构等]
如图1所示,在本实施方式中,在摄影室Ra(在具备多个摄影室Ra的情况下(参照图2)是至少1个摄影室Ra)中,为了进行长摄影,配置有能够装载多个放射线图像摄影装置P1~P3的一次拍摄长摄影用的摄影台51A。然后,摄影台51A能够在其支架51a内,以在作为被摄体的患者H的体轴A方向上并排的方式装载多个放射线图像摄影装置P1~P3。
此外,下面,在不区分放射线图像摄影装置P1~P3地进行说明的情况下、或者在示出1个放射线图像摄影装置的情况下,称为放射线图像摄影装置P。另外,下面,如图1、图2所示,说明摄影台51A的支架51a构成为能够装载3个放射线图像摄影装置P的情况,但在本发明中,装载于摄影台51A的放射线图像摄影装置P的个数不限定于3个的情况,能够装载的放射线图像摄影装置P的个数也可以是2个或4个以上。
另外,在图1中,示出在支架51a内以使更靠下侧的放射线图像摄影装置P(P2、P3)比更靠上侧的放射线图像摄影装置P(P1、P2)更接近于放射线照射装置52的方式装载多个放射线图像摄影装置P的情况,但例如如图27B所示,也能够构成为在支架内能够以交替地配置在与放射线照射装置近的一侧和远的一侧的方式装载多个放射线图像摄影装置P1~P3。
在摄影室Ra中设置有放射线照射装置52,如图1所示,用于长摄影的放射线照射装置52是能够经由作为被摄体的患者H对装载于摄影台51A的多个放射线图像摄影装置P1~P3同时1次照射(即一次拍摄)放射线的所谓的广角照射类型。
另外,在摄影室Ra中设置有用于对摄影室Ra内的各装置等、摄影室Ra外的各装置等之间的通信等进行中继的中继器54。然后,在中继器54中设置有接入点53,以使得放射线图像摄影装置P1~P3能够以无线方式进行图像数据D、信号等的发送接收。此外,在图1、图2中,如上所述,也能够构成为用缆线等分别连接装载于摄影台51A的支架51a的放射线图像摄影装置P1~P3与中继器54,以有线方式进行通信。中继器54与放射线照射装置52的控制部55、控制台C连接。
如图1所示,在前室(也称为操作室等)Rb中设置有放射线照射装置52的操作桌57,在操作桌57处,设置有用于由放射线技术人员等操作者进行操作来指示放射线照射装置52开始照射放射线等的曝光开关56。
另外,在前室Rb中,设置有包括将未图示的CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、输入输出接口等连接于总线的计算机等的控制台C。另外,在如图2所示地构筑放射线图像摄影系统50的情况下,还有时将控制台C配置于摄影室外。
在控制台C中,设置有包括CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)、LCD(LiquidCrystal Display,液晶显示器)等的显示部Ca,另外,具备未图示的鼠标、键盘等输入单元。另外,在控制台C处连接或者内置有包括HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)等的存储单元Cb。另外,虽然省略图示,但经由网络N等对控制台C连接有HIS(Hospital InformationSystem,医院信息系统)、RIS(Radiology Information System,放射线科信息系统)、PACS(Picture Archiving and Communication System,图象归档与通信系统)等。
此外,在本实施方式中,控制台C构成为作为图像处理装置而发挥功能,下面,在控制台C作为图像处理装置而发挥功能的情况下设为图像处理装置C来进行说明,但也能够与控制台C独立地构成图像处理装置。
[关于放射线图像摄影装置]
在这里,说明放射线图像摄影系统中使用的放射线图像摄影装置P。图3是示出放射线图像摄影装置的外观的立体图。
在本实施方式中,放射线图像摄影装置P构成为将后述的放射线检测元件7等容纳于框体2内,在框体2的一个侧面,配置有电源开关25、切换开关26、上述连接器27、指示器28等。另外,虽然省略图示,但在本实施方式中,在框体2的例如相反侧的侧面等,设置有用于与外部进行无线通信的天线29(参照后述的图4)。此外,在以有线方式与外部进行通信的情况下,能够使未图示的缆线连接到连接器27而进行通信。
图4是示出放射线图像摄影装置的等价电路的框图。如图4所示,在放射线图像摄影装置P中,将多个放射线检测元件7以二维状(矩阵状)排列在未图示的传感器基板上。各放射线检测元件7使得产生与所照射的放射线的量相应的电荷。对各放射线检测元件7连接有偏压线9,将偏压线9连接于接线10。然后,将接线10连接于偏置电源14,从偏置电源14经由偏压线9等将反向偏置电压施加到各放射线检测元件7。
对各放射线检测元件7连接薄膜晶体管(Thin Film Transistor,以下称为TFT)8来作为开关元件,将TFT8连接于信号线6。另外,扫描驱动单元15通过栅极驱动器15b切换经由布线15c从电源电路15a供给的接通电压和断开电压,并施加到扫描线5的各行L1~Lx。然后,各TFT8当经由扫描线5被施加接通电压时,变成接通状态,使蓄积于放射线检测元件7内的电荷放出到信号线6,另外,当经由扫描线5被施加断开电压时,变成断开状态,切断放射线检测元件7与信号线6的导通,使在放射线检测元件7内产生的电荷蓄积于放射线检测元件7内。
在读出IC16内,设置有多个读出电路17,对读出电路17分别连接有信号线6。然后,在图像数据D的读出处理时,当从放射线检测元件7放出电荷时,电荷经由信号线6流入到读出电路17,在放大电路18中输出与所流入的电荷的量相应的电压值。然后,相关双采样(correlated double sampling)电路(在图4中,记载为“CDS”)19将从放大电路18输出的电压值作为模拟值的图像数据D读出,并输出到下游侧。然后,所输出的图像数据D经由模拟多路转接器21依次发送到A/D变换器20,通过A/D变换器20依次变换成数字值的图像数据D,输出到存储单元23并依次保存。
控制单元22包括将未图示的CPU、ROM、RAM、输入输出接口等连接于总线的计算机、FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)等。也可以包括专用的控制电路。然后,对控制单元22连接有包括SRAM(Static RAM,静态RAM)、SDRAM(SynchronousDRAM,同步DRAM)、NAND型闪存存储器等的存储单元23。
另外,对控制单元22连接有经由天线29、连接器27以无线方式、有线方式与外部进行通信的通信部30。进一步地,对控制单元22连接有供给扫描驱动单元15、读出电路17、存储单元23、偏置电源14等各功能部所需的电力的锂离子电容器等内置电源24等。
此外,在本实施方式中,放射线图像摄影装置P构成为通过形成有多个放射线检测元件7等的传感器基板等而形成传感器板SP,将它容纳于框体2(参照图3)内。并且,图5是示出传感器板的结构例的图,是从背侧(即与形成有放射线检测元件7等的面相反的一侧的面侧)观察传感器板SP的图,这样用柔性电路基板FI连接传感器板SP的表面侧(各放射线检测元件7等)与背面侧(控制单元22等)。然后,在柔性电路基板FI上分别安装上述读出IC16(参照图4)、构成栅极驱动器15b的各栅极IC(省略图示)等。
[关于在一次拍摄长摄影时在放射线图像摄影系统中进行的各处理]
在一次拍摄长摄影时,控制台C、装载于摄影台51A的支架51a中的各放射线图像摄影装置P1~P3等中的摄影时的各处理(即,在从放射线照射装置52照射放射线前后进行的处理、其后的图像数据D的读出处理等各处理)基本上与单纯摄影的情况相同,由于是公知的处理,所以省略说明。
然后,控制台C当从放射线图像摄影装置P1~P3分别转送来图像数据D、相当于由于在各放射线检测元件7内产生的暗电荷(也称为暗电流等)引起的偏移量的偏移数据O时,据此并依照下述(1)式,针对放射线图像摄影装置P1~P3的各放射线检测元件7的每一个从图像数据D减去偏移数据O,计算真(true)的图像数据D*,针对计算出的真的图像数据D*进行增益校正、缺陷像素校正、与摄影部位相应的灰度处理等精密的图像处理,针对每个放射线图像摄影装置P1~P3分别生成图像p1~p3(参照图29A以及图29B)。此外,为了方便说明,虽然将根据放射线图像摄影装置P3的图像数据生成的图像记载为p3,但省略其图示。
D*=D-O…(1)
