JP2004275362A - 画像実寸算出方法、画像計測方法および画像出力方法、ならびにそれらの装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線画像における実寸をより正確に算出する。
【解決手段】画像データ取得手段10により被写体81とともに放射線撮影可能なスケール82を写し込んだ放射線画像Pを表す画像データPを取得する。画素数計数手段20は取得した画像データPに対して画像認識処理を施し、当該放射線画像P中のスケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsを計数し、尺度情報生成手段30が長さLsを上記画素数Nsで割ることにより、放射線画像Pにおける1画素あたりの実空間上での長さを表す尺度Scを算出する。尺度Scを用いて、放射線画像Pにおける実寸計測、実寸大の放射線画像Pの表示やプリントを行う。
【選択図】 図1
【解決手段】画像データ取得手段10により被写体81とともに放射線撮影可能なスケール82を写し込んだ放射線画像Pを表す画像データPを取得する。画素数計数手段20は取得した画像データPに対して画像認識処理を施し、当該放射線画像P中のスケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsを計数し、尺度情報生成手段30が長さLsを上記画素数Nsで割ることにより、放射線画像Pにおける1画素あたりの実空間上での長さを表す尺度Scを算出する。尺度Scを用いて、放射線画像Pにおける実寸計測、実寸大の放射線画像Pの表示やプリントを行う。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像における実寸を算出する方法および装置に関し、特に詳しくは、放射線画像中の被写体を実寸で計測する方法、放射線画像を実寸大で出力する方法およびそれらの装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、表示画面に被写体を表す画像を表示させ、画像中の被写体についてある特定の距離を計測したり、また、被写体を表す画像とその他の画像とを表示画面上で重ね合せ表示させ、被写体とその他のものについて比較検討や適合性の確認等が行われている。医療分野においては、例えば、人体の胸部放射線画像上で胸郭の幅を計測したり、骨部を含む放射線画像とその骨部に適用しようとする人工骨のテンプレートを表す画像とを表示画面上で重ね合せ表示させ、テンプレートの骨部への適合性を確認したりすることが行われている。
【0003】
表示画面に表示された画像中の被写体について実寸を計測するには、当該画像における実寸を算出するための、画像上での距離と実空間上での距離との比を表す、当該画像における長さの尺度を知る必要があり、また、被写体画像とその他の画像とを重ね合せ表示させる場合にも、被写体とその他のものとのサイズを相対的に合わせるために、被写体画像における長さの尺度を知る必要がある。
【0004】
一般的に表示画面に表示される画像はデジタル画像なので、画像における長さの尺度は、1画素あたりの実空間上での大きさで表すことができる。この1画素あたりの実空間上での大きさは、画像が切り出した領域の実寸サイズをその画像に割り当てられた画素数で分割することにより求めることができる。例えば、放射線画像の場合には、被写体に対して放射された放射線を検出する検出器の検出面の実寸サイズとそれを割り当てる画素サイズとから、1画素に対応する検出面上での大きさを求めることができる。
【0005】
しかし実際には、放射線は被写体に対してある角度で広がって放射されるものであり、また、撮影装置の構造上の制約により検出器の検出面と被写体とが空間的に離れているため、検出面で検出される被写体の像の大きさは、被写体の実際の大きさよりも大きくなり、したがって、1画素に対応する被写体の大きさは、1画素に対応する検出面上の大きさとは異なることになる。そこで、検出面上での被写体の像の大きさと被写体の実際の大きさとの比率を実験的または経験的に求め、その比率を用いて、撮影された放射線画像における長さの尺度を、被写体の実際の大きさに対応するよう補正することが行われている。なお、これと略同じ概念を有する手法として、特許文献1により、ある撮影系でテストピースを撮影し、画像処理により同テストピースの特定部位の画素数を計数し、得られた画素数と予め計測しておいた特定部位の寸法とから、1画素あたりの長さを表す分解能を算出し、その分解能に基づいて、同撮影系で撮影された被計測物を実寸で計測する手法が提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特願平10−21409号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、医療分野における放射線撮影においては、被写体の部位やその姿勢を変化させて撮影することが多く、撮影ごとに撮影条件が調整されたり、被写体の空間上での位置や厚さなどが変化したりするため、撮影系や被写体の形態が常にばらつく傾向にある。また、撮影された放射線画像において算出される実寸は本来高い精度が要求されるものであり、算出される実寸はより正確であることが望ましい。