此外,下面,将如上所述根据通过放射线图像摄影装置P得到的图像数据D等生成的图像p称为通过放射线图像摄影装置P得到的图像p。另外,在上述时间点,如图29A以及图29B所示,在如上所述地生成的每个放射线图像摄影装置P1~P3的各图像p1~p3中的、通过支架51a内的后方的放射线图像摄影装置P得到的图像p中,映入有由于前方的放射线图像摄影装置P的框体2、内部构造的边缘部分等直线状的构造引起的横条纹状的条纹分量CL(由于多个放射线图像摄影装置在前后方向上相互重叠而产生的条纹分量)、由于前方的放射线图像摄影装置P的框体内部的构造物引起的构造物分量CS
即,在本实施方式的摄影台51A的支架51a内,如图6所示,在各放射线图像摄影装置P中,例如前方下侧的放射线图像摄影装置Pb的上端部分与后方上侧的放射线图像摄影装置Pa的下端部分在前后方向上相互重叠。
因此,在通过后方上侧的放射线图像摄影装置Pa得到的图像p的下端部分,映入有由于前方的放射线图像摄影装置Pb的框体2b的上端部分、传感器板SPb的上端的边部分等直线状的边缘部分等引起的条纹分量CL、由于在安装于前方的放射线图像摄影装置Pb的传感器板SPb的柔性电路基板FI(参照图5)上所安装的读出IC16、栅极IC等的框体内部的构造物引起的构造物分量CS。此外,关于图6中的La、Lb,在后面说明。
[关于本发明的图像校正处理]
以下,说明本实施方式的放射线图像摄影系统50中的、从通过装载于摄影台51A的支架51a的各放射线图像摄影装置P得到的图像p去除构造物分量CS、条纹分量CL的图像校正处理。另外,关于本实施方式的放射线图像摄影系统50的作用,也一并说明。
如上所述,构造物分量CS、条纹分量CL是在通过摄影台51A的支架51a内的后方的放射线图像摄影装置P得到的图像p中映入前方的放射线图像摄影装置P的框体2、内部构造而产生的。因此,在图1、图27A、图28所示的摄影台中,在通过放射线图像摄影装置P1得到的图像p1中映入放射线图像摄影装置P2的框体2等,在通过放射线图像摄影装置P2得到的图像p2中映入放射线图像摄影装置P3的框体2等。在通过放射线图像摄影装置P3得到的图像p3中,至少不映入其他放射线图像摄影装置P的框体2等。
另外,在图27B所示的摄影台中,在通过放射线图像摄影装置P2得到的图像p2中映入放射线图像摄影装置P1、P3的框体2等,但在通过放射线图像摄影装置P1、P3得到的图像p1、p3中,至少不映入其他放射线图像摄影装置P的框体2等。
这样,由于在哪个图像p中映入放射线图像摄影装置P的框体2等取决于摄影台51A的支架51a内的各放射线图像摄影装置P的配置,所以下面仿照图6的例子,将后方的放射线图像摄影装置P设为放射线图像摄影装置Pa,设为在通过放射线图像摄影装置Pa得到的图像p中映入前方的放射线图像摄影装置Pb的框体2等来进行说明。
[图像校正处理的次序]
在本实施方式中,依照图7所示的流程进行图像校正处理。此外,在图7的例子中,示出在进行从图像p去除构造物分量CS的构造物分量去除处理之后进行去除在图像p中残存的条纹分量CL的条纹分量去除处理而进行图像校正处理的情况,但与其相反地,还能够构成为在进行针对图像p的条纹分量去除处理之后针对在图像p中残存的构造物分量CS进行构造物分量去除处理而进行图像校正处理。以下,依照图7的流程,说明在图像校正处理中进行的各处理。
[关于事先取得校准用图像]
首先,说明图7的流程的步骤S1中的校准用图像p cal。在本实施方式中,预先在摄影台51A的支架51a内的相邻的装载位置处,至少装载2个放射线图像摄影装置Pa、Pb(即如图6所示,装载放射线图像摄影装置Pa、Pb),在被摄体不介于其间的状态下,从放射线照射装置52照射放射线,根据通过后方的放射线图像摄影装置Pa得到的图像数据D等,与上述图像p的生成处理同样地,生成并取得图8所示的校准用图像p cal。
该校准用图像p cal是预先拍摄在将放射线图像摄影装置P装载于摄影台51A的支架51a内的前方的情况下映入到通过后方的放射线图像摄影装置P得到的图像p的构造物分量CS、条纹分量CL的图像。然后,关于能够装载于摄影台51A的支架51a的各放射线图像摄影装置P,分别预先生成。
例如,在放射线图像摄影装置P的工厂发货时、将放射线图像摄影装置P导入到医院等施设时等,预先得到与该放射线图像摄影装置P相关的校准用图像p cal。或者还能够构成为在每次摄影时在摄影前得到校准用图像p cal,或者定期地得到校准用图像p cal。然后,将作为该放射线图像摄影装置P的识别信息的盒ID写入到校准用图像p cal的数据的首标(header)等,预先将放射线图像摄影装置P与校准用图像p cal对应起来,并预先保存于图像处理装置C的存储单元Cb(参照图1、图2)、未图示的服务器等存储单元的数据库等中。
然后,在本实施方式中,图像处理装置C在进行从进行被摄体的一次拍摄长摄影而通过后方的放射线图像摄影装置Pa得到的图像p去除前方的放射线图像摄影装置Pb的构造物分量CS的构造物分量去除处理时,根据前方的放射线图像摄影装置Pb的校准用图像pcal以及通过后方的放射线图像摄影装置Pa得到的图像p,从图像p去除映入到所生成的图像p的前方的放射线图像摄影装置Pb的构造物分量CS
即,在本实施方式中,校准用图像p cal在图像校正处理中的构造物分量去除处理中使用。
[关于放射线图像摄影装置的装载位置]
另外,为了知道在构造物分量去除处理中使用哪个放射线图像摄影装置P的校准用图像p cal,图像处理装置C需要辨识在摄影时哪个放射线图像摄影装置P装载于拍摄图像p的后方的放射线图像摄影装置Pa的前方。
因此,例如能够构成为放射线技术人员等操作者对图像处理装置C输入装载于摄影台51A的支架51a的各装载位置Q1~Q3(参照后述的图9A)的放射线图像摄影装置P的盒ID等。
另外,虽然省略图示,但也能够构成为在放射线图像摄影装置P中安装有包括盒ID等信息的条形码、2维码或者RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)标签等标签等,在摄影台51A的支架51a的各装载位置Q1~Q3处设置有读入器,在放射线技术人员等操作者将放射线图像摄影装置P装载于支架51a时,由读入器自动地读取代码、标签等,对图像处理装置C发送读入器的识别信息(即装载位置的信息)和装载于该装载位置处的放射线图像摄影装置P的盒ID。
另外,也能够以如下方式构成。例如如图9A所示,在摄影台51A的支架51a的各装载位置Q1~Q3处分别配置存储有相互不同的识别信息的加密狗Do1~Do3,如图9B所示,将加密狗Do连接到放射线图像摄影装置P的连接器27之后,将放射线图像摄影装置P装载于支架51a。然后,当将加密狗Do连接到放射线图像摄影装置P时,放射线图像摄影装置P读取加密狗Do中存储的加密狗Do的识别信息(即装载位置的信息),与自身的盒ID一起通知给图像处理装置C。
[校准用图像的位置、放大率的计算-步骤S1]
图像处理装置C根据摄影台51A的支架51a的构造(即图1的构造、图27B的构造等)和各放射线图像摄影装置P1~P3的装载位置Q1~Q3的信息,判别应该进行图像校正处理的图像p、即通过后方的放射线图像摄影装置Pa得到的图像p。然后,针对通过后方的放射线图像摄影装置Pa得到的全部的图像p(例如在图1的情况下,是通过放射线图像摄影装置P1、P2得到的2个图像p,在图27B的情况下,是通过放射线图像摄影装置P2得到的1个图像p),进行图像校正处理。
然后,图像处理装置C根据摄影台51A的支架51a的构造和放射线图像摄影装置P的装载位置Q的信息,确定在拍摄了作为进行构造物分量去除处理的对象的图像p的后方的放射线图像摄影装置Pa的前方装载的放射线图像摄影装置Pb,获取所确定的放射线图像摄影装置Pb的校准用图像p cal。
此时,拍摄校准用图像p cal时的前方的放射线图像摄影装置Pb与后方的放射线图像摄影装置Pa的位置关系(即,图6所示的后方的放射线图像摄影装置Pa中的传感器板SPa的下端(即对应于图像p的下端)与前方的放射线图像摄影装置Pb的框体2b的上端的距离La、前后的放射线图像摄影装置Pa、Pb的传感器板SPa、SPb间的距离Lb等)和实际上进行一次拍摄长摄影时的前方的放射线图像摄影装置Pb与后方的放射线图像摄影装置Pa的位置关系不一定相同。
另外,虽然省略图示,但拍摄校准用图像p cal时的各放射线图像摄影装置Pa、Pb与放射线照射装置52的距离SIDcal和实际上进行一次拍摄长摄影时的各放射线图像摄影装置Pa、Pb与放射线照射装置52(参照图1等)的距离SIDreal也不一定相同。