【0008】
しかしながら、上記分解能は一般的に撮影系や被写体の形態に依存するものであるから、上記の手法により、予め算出された分解能を用いて上述のような医療分野の放射線撮影された個々の画像において実寸を算出した場合、その実寸には撮影系や被写体の形態の違いによる誤差が含まれてしまい正確さに欠ける。
【0009】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、放射線画像における実寸をより正確に算出することが可能な画像実寸算出方法、放射線画像中の被写体についての実寸をより正確に計測することが可能な画像計測方法、および放射線画像の実寸大の可視像をより正確に出力することが可能な画像出力方法ならびにそれらの装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像実寸算出方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに基づいて、放射線画像における実寸を算出することを特徴とする方法である。
【0011】
また、本発明の画像実寸算出装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに基づいて、放射線画像における実寸を算出する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】
ここで、「放射線撮影が可能なスケール」とは、放射線撮影により得られた放射線画像において、そのスケールの像が濃淡情報として現れ得るスケールという意味であり、例えば、鉛等の金属でできたものなどが考えられる。また「スケール」は、スケール自身の形状や目盛りによって所定の長さが示されるものであれば、どのようなものであってもよく、例えば、いずれかの辺の長さが所定の長さを示す長方形状のものや、所定の間隔で目盛りが付された長尺形状のものなどが考えられる。また、「スケールが示す長さ」とは、上記のようなスケールが実空間上で示す所定の長さのことである。なお、スケールは、被写体を透過した放射線を検出する位置からの距離が被写体と略等しい位置に配置されるものであり、被写体の厚み方向の中間の位置に配置されるのが適当である。
【0013】
本発明の画像計測方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像中の被写体についての実寸を計測することを特徴とする方法である。
【0014】
また、本発明の画像計測装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数する画素数計数手段と、スケールが示す長さと画素数計数手段により計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成する尺度情報生成手段と、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像中の被写体についての実寸を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0015】
「尺度情報」は、放射線画像上での距離に対応する実空間上での距離を表す情報であり、例えば、放射線画像を表す画像データにおける1画素に対応する実空間上での大きさ(画素の一辺に対応する実際の長さ)で表すことができる。
【0016】
画素数計数手段は、放射線画像中に含まれるスケールを抽出し、そのスケールの形状またはスケールに付された目盛りによって示される長さに対応する画素数を計数する。放射線画像中のスケールの抽出は、画像データに対して公知の画像認識処理を施すことにより行ってもよいし、表示画面に表示させた放射線画像上で、スケールのエッジや目盛りの位置をポインティングデバイスによって指定することにより行ってもよい。
【0017】
尺度情報生成手段は、例えば、スケールが示す長さを、画素数計数手段により計数された画素数で割ることにより、尺度情報としての、画像データにおける1画素の一辺に対応する実空間上での長さを求めることができる。
【0018】
計測手段は、被写体の所定の部位を、公知の画像認識技術を用いて抽出し、その特定の部位についての長さに対応する画素数を求め、その画素数に上記尺度情報が表す1画素あたりの長さを乗じて、その特定の部位の長さを実寸で計測するものであってもよいし、表示画面に表示させた放射線画像上で、所望の2点をポインティングデバイスによって手動で指定し、その2点間の距離に対応する画素数を求め、その画素数に上記尺度情報を乗じて、その2点間の距離を実寸で計測するようにしてもよい。
【0019】
本発明の画像出力方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像を実寸大の可視画像として出力することを特徴とする方法ある。
【0020】
また、本発明の画像出力装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数する画素数計数手段と、スケールが示す長さと画素数計数手段により計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成する尺度情報生成手段と、画像データに基づいて画像データが表す放射線画像を可視像として出力する出力手段であって、放射線画像が実寸大の可視像として出力されるように、尺度情報に基づいて、画像データにおける画素数に対する出力される可視像における長さの関係を制御する制御手段を備えた出力手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0021】
出力手段は、例えば、CRTや液晶パネル等のディスプレイモニタ上に実寸大の放射線画像を表示するものであってもよいし、紙やフイルム等の記録媒体上に実寸大の放射線画像をプリントするものであってもよい。
【0022】
なお、上記放射線画像は、工業製品を撮影した画像であってもよいし、人体や動物体を撮影した医用画像であってもよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明の画像実寸算出方法および装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに基づいて、放射線画像における実寸を算出するものであり、放射線画像における実寸を、その放射線画像が表す実空間上に被写体とともに実際に配置されたスケールが示す長さをもとに算出するものなので、従来のような、経験的または実験的手法により一意的に決定された、放射線画像における長さの尺度を用いて算出するものと異なり、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸を算出することができる。
【0024】
本発明の画像計測方法および装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像中の被写体についての実寸を計測するものであり、その放射線画像が表す実空間上に被写体とともに実際に配置されたスケールが示す長さをもとに生成された、放射線画像における長さの尺度を用いて、当該放射線画像中の被写体についての寸法の計測を行うものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸計測を行うことができる。
【0025】
本発明の画像出力方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像を実寸大の可視画像として出力することを特徴とする方法であり、また、その装置は、放射線画像が実寸大の可視像として出力されるように、尺度情報に基づいて、画像データにおける画素数に対する出力される可視像における長さの関係を制御し、画像データが表す放射線画像を実寸大の可視像として出力するものであり、放射線画像が表す実空間上に被写体とともに実際に配置されたスケールが示す長さをもとに生成された、放射線画像における長さの尺度を用いて、当該放射線画像の実寸大の可視画像を出力するものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸大の画像を出力することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像計測装置の実施の形態について説明する。図1は、本発明による画像計測装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
【0027】
図1に示す画像計測装置は、被写体81とともに放射線(以下、X線という)撮影が可能なスケール82を写し込んだX線画像Pを担持する画像データPを取得する画像データ取得手段10と、取得された画像データPが表すX線画像P(簡便のため、画像データとその画像データが表す画像とを同じ記号で表す)中のスケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsを計数する画素数計数手段20と、スケール82が示す長さLsと画素数計数手段20により計数された画素数Nsとに基づいて、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sを生成する尺度情報生成手段30と、尺度情報Sに基づいて、画像データPが表すX線画像P中の被写体についての実寸を計測する計測手段40とを備えている。
【0028】
画像データ取得手段10は、さらに、X線を被写体81に対して放射するX線菅球11と、被写体81を透過したX線を検出するX線検出器12と、X線検出器12から出力されるアナログ検出信号をデジタル信号に変換して画像データPを得るアナログ・デジタル変換器13(以下、A/D変換器と表す)とにより構成されている。
【0029】
計測手段40は、画像データPに基づいて、図示しない画像表示装置(CRTや液晶ディスプレイ等)の表示画面にX線画像Pを表示させ、表示されたX線画像P上で所望の2点を、図示しないポインティングデバイス(マウスやタッチパネル等)を用いて指定し、指定された2点間の距離に対応する画素数(斜めの場合は、その斜めのラインに沿って画素を並べたときに相当する画素数)を計数し、計数した画素数に尺度情報Sで表される1画素あたりの実際の長さを乗じて、所望の2点間距離を実寸で計測する。