因此,图像处理装置C根据写入到校准用图像p cal的首标等的校准摄影时的距离La、Lb的信息以及实际上进行一次拍摄长摄影时的距离La、Lb的信息,以使校准用图像pcal的位置与图像p的位置匹配的方式调整位置。另外,也能够构成为不仅进行上述上下方向的位置(距离La)、前后方向的位置(距离Lb)的调整,还进行与它们正交的左右方向的位置的调整。
另外,图像处理装置C根据校准摄影时的距离SIDcal的信息以及一次拍摄长摄影时的距离SIDreal的信息,以使校准用图像p cal的放大率与图像p的放大率相匹配的方式调整放大率,制成图10所示的调整后的校准用图像p cal*。
[构造物分量去除处理-步骤S2]
接下来,图像处理装置C对图像p进行构造物分量去除处理。在构造物分量去除处理中,图像处理装置C使用下述的基板图像p panel来适当地升高图像p中的、由于被映入前方的放射线图像摄影装置Pb的IC等构造物而变小的像素部分(即,被映入构造物分量CS的部分)的像素值f,来进行图像校正,从而从图像p中去除构造物分量CS
具体来说,如果将图像p的各像素(x,y)的像素值设为f(x,y),将基板图像p panel的像素值设为k(x,y),将系数设为A(x,y),将校正后的图像p的像素值设为g(x,y),则图像处理装置C关于各像素(x,y),分别运算
g(x,y)=f(x,y)+A(x,y)×k(x,y)…(2),
生成校正后的图像p。
因此,图像处理装置C首先以如下方式制作基板图像p panel。即,与上述同样地,如果将调整后的校准用图像p cal*(参照图10)的各像素(x,y)的像素值设为h(x,y),则计算调整后的校准用图像p cal*中的、未被映入条纹分量CL、构造物分量CS的部分(即,图10的图像p cal*的上侧的部分)的各像素的像素值h(x,y)的平均值h ave,关于包括条纹分量CL、构造物分量CS的调整后的校准用图像p cal*的各像素(x,y),进行下述(3)式的运算,计算上述基板图像p panel的各像素的像素值k(x,y)。
k(x,y)=h ave-h(x,y)…(3)
因此,关于调整后的校准用图像p cal*与基板图像p panel的某个像素列(例如在图10中在上下方向上延伸的1个像素量的像素列),在观察像素值h(x,y)、k(x,y)的情况下,如图11A所示,调整后的校准用图像p cal*的像素值h(x,y)在没有条纹分量CL、构造物分量CS的部分,变成与平均值h ave大致相等的值,在条纹分量CL、构造物分量CS的部分,变成比平均值h ave小的值,与此相对地,如图11B所示,基板图像p panel的像素值h(x,y)在没有条纹分量CL、构造物分量CS的部分,变成大约0,在条纹分量CL、构造物分量CS的部分,变成正值。
然后,在本发明人们的研究中可知,例如即使如下述(4)式所示,将如上所述地计算出的基板图像p panel的各像素的像素值k(x,y)简单地加到图像p的各像素的像素值f(x,y)而使得升高,有时特别是构造物分量CS的边缘分量(即构造物分量CS的部分与除此以外的部分的边界部分处的边缘分量)也不完全消失,在图像校正后的图像p中以能够视觉辨认的状态残留。
g(x,y)=f(x,y)+k(x,y)…(4)
因此,在本实施方式中可知,在将基板图像p panel的各像素的像素值k(x,y)加到图像p的各像素的像素值f(x,y)而使其升高时,如上述(2)式所示,将根据构造物分量CS的边缘分量的强度(即构造物分量CS的部分与除此以外的部分的边界部分处的像素值的变化量的大小)而值发生变化的系数A(x,y)乘到基板图像p panel的各像素的像素值k(x,y)之后,加到图像p的各像素的像素值f(x,y),从而能够从图像校正后的图像p恰当地去除构造物分量CS
图像处理装置C为了计算系数A(x,y),例如如图12所示,以图像p的某个像素(x,y)(即关注像素(x,y))作为中心,设定例如100×100个像素的关心区域ROI。然后,依照下述(5)式,针对ROI内的每个像素(x,y),计算评价函数e(x,y),以使ROI内的各像素(x,y)的评价函数e(x,y)的合计值最小的方式,计算系数A(x,y)。
e(x,y)={g(x+1,y)-g(x-1,y)}2+{g(x,y+1)-g(x,y-1)}2…(5)
然后,图像处理装置C一边在图像p上使关心区域ROI移动,一边针对图像p的各像素(x,y)分别计算上述系数A(x,y),但实际上,依照上述(2)式校正图像p的各像素的像素值f(x,y)的处理在图像p中仅在被映入构造物分量CS、条纹分量CL的部分进行即可,所以系数A(x,y)的计算也仅在该部分进行即可。
此外,如果预先确定在校准用图像p cal中被映入构造物分量CS、条纹分量CL的部分的范围,则还能够知道在如上所述地调整校准用图像p cal的位置、放大率之后的该范围、即在图像p中被映入构造物分量CS、条纹分量CL的部分的范围。因此,在本实施方式中,这样地确定在图像p中被映入构造物分量CS、条纹分量CL的部分的范围,针对在该范围内的各像素分别设定关心区域ROI。
即,在本实施方式中,图像处理装置C在进行构造物分量去除处理时,根据校准用图像p cal*(参照图10),计算对在图像p中被映入构造物分量CS(参照图12)的部分的像素(x,y)的像素值f(x,y)相加的值k(x,y)(即上述基板图像p panel)。然后,依照上述(2)式,将相乘系数A(x,y)后的值k(x,y)加到像素值f(x,y),计算校正后的像素值g(x,y),从而进行构造物分量去除处理。
然后,在确定上述系数A(x,y)时,如图12所示,在图像p上设定包括关注像素(x,y)的关心区域ROI,在关心区域ROI内,以使依照上述(5)式计算出的值(即评价函数)e(x,y)的合计值(即边缘分量的强度)最小的方式,确定系数A(x,y)。
在本实施方式中,图像处理装置C如上所述地进行构造物分量去除处理。然后,通过这样构成,能够对图像p适当地进行图像校正,从图像p中恰当地去除构造物分量CS
但是,在该时间点,条纹分量CL未被完全去除,有时在校正后的图像p中残存条纹分量CL。因此,在本实施方式中,图像处理装置C在后面的条纹分量去除处理(图7的步骤S6)中,去除在校正后的图像p中残存的条纹分量CL
[浓度校正等-步骤S3以及S4]
为了如上所述地从校正后的图像p中去除条纹分量CL,在本实施方式中,如图13A、图13B所示,图像处理装置C将从通过在摄影台51A的支架51a内在上下方向上相邻的例如放射线图像摄影装置P1、P2得到的图像p1、p2如上所述地去除了构造物分量CS的校正后的图像p1、p2暂时结合,进行条纹分量去除处理。
即,图像处理装置C以使图像p1、p2的浓度相匹配的方式,校正图像p1、p2中的某一方或者双方的浓度(图7的步骤S3),调整相互的位置关系、放大率(步骤S4),通过其后的校正处理(S5),以使图像p1、p2中的、拍摄有被摄体的相同部分的部分重叠而平滑地连接图像p1、p2的方式进行结合。
此外,该浓度校正、位置、放大率的调整(步骤S3~S5)是公知的处理,详细地说,例如可以参照日本特开2002-44413号公报、日本特开2002-85392号公报、日本特开2002-94772号公报等。这些公报中记载的技术是针对使用CR(Computed Radiography,计算机放射成像)盒拍摄得到的图像的处理,但也能够有效地应用于由放射线图像摄影装置P拍摄得到的图像p的浓度校正、位置、放大率的调整。
另外,当在摄影台51A的支架51a的装载位置Q3处也装载有放射线图像摄影装置P3的情况下,在通过放射线图像摄影装置P3得到的图像p3中,不映入其他放射线图像摄影装置P1、P2,所以针对图像p3,不进行上述构造物分量去除处理,在进行浓度校正(步骤S3)、位置、放大率的调整(步骤S4)之后,在步骤S5中将图像p1、p2、p3结合。
[结合处理-步骤S5]
当针对通过上述在上下方向上相邻的例如放射线图像摄影装置P1、P2得到的图像p1、p2(在存在放射线图像摄影装置P3的情况下,图像p3也成为对象,但在以下的结合处理的说明中省略)进行了浓度校正、位置、放大率的调整时,图像处理装置C进行这些图像p1、p2的结合处理。
图14是图像处理装置C进行的结合处理的流程图。
该图像处理装置C自动地选择将对作为结合对象的通过两个放射线图像摄影装置P1、P2得到的两个图像p1、p2发生映入的标记m的位置作为基准进行相互的图像p1、p2的对位的第一方法以及不依赖于标记m而探索被摄体图像的共同部分、并且以使该共同部分一致的方式进行相互的图像p1、p2的对位的第二方法,执行结合处理。
即,如图14所示,针对作为结合对象的两个图像p1、p2,进行标记m的探索(步骤S21),在发现了标记m的情况下(步骤S22:“是”)选择第一方法,利用标记m执行基于两个图像p1、p2的对位的结合处理(步骤S23)。