【0030】
次に、本実施形態による画像計測装置1の作用について説明する。なお、本実施形態において、被写体81は人体の腰部とする。また、スケール82は、長手方向の長さがLsである鉛製のスケールとし、被写体81の厚み方向における中間の位置に配置されるものとする。
【0031】
まず、寝台に横たわった人体の腰部81、およびその傍らに腰部の厚さ方向の中間の高さ位置に配置されたスケール82に対して、X線管球11を用いてX線を放射し、被写体を透過したX線を寝台に設置されたX線検出器12で検出する。X線検出器12から出力されるアナログ検出信号をA/D変換器13に通して画像データPを得る。画像データPが表すX線画像Pは、図2に示すような、被写体81とスケール82がともに含まれる画像となる。なお、スケール82は、被写体の位置や厚さに応じてその高さ位置が容易に調整できるよう、スケール本体を支持する脚部等が伸縮可能な機構になっているものが望ましい。
【0032】
画素数計数手段20は、得られた画像データPに対して画像認識処理を施すことによりX線画像P中のスケール82を抽出し、スケール82の長手方向の長さLsに対応する画像数Nsを計数する。画像認識処理には、例えば、スケール82の形状を予めテンプレートとして登録しておき、テンプレートマッチングによる手法を用いて行えばよい。
【0033】
尺度情報生成手段30は、式(1)に従って、すなわちスケール82が示す長さLsを、画素数計数手段20により計数された、スケール82の長さLsに対応する画素数Nsで割る演算を行うことにより、1画素の一辺あたりの長さを表す尺度Scを、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sとして生成する。
【0034】
Sc=Ls/Ns ・・・(1)
計測手段40は、画像データPに基づいてX線画像Pを表示装置の表示画面に表示させ、この表示画面において、ユーザがポインティングデバイスを用いて指定した2点によって特定される2点間距離に対応する画素数Ndを計数し、尺度Scに画素数Ndを乗じて、X線画像Pにおける上記の2点間距離を実寸で算出する。
【0035】
このような画像計測装置1によれば、X線画像Pが表す実空間上に被写体81とともに実際に配置されたスケール82が示す長さLsをもとに生成された、X線画像Pにおける長さの尺度Scを用いて、当該放射線画像中の被写体についての寸法の計測を行うものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸計測を行うことができる。そして、得られた計測値をその計測値による閾値判定や被写体の大きさに関連する設計に用いることにより、より精度の高い判定または設計を行うことができる。
【0036】
なお、上記計測手段40は、画像データPに対して画像認識処理を施すことにより、予め決められた被写体の計測対象部分を認識し、その計測対象部分の長さに相当する画素数を計数し、その画素数に1画素あたりの実際の長さを表す尺度Scを掛け合わせることにより、計測対象部分の実寸計測を行うようにしてもよい。
【0037】
本発明の画像出力装置の実施の形態について説明する。図3は、本発明による画像出力装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
【0038】
図3に示す画像出力装置2は、被写体81とともにX線撮影が可能なスケール82を写し込んだX線画像Pを担持する画像データPを取得する画像データ取得手段10と、取得された画像データPが表すX線画像P中のスケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsを計数する画素数計数手段20と、スケール82が示す長さLsと画素数計数手段20により計数された画素数Nsとに基づいて、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sを生成する尺度情報生成手段30と、画像データPに基づいてこの画像データが表すX線画像Pを可視像として出力する出力手段であって、X線画像Pが実寸大の可視像として出力されるように、尺度情報Sに基づいて、画像データPにおける画素数に対応する出力される可視像における長さの関係を制御する制御手段51を備えた出力手段50とを備えている。
【0039】
画像データ取得手段10は、上記画像計測装置1と同様、さらに、X線菅球11と、X線検出器12と、A/D変換器13とにより構成されている。
【0040】
出力手段50は、X線画像Pの実寸大の可視像をフイルム上にプリントするプリント手段とする。
【0041】
次に、本実施形態による画像出力装置2の作用について説明する。なお、本実施形態においては、上記画像計測装置の実施形態と同様、被写体81は人体の腰部とする。また、スケール82は、長手方向の長さがLsの金属製のものとし、被写体81の厚み方向における中間の位置に配置されるものとする。
【0042】
本実施形態において、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sとして、1画素の一辺あたりの長さを表す尺度Scを生成するまでの過程は、上記画像計測装置1の実施形態と同様である。