另外,在未发现标记m的情况下(步骤S22:“否”)选择第二方法,利用被摄体图像的共同部分,执行基于两个图像p1、p2的对位的结合处理(步骤S24)。
接下来,关于使用标记m的第一方法的详细情况,通过图15A以及图15B进行说明。
标记m安装于作为摄影台51A的支架51a的前表面的、放射线图像摄影装置P1的传感器板SP的下端部附近与放射线图像摄影装置P2的传感器板SP的上端部附近重合的部分的前方的位置。
标记m是由放射线的吸收率高的材料形成的从前方观察时形状以及其尺寸已知的部件,设定为不阻碍被摄体的摄影的尺寸。
另外,标记m能够相对于摄影台51进行装卸,在选择上述第二方法的情况下,标记m不安装于摄影台51而进行被摄体的摄像。
在将上述标记m安装于摄影台51而进行被摄体的摄影的情况下,通过放射线图像摄影装置P1、P2,能够得到图15A的图像p1和图15B的图像p2。
如图所示,在图像p1中,在其下端部的水平方向的两端部分别映入标记m,在图像p2中,在其上端部的水平方向的两端部分别映入标记m。此外,如该图15A以及图15B所示,在两个图像p1、p2的对位中最好使用两个或者两个以上的标记m。
图像处理装置C执行映入这些图像p1、p2的标记m的探索。如上所述,由于标记m的形状以及尺寸是已知的,所以,预先在图像处理装置C具有的作为存储装置的非易失性存储器或者HDD等中准备标记m的模板图像的数据,使用公知的模板匹配的方法进行探索。此外,已知关于图像p1,在图像内的下端部附近的区域配置标记m,关于图像p2,在图像内的上端部的区域配置标记m,所以关于图像p1、p2,最好分别将探索区域限定于规定范围。
然后,当在各图像p1、p2内分别发现两个标记m时,求出各标记m的中心位置,存储成为各图像p1、p2内的标记m的中心位置的像素位置。此外,通过模板匹配的方法进行各标记m的探索的处理相当于上述图14的流程图的步骤S21以及S22的处理。
然后,如图16所示,在共同的平面坐标系中,展开两个图像p1、p2,以使水平方向上的一端部侧的标记m的中心位置与另一端部侧的标记m的中心位置分别一致的方式,进行图像p2的移动以及旋转(也可以进行图像p1的移动以及旋转),在标记m的中心位置两个都一致了的状态下,在图像p1的下端部与图像p2的上端部部分重合的状态下重叠地进行结合,形成长图像p long*。
接下来,关于使用被摄体图像的共同部分的第二方法的详细情况,通过图17A以及图17B进行说明。当在各图像p1、p2内无法发现标记m的情况下执行该第二方法。
首先,图像处理装置C在共同的平面坐标系中,展开两个图像p1、p2,分别针对各图像p1、p2,部分地提取进行结合的一侧的端部图像。此时,将各图像p1、p2中的某一方的端部图像设为探索区域,将另一方的端部图像设为探索对象物,所以,将一方的端部图像比另一方的探索图像更宽地提取。在这里,以如图17A所示将图像p1的端部图像pt1设为探索区域、如图17B所示将图像p2的端部图像pt2设为探索对象物的情况作为例子。
另外,在作为探索区域而提取的端部图像pt1中,最好以包括放射线图像摄影装置1中的表示水平方向的图像的方式进行提取。例如,由于图像p1的下端部的边缘部分、条纹分量CL是水平的,所以,在这里,例示出在包括条纹分量CL的范围内进行提取的情况。
如图18A所示,图像处理装置C针对上述提取出的端部图像pt1、pt2分别通过边缘检测滤波器进行滤波,生成端部边缘图像pte1、pte2。
进一步地,从端部边缘图像pte1的条纹分量CL(严格来说,提取出的条纹分量CL的边缘)检测图像p1相对于图像p2的倾斜角度。
然后,以利用检测到的倾斜角度校正端部边缘图像pte1的倾斜角度的方式进行旋转,在使端部边缘图像pte2重叠于该端部边缘图像pte1的位置处进行大概的定位,进一步地,以使端部边缘图像pte2与端部边缘图像pte1一致的方式,进行精确的定位。
即,在水平方向以及垂直方向上,分别以微小单位(例如逐个像素地)移动,每次通过图案匹配的方法判定一致度。在这里,作为一个例子,通过互相关的方法计算一致度。在该互相关的方法中,针对位置与端部边缘图像pte2的各像素重叠的端部边缘图像pte1的各像素,分别乘以像素值,计算它们的合计值,在该合计值为预先确定的阈值以上的情况下,判定为端部边缘图像pte2与端部边缘图像pte1一致(图18B的状态)。然后,记录一致时的端部边缘图像pte2的移动量以及移动方向。
然后,基于根据端部边缘图像pte1的条纹分量CL求出的倾斜角度以及通过互相关的方法求出的端部边缘图像pte2的移动量和移动方向,进行图像p2的移动以及旋转(也可以进行图像p1的移动以及旋转),在图像p1的下端部与图像p2的上端部部分重合的状态下重叠地进行结合,形成长图像p long*(从图16的长图像p long*除去标记m而得到的图像)。
此外,在长图像p long的生成处理中,在将2个图像结合的情况下,通常构成为在两者的结合部分(重叠部分),使用通过装载于摄影台51A的支架51a内的前方的放射线图像摄影装置Pb拍摄得到的图像(以图6的例子而言,是通过前方的放射线图像摄影装置Pb拍摄得到的图像)来进行结合,在通过装载于摄影台51A的支架51a内的后方的放射线图像摄影装置Pa拍摄得到的图像中,如上所述,在结合部分(重叠部分)有可能映入前方的放射线图像摄影装置Pb,所以不使用。
但是,在本实施方式中,为了去除图像p1、p2的条纹分量而暂时结合,所以在结合处理(步骤S5)中,与上述相反地,在2个图像的结合部分(重叠部分),使用由装载于摄影台51A的支架51a内的后方的放射线图像摄影装置P(即,相对于放射线图像摄影装置P2、P3的放射线图像摄影装置P1、P2)拍摄得到的、残存有条纹分量CL的图像p1、p2来进行结合。
因此,在本实施方式中,参照图16所示,结合处理后的图像p long*在将2个图像(例如图像p1、p2)结合的部分(重叠的部分),残存于图像p1的条纹分量CL为直接呈现的图像。此外,虽然省略图示,但在将图像p2与图像p3结合的部分(重叠的部分),残存于图像p2的条纹分量CL也为直接呈现的状态。
此外,下面,将如上所述地结合各图像p而得到的图像与通过通常的结合方法进行结合而合成的长图像p long区分开来,称为结合图像p long*。
[条纹分量去除处理(基本型)-步骤S6]
然后,图像处理装置C根据这样结合而生成的结合图像p long*,进行从结合图像p long*去除存在(或者残存)于结合图像p long*中的条纹分量CL的条纹分量去除处理(图7的步骤S6)。以下,主要说明存在于结合图像p long*的图像p1、p2的结合部分(参照图16)的条纹分量CL的去除,但针对存在于图像p2与图像p3的结合部分的条纹分量CL,也同样地进行条纹分量去除处理。
在本实施方式中,条纹分量去除处理以如下方式进行。即,能够将条纹分量CL理解为结合图像p long*中的水平方向(在图16中是y方向)的低频分量。因此,如图19所示,图像处理装置C从结合图像p long*中提取包括条纹分量CL的区域R,在该区域R中,在水平方向上(即针对在水平方向上延伸的1个像素宽度的像素行),例如施加高斯滤波器等低通滤波器,使条纹分量CL在水平方向上平滑化。
此外,如上所述,结合图像p long*中的存在条纹分量CL的范围、即在图像p1中被映入条纹分量CL的部分的范围能够根据在校准用图像p cal中被映入条纹分量CL等的部分的范围来确定。因此,上述结合图像p long*中的包括条纹分量CL的区域R例如能够设定为将上述范围在图像上侧、图像下侧分别扩大了规定像素量的区域。
另外,在由上述低通滤波器实施的条纹分量CL的平滑化处理中,也能够构成为根据进行平滑化处理的对象的像素行中的被摄体、边缘等的信息,改变平滑化的程度。
另一方面,如上所述,在结合图像p long*的区域R中,在水平方向上施加低通滤波器的状态下,变成如上所述地进行了平滑化的条纹分量CL的分量与作为其背景的DC分量重叠的状态。因此,图像处理装置C接下来从低通滤波器处理后的结合图像p long*的区域R提取DC分量。
具体来说,例如如图20所示,图像处理装置C在低通滤波器处理后的结合图像plong*的包括条纹分量CL的区域R中的、存在条纹分量CL的范围以外的图像部分、即例如与存在条纹分量CL的范围Rc相比的图像上侧和与该范围Rc相比的图像下侧,分别选出1个像素宽度的像素行Lp1、Lp2。