【0043】
その後、出力手段50が備えた制御手段51が、X線画像Pが実寸大でプリントされるように、尺度情報Sとプリントする際の分解能(ドットピッチ)を表す情報とをもとに、画像データPにおける1画素を何ドットでプリントするかというプリント条件を決め、出力手段50は、その決められたプリント条件にしたがって、X線画像Pを実寸大の可視像としてフイルム上にプリントする。
【0044】
このような画像出力装置2によれば、被写体81とともに撮影されたスケール82が示す実空間上での長さLsをもとに生成された、X線画像Pにおける長さの尺度Sを用いて、当該X線画像Pの実寸大の可視画像を出力するものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸大の画像を出力することができる。
【0045】
なお、出力手段50は、実寸大のX線画像PをCRTや液晶パネル等のモニタ画面に表示する表示手段であってもよく、この場合には、制御手段51が、尺度情報Sとモニタ画面上での表示エリアの実サイズおよび画素サイズを表す情報とをもとに、画像データPにおける1画素を表示エリア上何画素で表示するかという表示条件を決め、出力手段50は、その決められた表示条件にしたがって、X線画像Pを実寸大の可視像としてモニタ画面上に表示する。
【0046】
このようにして得られた実寸大のX線画像は、実物と同じ大きさであるが故の利点があり、例えば、被写体に対する比較対象物を、実物のまま、表示画面や記録媒体上に表された画像に重ねて観察することにより、大きさの比較、適合性の確認などを高い精度で行うことができ、特に紙やフイルム等の記録媒体上にプリントされた画像においては、その画像上でスケールを用いて実寸を計測したり、手書きで情報を書き込んだりすることができ、各種検討用の資料として用いることもできる。
【0047】
なお、上記画像計測装置1および画像出力装置2の実施形態においては、スケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsは、画像認識を用いて認識するようにしているが、別の手法として、画像データPに基づいてCRTや液晶ディスプレイ等の表示画面にX線画像Pを表示させ、表示されたX線画像P上のスケール82が示す長さLsに対応する2点(本実施形態では、スケールの長手方向の両端点)を、マウス等のポインティングデバイスを用いて指定することにより認識することもできる。
【0048】
なお、取得された画像データPが表すX線画像Pには、被写体とともにスケールが写り込んでいるので、スケール82をそのスケール自身に付された目盛りによって所定の長さを示すものとすれば、表示またはプリントされたX線画像Pを見るだけであっても、スケール82が示す目盛りを基準に当該画像中の被写体81の大きさを直感的に把握することができるという効果が生じる。
【0049】
また、生成された尺度情報Sは、画像の実寸での計測や出力に用いるだけでなく、そのほかに、取得されたX線画像における寸法に正確さが要求される処理に対して利用することができる。例えば、取得された被写体を表すX線画像と比較対象物を表す画像とを表示画面上で重ね合せ表示させる場合にも、被写体と比較対象物とのサイズを相対的に高い精度で合わせることができ、より正確な比較検討・判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像計測装置1の構成を示したブロック図
【図2】取得された画像データPが表すX線画像Pを示した図
【図3】画像出力装置2の構成を示したブロック図。
【符号の説明】
1 画像計測装置
2 画像出力装置
10 画像データ取得手段
11 X線管球
12 X線検出器
13 A/D変換器
20 画素数計数手段
30 尺度情報生成手段
40 計測手段
50 出力手段
51 制御手段
81 被写体
82 スケール
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像における実寸を算出する方法および装置に関し、特に詳しくは、放射線画像中の被写体を実寸で計測する方法、放射線画像を実寸大で出力する方法およびそれらの装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、表示画面に被写体を表す画像を表示させ、画像中の被写体についてある特定の距離を計測したり、また、被写体を表す画像とその他の画像とを表示画面上で重ね合せ表示させ、被写体とその他のものについて比較検討や適合性の確認等が行われている。医療分野においては、例えば、人体の胸部放射線画像上で胸郭の幅を計測したり、骨部を含む放射線画像とその骨部に適用しようとする人工骨のテンプレートを表す画像とを表示画面上で重ね合せ表示させ、テンプレートの骨部への適合性を確認したりすることが行われている。
【0003】
表示画面に表示された画像中の被写体について実寸を計測するには、当該画像における実寸を算出するための、画像上での距離と実空間上での距離との比を表す、当該画像における長さの尺度を知る必要があり、また、被写体画像とその他の画像とを重ね合せ表示させる場合にも、被写体とその他のものとのサイズを相対的に合わせるために、被写体画像における長さの尺度を知る必要がある。