然后,图像处理装置C针对上侧的像素行Lp1的像素的像素值g(x,y)upper以及下侧的像素行Lp2的对应的像素(即相同的像素列上的像素(y坐标相同))的像素值g(x,y)lower,例如依照下述(6)式进行线性插值,计算像素行Lp1与像素行Lp2之间的部分的各像素的像素值g*(x,y)。
g*(x,y)=t×g(x,y)upper+(1-t)×g(x,y)lower…(6)
(t是在将下侧的像素行Lp2至上侧的像素行Lp1的X方向上的距离设为1的情况下的下侧的像素行Lp2至对象像素(像素值g*(x,y))的X方向上的距离。其中,0≤t≤1)
图像处理装置C通过针对低通滤波器处理后的结合图像p long*的区域R的各像素列(即各y坐标)进行该运算处理,从上述区域R提取DC分量(参照图19)。此外,例如如图20所示,当在区域R中存在相比像素行Lp1较靠上侧的部分、相比像素行Lp2较靠下侧的部分的情况下,这些部分的DC分量直接使用这些部分的各像素的像素值g(x,y)。
此外,在图像处理装置C选出像素行Lp1、Lp2时,如果属于像素行Lp1的各像素的像素值g(x,y)与属于像素行Lp2的各像素的像素值g(x,y)大不相同,则如上所述进行线性插值而得到的DC分量有可能与实际的DC分量差别很大。因此,最好构成为在图像处理装置C选出像素行Lp1、Lp2时,例如选出属于像素行Lp1的各像素的像素值g(x,y)的平均值与属于像素行Lp2的各像素的像素值g(x,y)的平均值为接近的值的像素行Lp1、Lp2。
然后,如图19所示,图像处理装置C通过从低通滤波器处理后的结合图像p long*的区域R减去如上所述提取出的DC分量,去除低通滤波器处理后的结合图像p long*的区域R的背景,提取存在(或者残存)于区域R内的条纹分量CL。即,通过从低通滤波器处理后的结合图像p long*的区域R的各像素的像素值g(x,y)减去作为背景的各像素的DC分量g*(x,y)(在相比像素行Lp1较靠上侧、相比像素行Lp2较靠下侧的部分,是各像素的像素值g(x,y)),从而提取条纹分量CL
图像处理装置C通过将这样提取出的条纹分量CL加到结合图像p long*(参照图16)的对应的各像素的像素值g(x,y),从结合图像p long*去除条纹分量CL
即,在图像处理装置C执行的条纹分量去除处理(图7的步骤S6)中,包括平滑化处理以及条纹图像提取处理,在该平滑化处理中,针对在图像p、结合图像p long*中设定的包括条纹分量CL的区域R,利用低通滤波器等在水平方向上进行平滑化而形成平滑化图像,另外,在该条纹图像提取处理中,通过提取作为对该平滑化图像在垂直方向(X方向)上进行垂直插值而得到的插值图像的DC分量,并且从平滑化图像减去DC分量,从而提取作为条纹图像的条纹分量CL(参照图19),将提取出的条纹分量CL加到图像p、结合图像p long*的对应的各像素的像素值g(x,y),从而从图像p、结合图像p long*去除条纹分量CL
[条纹分量去除处理(改进型):主旨以及概略]
但是,在针对包括上述条纹分量CL的区域R利用低通滤波器等在水平方向上进行平滑化而形成平滑化图像的平滑化处理中,存在以下的问题。
例如,在包括条纹分量CL的区域R内,存在沿着水平方向延伸的长条的某种被摄体构造物B(存在于被摄体侧的构造物、例如安装于骨骼的螺栓等配件),在该被摄体构造物B不从包括条纹分量CL的区域R内超出地被拍摄的情况下,在包括该条纹分量CL的区域R中施加尺寸小的低通滤波器,进行平滑化处理,进一步地,进行上述条纹图像提取处理,从包括条纹分量CL的区域R去除条纹分量时,如图21A所示,有时被摄体构造物B的垂直方向的宽度恒定且在水平方向上呈长条的部分融入背景地,其外形消失。
此外,低通滤波器根据对象像素和其水平方向上的前后的多个像素的像素值,在水平方向上进行平滑化。
另外,在这里所说的低通滤波器的尺寸表示为了变换对象像素的像素值而参照的在水平方向上并排的像素的数量。
然后,发生图21A所示的被摄体构造物B的消失的是与示出该被摄体构造物B的图像的水平方向的像素数相比低通滤波器的尺寸较小的情况。
与此相对地,施加与示出被摄体构造物B的图像的水平方向的像素数相比尺寸较大的低通滤波器而进行平滑化处理,进一步地,进行上述条纹图像提取处理,从包括条纹分量CL的区域R去除了条纹分量的情况下,如图21B所示,被摄体构造物B的在水平方向上呈长条的部分的外形不消失而残存。
但是,如果低通滤波器的尺寸增大,则想要从图像去除的条纹分量无法充分地去除而存在容易残存的倾向。
因此,在图像处理装置C中,对图19所示的平滑化处理进行改进,不是针对包括条纹分量CL的整个区域R施加由1种尺寸构成的低通滤波器,针对在包括条纹分量CL的区域R中能够视为在水平方向上延伸的被摄体构造物的像素,进行反映施加与被摄体构造物以外的像素相比尺寸更大的低通滤波器的平滑化的处理。
[条纹分量去除处理(改进型):平滑化处理]
以下,关于新的平滑化处理,根据图22进行详细说明。
在该平滑化处理中,首先生成针对包括条纹分量CL的区域R施加尺寸大的第一低通滤波器而得到的第一平滑化图像ph1以及施加尺寸小的第二低通滤波器而得到的第二平滑化图像ph2。
在该情况下,尺寸小的低通滤波器例如最好利用适合于条纹分量的提取的尺寸的滤波器。
另外,尺寸大的低通滤波器最好利用尽可能地大的尺寸、例如尽可能地接近图像p1、p2的水平方向宽度的尺寸的低通滤波器。
另外,低通滤波器的类别不受限定,在这里例示出将作为低通滤波器的一种的高斯滤波器作为第一以及第二低通滤波器的情况。
然后,图像处理装置C对第一和第二平滑化图像ph1、ph2分别进行与图19的情况相同的条纹图像提取处理。即,针对第一和第二平滑化图像ph1、ph2,根据与存在条纹分量CL的范围Rc相比的图像上侧和与该范围Rc相比的图像下侧的像素,在垂直方向上进行线性插值,生成第一和第二平滑化图像ph1、ph的DC分量(第一和第二插值处理图像),并且从第一和第二平滑化图像ph1、ph2减去各自的DC分量,分别提取第一和第二条纹图像(条纹分量)(省略图示)。
进一步地,针对包括条纹分量CL的区域R,分别加上第一和第二条纹图像,分别生成从区域R去除了条纹分量CL的第一和第二参照图像(省略图示)。
然后,对第一参照图像与第二参照图像求差分,生成差分图像ps。
在这里,参照图21C。该图21C是从利用尺寸比被摄体构造物B小的低通滤波器进行平滑化而进行了条纹分量去除的参照图像(图21A)减去利用尺寸比被摄体构造物B大的低通滤波器进行平滑化而进行了条纹分量去除的参照图像(图21B)而得到的差分图像。
如该图21C所示,可知由大小两种低通滤波器得到的参照图像的差分图像能够明确地提取大小两种低通滤波器的中间尺寸的被摄体构造物B。
因此,在图22的平滑化处理的情况下,也能够从所得到的差分图像ps提取在包括条纹分量CL的区域R中能够视为在水平方向上延伸的被摄体构造物的像素。
即,图像处理装置C进行将差分图像ps内的全部像素的像素值与为了提取被摄体构造物而预先确定的阈值进行比较、并且将超过阈值的多个像素作为“能够视为被摄体构造物的像素”而提取的处理。
上述阈值最好能够通过设置于图像处理装置C的输入单元设定为任意的值。
如上所述,在该新的平滑化处理中,针对在包括条纹分量CL的区域R中能够视为在水平方向上延伸的被摄体构造物的像素,反映由与被摄体构造物以外的像素相比尺寸较大的低通滤波器实施的平滑化。
因此,在包括条纹分量CL的区域R中,针对被摄体构造物以外的像素,分配上述第二平滑化图像ph2的像素值。另外,在包括条纹分量CL的区域R中,针对能够视为被摄体构造物的多个像素,分配按与差分图像中的各个像素值相应的混合比A将第一平滑化图像ph1的像素值与第二平滑化图像ph2的像素值混合(合成)而得到的值的像素值。通过基于这些分配生成包括条纹分量CL的区域R的合成平滑化图像pg,进行实质的平滑化,实现反映针对示出被摄体构造物的像素施加与被摄体构造物以外的像素相比尺寸较大的低通滤波器的平滑化的处理。
在这里,说明能够视为被摄体构造物的多个像素的差分图像ps中的各个像素值与混合比A的关系。
由于能够视为被摄体构造物的多个像素的差分图像ps中的各个像素值大于上述用于从差分图像ps提取被摄体构造物的阈值,所以,将该阈值设为下限值,将能够视为被摄体构造物的多个像素的差分图像中的各个像素值中的最大值设为上限值。
然后,在像素值的下限值(设为α)的情况下,作为混合比A=0,在像素值的上限值(设为β)的情况下,作为混合比A=1,关于其间的像素值(设为γ),设为混合比A=(γ-α)/(β-α)。由此,混合比A在0~1的范围内。
然后,关于能够视为被摄体构造物的多个像素,根据差分图像中的各个像素值分别计算混合比A。
进一步地,关于能够视为被摄体构造物的多个像素的各个,通过下式计算像素值。
与第一平滑化图像ph1中的能够视为被摄体构造物的像素同一位置的像素的像素值×A+与第二平滑化图像ph2中的能够视为被摄体构造物的像素同一位置的像素的像素值×(1-A)
此外,关于能够视为被摄体构造物的多个像素以外的像素,直接采用第二平滑化图像ph2中的同一位置的像素的像素值。
通过这些运算,生成合成平滑化图像pg。
此外,在针对在包括条纹分量CL的区域R中能够视为被摄体构造物的多个像素分配将第一平滑化图像ph1的像素值与第二平滑化图像ph2的像素值混合(合成)而得到的值的像素值的情况下,也可以分配如下像素值:预先针对第一平滑化图像ph1以及第二平滑化图像ph2进行再计算,将针对能够视为被摄体构造物的多个像素使权重下降(关于能够视为被摄体构造物的多个像素,使低通滤波器内的系数降低)而对区域R进行再平滑化来得到的新的第一平滑化图像ph1的像素值与新的第二平滑化图像ph2的像素值混合(合成)而得到的值的像素值。
即,在进行新的平滑化的情况下,在能够视为被摄体构造物的像素是对象像素的情况下,或者在不是对象像素但是是在平滑化的计算中包括的像素的情况下(与对象像素邻接的像素或者附近的像素),也可以使各低通滤波器的对能够视为被摄体构造物的像素施加的系数降低,进行再次的平滑化,将所得到的新的第一以及第二平滑化图像的能够视为被摄体构造物的像素的像素值混合,生成合成平滑化图像pg。
[条纹分量去除处理(改进型):条纹图像提取处理]
在这样进行平滑化处理之后,与上述图19的情况同样地,进行条纹图像提取处理。
即,图像处理装置C提取作为针对合成平滑化图像pg在垂直方向(X方向)上进行垂直插值而得到的插值图像的DC分量,并且,从合成平滑化图像pg减去DC分量,从而提取作为条纹图像的条纹分量CL,将提取出的条纹分量CL加到图像p、结合图像p long*的对应的各像素的像素值g(x,y),从而从图像p、结合图像p long*去除条纹分量CL
[条纹分量去除处理(改进型):其他平滑化处理]
此外,在上述新的平滑化处理中,合成第一平滑化图像ph1与第二平滑化图像ph2,生成合成平滑化图像pg,但平滑化处理不限定于这样的合成处理,也可以进行其他处理。
具体来说,在图像处理装置C中,设置储存多个尺寸的低通滤波器(例如处于从第二低通滤波器至第一低通滤波器之间的多个尺寸的低通滤波器)的数据以及表示该多个尺寸的低通滤波器与差分图像ps中的能够视为被摄体构造物的像素的像素值的适当的关系的表格数据的、包括非易失性存储器或者HDD等的存储部。
然后,根据从差分图像ps提取出的能够视为被摄体构造物的多个像素的像素值,参照存储部内的表格数据,针对能够视为被摄体构造物的多个像素中的每个像素,选定适当的尺寸的低通滤波器。
然后,关于能够视为被摄体构造物的多个像素,基于分别选定的尺寸的低通滤波器,对包括条纹分量CL的区域R进行平滑化。另外,关于能够视为被摄体构造物的多个像素以外的像素,基于第二低通滤波器,对包括条纹分量CL的区域R进行平滑化。
通过这样,也可以关于能够视为被摄体构造物的多个像素和除此以外的像素,通过尺寸分别不同的低通滤波器进行平滑化,进行基于复合的平滑化的平滑化处理。
此外,在进行了该基于复合的平滑化的平滑化处理的情况下,也在平滑化处理后,与上述图19的情况同样地,进行条纹图像提取处理。
[条纹分量去除处理(改进型):垂直平滑化处理]
另外,如上所述,如果通过尺寸大的低通滤波器进行平滑化,则去除条纹分量的效果降低。
因此,在通过条纹分量去除处理后的图像中包括的能够视为被摄体构造物的多个像素而形成的被摄体构造物的图像中,有可能残存水平的条纹分量。这在生成合成平滑化图像pg的平滑化处理的情况下和进行基于复合的平滑化的平滑化处理的情况下都相同。
因此,图像处理装置C将通过这些平滑化处理去除了条纹分量的区域R的图像中包括的能够视为被摄体构造物的多个像素作为对象,针对其一部分或者全部,执行垂直方向的平滑化。
垂直方向的平滑化可以使用公知的任何平滑化滤波器,在这里,例示出通过最小化滤波器进行平滑化的情况。
最小化滤波器是将对象像素的像素值变换成在对象像素以及在该对象像素的垂直方向上侧和下侧并排的多个像素中像素值最低的值的滤波器。
如图23所示,如果通过最小化滤波器进行平滑化,则关于进行了该平滑化的校正区域,沿着垂直方向的坐标并排的像素的像素值(信号值)的变化变得平滑,能够降低残存的条纹分量的显著性。
上述垂直方向的平滑化也可以针对能够视为被摄体构造物的多个像素的全部而进行,但最好将通过尺寸特别大的低通滤波器进行了平滑化的像素作为对象。这是由于,在这样的像素中容易发生条纹分量的残存。
因此,针对上述差分图像ps中的能够视为被摄体构造物的多个像素的像素值,设定用于判定垂直方向的平滑化的对象的阈值,根据是否超过该阈值,确定作为垂直方向的平滑化的对象的像素。
此外,关于该阈值,设定比上述用于提取被摄体构造物的阈值高的值。另外,关于该用于判定垂直方向的平滑化的对象的阈值,也最好能够通过设置于图像处理装置C的输入单元设定为任意的值。
在本实施方式中,图像处理装置C通过如上所述地进行条纹分量去除处理,对结合图像p long*即图像p1、p2适当地进行图像校正,能够恰当地去除存在(或者残存)于结合图像p long*、图像p1、p2中的条纹分量CL
此外,如上所述,在从图像p、结合图像p long*中提取包括条纹分量CL的区域R,将针对区域R进行图19所示的处理来提取出的条纹分量CL加到图像p、结合图像p long*(参照图16)的对应的各像素的像素值g(x,y)时,在图像p、结合图像p long*中的区域R的内外的边界部分、如上所述地选出的像素行Lp1、Lp2等部分,像素值有可能产生高低差。
因此,在这样的情况下,适当进行如下处理(所谓的平滑处理):在针对条纹分量去除处理后的图像p、结合图像p long*加上如上所述地提取出的条纹分量CL时,构成为对条纹分量CL乘以系数之后进行相加等,以不产生上述的高低差(或者使高低差减小到无法视觉辨认的程度)并在该部分的上下使图像p、结合图像p long*平滑地连接的方式进行相加。
[对比度、粒状性的调整-步骤S7]
另外,即使如上所述地进行从结合图像p long*(即图像p1、p2,下同)去除构造物分量CS、条纹分量CL(步骤S3、S6)的图像校正处理,也有时结合图像p long*中的去除了构造物分量CS、条纹分量CL的部分的对比度、粒状性与结合图像p long*的其他部分的对比度、粒状性相比多少有些不同。
因此,图像处理装置C能够构成为在如上所述地从结合图像p long*去除构造物分量CS、条纹分量CL之后,根据需要,进行以使结合图像p long*的对比度、粒状性一致的方式进行调整的处理(图7的步骤S7)。即,能够构成为进行以使从结合图像p long*去除了构造物分量CS、条纹分量CL的部分的对比度、粒状性与结合图像p long*的其他部分(特别是存在过构造物分量CS、条纹分量CL的部分的周边区域)的对比度、粒状性一致的方式进行调整的图像处理。然后,通过进行这样的图像处理,能够使结合图像p long*中的各部分的对比度、粒状性一致,能够避免从结合图像p long*去除了构造物分量CS、条纹分量CL的部分变得显眼。
在对比度、粒状性的调整处理中,例如,针对每个结合部连接处的横行,能够以使上下变成相同的频率分量的方式进行调整。具体来说,(1)连接处的上侧实施使高频分量变模糊的处理(平滑),(2)下侧实施强调高频分量的处理(反锐化掩蔽(unsharp mask)),(3)测量上下的高频分量并调整成相同,根据需要返回到(1),重复进行相同的处理等。此外,(3)中的测量指标能够使用进行傅立叶变换的频谱、其他统计指标等。
另外,作为其他方法,预先针对映入到后方的放射线图像摄影装置Pa的图像p中的前方的放射线图像摄影装置Pb的构造物分量CS、条纹分量CL的每个区域,预先定义对比度、粒状性的放大率,如上所述,将从图像p中去除了构造物分量CS、条纹分量CL的各部分分解成低频、中频、高频图像,将中频分量与对比度的放大率相乘,将高频分量与粒状性的放大率相乘,将低频图像与乘了放大率的中频、高频图像相加,从而还能够调整成使对比度、粒状性一致。
此外,对比度、粒状性的放大率有时为1以上,有时比1小。然后,在放大率为1以上的情况下,强调对比度、粒状性,在放大率比1小的情况下,对比度、粒状性被平滑化。另外,当在调整后的图像中被消除了高频信息的情况下,还能够使用维纳滤波器等来进行图像复原。这些方法在将画质不同的图像相互连接时,作为使连接处变得不显眼的方法是有效的。
[长图像的生成]
如上所述,图像处理装置C针对结合图像p long*进行构造物分量去除处理、条纹分量去除处理而进行图像校正处理,根据需要进行对比度调整、粒状性的调整,从而结合图像p long*变成与图24所示的长图像p long等同的图像。因此,也能够构成为通过图像处理装置C如上所述进行针对结合图像p long*的图像校正处理等,从而生成长图像p long。
此外,如上所述,在将各图像p1、p2(或者各图像p1~p3)结合时,在通常的长图像plong的生成处理中,在各图像p的结合部分(重叠部分),使用由装载于摄影台51A的支架51a内的前方的放射线图像摄影装置Pb拍摄得到的图像(对于图6的例子而言,是由前方的放射线图像摄影装置Pb拍摄得到的图像)来进行结合,与此相对地,在本实施方式的图像校正处理(参照图7)的结合处理(步骤S5)中,在各图像p的结合部分(重叠部分),使用由装载于摄影台51A的支架51a内的后方的放射线图像摄影装置Pa拍摄得到的图像p来进行结合。
因此,也能够构成为在生成长图像p long时,重新依照通常的长图像p long的生成处理来生成长图像p long。
[分割-步骤S8]
在本实施方式中,图像处理装置C如上所述地针对结合图像p long*进行构造物分量去除处理、条纹分量去除处理而进行图像校正处理,根据需要进行对比度调整、粒状性的调整之后,将处理后的结合图像p long*分割成各图像p1~p3(图7的步骤S8)。此外,为了与通过装载于摄影台51A的支架51a的放射线图像摄影装置P1~P3得到的上述图像p1~p3相区分,以下将对处理后的结合图像p long*进行分割而得到的各图像称为图像p*1~p*3。
在分割处理(步骤S8)中,如图25A所示,图像处理装置C将处理后的结合图像plong*在结合之前的图像p1、p2(参照图13A、图13B)的下端的位置处进行分割,生成图像p*1~p*3。此时,如果简单地对处理后的结合图像p long*进行分割,则例如在图像p*2中,失去在如上所述进行浓度校正处理(图7的步骤S3)、位置、放大率的调整处理(步骤S4)之后将图像p1、p2结合了时与图像p1相互重叠的图像p2的图像部分。另外,在图像p*3中,也同样地失去在将图像p2、p3结合了时与图像p2相互重叠的图像p3的图像部分。
因此,在如上所述对处理后的结合图像p long*进行分割而生成图像p*1~p*3时,将关于图像p*2的在将图像p1、p2结合了时与图像p1相互重叠的图像p2的部分、以及关于p*3的将在将图像p2、p3结合了时与图像p2相互重叠的图像p3的部分分别追加到如上所述地进行分割而生成的图像p*2、p*3的上端部分。
在本实施方式中,图像处理装置C通过这样分割结合图像p long*,如图25B所示,能够将从上述图像p1、p2去除了构造物分量CS、条纹分量CL的图像(或者进一步地进行了对比度调整、粒状性的调整的图像)生成为图像p*1、p*2。
即,能够恰当地从通过装载于摄影台51A的支架51a的后方的放射线图像摄影装置P1、P2得到的图像p1、p2去除构造物分量CS、条纹分量CL。此外,分割而得到的图像p*3由于原本在图像中不存在构造物分量CS、条纹分量CL,所以为与原来的图像p3相同的图像。
[效果]
如上所述,根据本实施方式的放射线图像摄影系统50,即使是在通过装载于一次拍摄长摄影用的摄影台51A的支架51a的后方的放射线图像摄影装置Pa(参照图6)得到的图像p中映入由于前方的放射线图像摄影装置Pb引起的构造物分量CS、条纹分量CL(参照图12、图29A以及图29B等)的情况下,也通过图像处理装置C进行上述构造物分量去除处理和条纹分量去除处理。
因此,通过针对图像p进行图像校正处理,从而对通过一次拍摄长摄影得到的各图像p恰当地进行图像校正,能够得到从各图像p恰当地去除了构造物分量CS、条纹分量CL的图像p*1~p*3(参照图25B),如果合成图像p*1~p*3,则能够恰当地生成长图像p long(参照图24)。
在上述实施方式中,如图20所示,从图像p1选出1个像素宽度的像素行Lp1,从图像p2选出1个像素宽度的像素行Lp2,依照上述(6)式进行线性插值,计算出为了进行条纹分量去除处理所需的区域R的背景的分量即DC分量。但是,如上所述,如果构成为针对每个图像p1、p2进行条纹分量去除处理,则至少无法选出一个像素宽度的像素行Lp2。
因此,在该情况下,例如,能够构成为在进行图像p1的条纹分量去除处理时使用图像p2的上方的1个像素宽度的像素行的数据,在进行图像p2的条纹分量去除处理时使用图像p3的上方的1个像素宽度的像素行的数据,与本实施方式同样地,针对每个图像p1、p2,进行条纹分量去除处理。
另外,例如也能够构成为,在进行图像p1的条纹分量去除处理时,在图像p1中的与范围Rc(参照图20)相比的图像上侧,选出1个像素宽度的像素行Lp1、Lp2,假设其中的像素行Lp2如图20所示存在于与范围Rc相比的图像下侧,并与本实施方式同样地,针对每个图像p1、p2,进行条纹分量去除处理。
另外,放射线图像摄影系统50的图像处理装置C在改进了的条纹分量去除处理中包括的平滑化处理中,针对示出存在于在图像中设定的包括条纹分量的区域R内的、在水平方向上延伸的被摄体构造物B的像素,反映由与示出该被摄体构造物B的像素以外的像素相比水平方向的尺寸大的低通滤波器实施的平滑化。
因此,关于示出被摄体构造物B的像素以外的像素,有效地去除条纹分量,并且能够抑制存在于区域R内的被摄体构造物B的外形的消失。
另外,在改进了的条纹分量去除处理中,包括被摄体构造物提取处理,在该被摄体构造物提取处理中,针对在图像中设定的包括条纹分量的区域R,通过水平方向的尺寸不同的第一和第二低通滤波器分别进行平滑化,从而,从分别得到的第一和第二平滑化图像ph1、ph2的各自减去它们的DC分量(第一和第二插值处理图像),分别提取第一和第二条纹图像,从针对包括条纹分量的区域R分别加上各个第一和第二条纹图像而得到的第一和第二参照图像的差分图像ps提取被摄体构造物。
因此,能够高精度地提取在包括条纹分量的区域R中包括的被摄体构造物,由此,能够进行恰当的平滑化处理,能够更有效地抑制被摄体构造物B的外形的消失。
另外,在改进了的条纹分量去除处理的平滑化处理中,按对应于通过被摄体构造物提取处理从差分图像ps提取出的被摄体构造物的多个像素的像素值的大小的比率,将由第一低通滤波器平滑化而得到的像素值与由第二低通滤波器平滑化而得到的像素值合成,从而校正针对包括条纹分量的区域内的被摄体构造物的多个像素的像素值,从而进行实质上与由与被摄体构造物的多个像素以外的像素相比尺寸较大的低通滤波器实施的平滑化等同的处理。
因此,关于被摄体构造物的多个像素,能够反映由更大尺寸的低通滤波器实施的平滑化,所以,能够更有效地抑制被摄体构造物B的外形的消失。
另外,在改进了的条纹分量去除处理的平滑化处理中,在通过对应于通过被摄体构造物提取处理从差分图像ps提取出的被摄体构造物的多个像素的像素值的大小的尺寸的低通滤波器进行针对包括条纹分量的区域内的被摄体构造物的多个像素的平滑化的情况下,关于被摄体构造物的多个像素,能够分别通过适当的尺寸的低通滤波器进行平滑化,所以能够更有效地抑制被摄体构造物B的外形的消失。
另外,在改进了的条纹分量去除处理中,针对示出通过条纹图像提取处理从包括条纹分量的区域去除了条纹分量的区域R中包括的在水平方向上延伸的被摄体构造物B的像素的一部分或者全部,进行在垂直方向上进行平滑化的垂直平滑化处理,所以能够抑制由尺寸大的低通滤波器实施的条纹分量去除效果的降低。
[关于构造物分量未映入到图像中的情况]
然而,根据装载于摄影台51A的支架51a的前方的放射线图像摄影装置Pb(参照图6)的构造等,有时在由后方的放射线图像摄影装置Pa拍摄得到的图像p中映入条纹分量CL,但不映入构造物分量CS,或者即使映入也小到几乎无法视觉辨认。
但是,在这样的情况下,也与上述实施方式完全同样地,能够构成为将各图像p1~p3结合而进行条纹分量去除处理,或者不将图像p1~p3结合,针对每个图像p1、p2进行条纹分量去除处理。此外,在该情况下,例如,不需要图7、图26所示的流程中的步骤S1、S2的处理,也不需要准备校准用图像p cal等。然后,如图19等所示地进行条纹分量去除处理。
并且,在该情况下,也能够构成为进行如下图像处理:在将各图像p1~p3结合而进行条纹分量去除处理的情况下,在结合图像p long*中,并且在不结合图像p1~p3而针对图像p1、p2中的每个图像进行条纹分量去除处理的情况下,在各图像p1、p2中,与上述同样地,以使从结合图像p long*、图像p1、p2去除了条纹分量CL的部分的对比度、粒状性与结合图像p long*、图像p1、p2的其他部分(特别是存在过构造物分量CS、条纹分量CL的部分的周边区域)的对比度、粒状性一致的方式进行调整(即进行强调、平滑化处理)。
然后,通过这样构成,与上述同样地,能够避免从结合图像p long*、各图像p1、p2去除了构造物分量CS、条纹分量CL的部分变得显眼。
此外,本发明不限定于上述实施方式、变形例等,只要不脱离本发明的主旨,能够适当变更,这自不待言。
将在2016年6月24日提交的日本特愿2016-125457号的全部公开内容全部并入到本申请。

Claims (8)

1.一种放射线图像摄影系统,其特征在于,具备:
摄影台,具备能够装载多个放射线图像摄影装置的支架;
放射线照射装置,能够同时对装载于所述支架的多个所述放射线图像摄影装置照射放射线;以及
图像处理装置,根据由多个所述放射线图像摄影装置得到的图像数据,分别生成多个图像,
在将装载于所述支架的多个所述放射线图像摄影装置中的与所述放射线照射装置接近的所述放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置、将离所述放射线照射装置远的所述放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置时,在从所述放射线照射装置侧观察的情况下,在所述支架内,所述前方的放射线图像摄影装置的端部与所述后方的放射线图像摄影装置的端部在前后方向上相互重叠,
所述图像处理装置进行从所生成的所述图像去除存在于所述图像中的条纹分量的条纹分量去除处理而进行所述图像的图像校正处理,并且,
所述条纹分量去除处理包括:
平滑化处理,针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化的低通滤波器进行平滑化而形成平滑化图像;以及
条纹图像提取处理,从所述平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域加上所述条纹图像,进行所述条纹分量的去除,其中,所述插值处理图像是对该平滑化图像的包括所述条纹分量的区域在垂直方向上进行插值处理而得到的,
在所述平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,其中,所述被摄体构造物存在于在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域内,并在水平方向上延伸。
2.根据权利要求1所述的放射线图像摄影系统,其特征在于,
在所述条纹分量去除处理中,
针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,从第一平滑化图像和第二平滑化图像分别减去第一插值处理图像和第二插值处理图像,提取第一条纹图像和第二条纹图像,其中,所述第一平滑化图像和第二平滑化图像是通过由水平方向的尺寸不同的第一低通滤波器和第二低通滤波器分别进行平滑化而分别得到的,所述第一插值处理图像和第二插值处理图像是针对该第一平滑化图像和第二平滑化图像在垂直方向上进行插值处理而得到的,
所述条纹分量去除处理包括被摄体构造物提取处理,在该被摄体构造物提取处理中,从差分图像提取所述被摄体构造物,所述差分图像是从第一参照图像和第二参照图像中的一方减去另一方得到的,所述第一参照图像和第二参照图像是对包括所述条纹分量的区域分别加上所述第一条纹图像和第二条纹图像而得到的。
3.根据权利要求2所述的放射线图像摄影系统,其特征在于,
具备存储部,该存储部存储水平方向的尺寸不同的多个低通滤波器,
在所述平滑化处理中,
通过所述低通滤波器,针对包括所述条纹分量的区域内的所述被摄体构造物的多个像素进行平滑化,其中,所述低通滤波器具有与通过所述被摄体构造物提取处理从所述差分图像提取出的被摄体构造物的多个像素的像素值的大小对应的尺寸。
4.根据权利要求2所述的放射线图像摄影系统,其特征在于,
在所述平滑化处理中,
按与通过所述被摄体构造物提取处理从所述差分图像提取出的被摄体构造物的多个像素的像素值的大小对应的比率,将由所述第一低通滤波器进行平滑化而得到的像素值与由所述第二低通滤波器进行平滑化而得到的像素值合成,从而校正包括所述条纹分量的区域内的所述被摄体构造物的多个像素的像素值。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的放射线图像摄影系统,其特征在于,
所述条纹分量去除处理包括垂直平滑化处理,
在所述垂直平滑化处理中,针对表示被摄体构造物的像素的一部分或者全部,在垂直方向上进行平滑化,其中,该被摄体构造物包含于通过所述条纹图像提取处理从包括所述条纹分量的区域去除了所述条纹分量的区域中,并在所述水平方向上延伸。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的放射线图像摄影系统,其特征在于,
所述条纹分量是由于多个所述放射线图像摄影装置在前后方向上相互重叠而产生的条纹分量。
7.一种图像处理装置,其中,
在将装载于摄影台的多个支架的多个放射线图像摄影装置中的与放射线照射装置接近的所述放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置、将离所述放射线照射装置远的所述放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置时,
根据在如下状态下同时照射放射线而通过多个所述放射线图像摄影装置得到的图像数据,分别生成多个图像,其中,所述状态是在从所述放射线照射装置侧观察的情况下在所述支架内所述前方的放射线图像摄影装置的端部与所述后方的放射线图像摄影装置的端部在前后方向上相互重叠的状态,
所述图像处理装置的特征在于,
进行从所生成的所述图像去除存在于所述图像中的条纹分量的条纹分量去除处理而进行所述图像的图像校正处理,并且,
所述条纹分量去除处理包括:
平滑化处理,针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化的低通滤波器进行平滑化而形成平滑化图像;以及
条纹图像提取处理,从所述平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域加上所述条纹图像,进行所述条纹分量的去除,其中,所述插值处理图像是对该平滑化图像的包括所述条纹分量的区域在垂直方向上进行插值处理而得到的,
在所述平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,其中,所述被摄体构造物存在于在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域内,并在水平方向上延伸。
8.一种由图像处理装置进行的图像处理方法,其中,
在将装载于摄影台的多个支架的多个放射线图像摄影装置中的与放射线照射装置接近的所述放射线图像摄影装置称为前方的放射线图像摄影装置、将离所述放射线照射装置远的所述放射线图像摄影装置称为后方的放射线图像摄影装置时,
所述图像处理装置根据在如下状态下同时照射放射线而通过多个所述放射线图像摄影装置得到的图像数据,分别生成多个图像,其中,所述状态是在从所述放射线照射装置侧观察的情况下在所述支架内所述前方的放射线图像摄影装置的端部与所述后方的放射线图像摄影装置的端部在前后方向上相互重叠的状态,
所述图像处理方法的特征在于,
进行从所生成的所述图像去除存在于所述图像中的条纹分量的条纹分量去除处理而进行所述图像的图像校正处理,并且,
所述条纹分量去除处理包括:
平滑化处理,针对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域,通过在水平方向上进行平滑化的低通滤波器进行平滑化而形成平滑化图像;以及
条纹图像提取处理,从所述平滑化图像减去插值处理图像来提取条纹图像,对在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域加上所述条纹图像,进行所述条纹分量的去除,其中,所述插值处理图像是对该平滑化图像的包括所述条纹分量的区域在垂直方向上进行插值处理而得到的,
在所述平滑化处理中进行如下处理:针对表示被摄体构造物的像素,反映由与表示该被摄体构造物的像素以外的像素相比水平方向的尺寸更大的低通滤波器实施的平滑化,其中,所述被摄体构造物存在于在所述图像中设定的包括所述条纹分量的区域内,并在水平方向上延伸。
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