【0004】
一般的に表示画面に表示される画像はデジタル画像なので、画像における長さの尺度は、1画素あたりの実空間上での大きさで表すことができる。この1画素あたりの実空間上での大きさは、画像が切り出した領域の実寸サイズをその画像に割り当てられた画素数で分割することにより求めることができる。例えば、放射線画像の場合には、被写体に対して放射された放射線を検出する検出器の検出面の実寸サイズとそれを割り当てる画素サイズとから、1画素に対応する検出面上での大きさを求めることができる。
【0005】
しかし実際には、放射線は被写体に対してある角度で広がって放射されるものであり、また、撮影装置の構造上の制約により検出器の検出面と被写体とが空間的に離れているため、検出面で検出される被写体の像の大きさは、被写体の実際の大きさよりも大きくなり、したがって、1画素に対応する被写体の大きさは、1画素に対応する検出面上の大きさとは異なることになる。そこで、検出面上での被写体の像の大きさと被写体の実際の大きさとの比率を実験的または経験的に求め、その比率を用いて、撮影された放射線画像における長さの尺度を、被写体の実際の大きさに対応するよう補正することが行われている。なお、これと略同じ概念を有する手法として、特許文献1により、ある撮影系でテストピースを撮影し、画像処理により同テストピースの特定部位の画素数を計数し、得られた画素数と予め計測しておいた特定部位の寸法とから、1画素あたりの長さを表す分解能を算出し、その分解能に基づいて、同撮影系で撮影された被計測物を実寸で計測する手法が提案されている。
【0006】
【特許文献1】
特願平10−21409号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、医療分野における放射線撮影においては、被写体の部位やその姿勢を変化させて撮影することが多く、撮影ごとに撮影条件が調整されたり、被写体の空間上での位置や厚さなどが変化したりするため、撮影系や被写体の形態が常にばらつく傾向にある。また、撮影された放射線画像において算出される実寸は本来高い精度が要求されるものであり、算出される実寸はより正確であることが望ましい。
【0008】
しかしながら、上記分解能は一般的に撮影系や被写体の形態に依存するものであるから、上記の手法により、予め算出された分解能を用いて上述のような医療分野の放射線撮影された個々の画像において実寸を算出した場合、その実寸には撮影系や被写体の形態の違いによる誤差が含まれてしまい正確さに欠ける。
【0009】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、放射線画像における実寸をより正確に算出することが可能な画像実寸算出方法、放射線画像中の被写体についての実寸をより正確に計測することが可能な画像計測方法、および放射線画像の実寸大の可視像をより正確に出力することが可能な画像出力方法ならびにそれらの装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像実寸算出方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに基づいて、放射線画像における実寸を算出することを特徴とする方法である。
【0011】
また、本発明の画像実寸算出装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに基づいて、放射線画像における実寸を算出する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】
ここで、「放射線撮影が可能なスケール」とは、放射線撮影により得られた放射線画像において、そのスケールの像が濃淡情報として現れ得るスケールという意味であり、例えば、鉛等の金属でできたものなどが考えられる。また「スケール」は、スケール自身の形状や目盛りによって所定の長さが示されるものであれば、どのようなものであってもよく、例えば、いずれかの辺の長さが所定の長さを示す長方形状のものや、所定の間隔で目盛りが付された長尺形状のものなどが考えられる。また、「スケールが示す長さ」とは、上記のようなスケールが実空間上で示す所定の長さのことである。なお、スケールは、被写体を透過した放射線を検出する位置からの距離が被写体と略等しい位置に配置されるものであり、被写体の厚み方向の中間の位置に配置されるのが適当である。
【0013】
本発明の画像計測方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像中の被写体についての実寸を計測することを特徴とする方法である。
【0014】
また、本発明の画像計測装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数する画素数計数手段と、スケールが示す長さと画素数計数手段により計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成する尺度情報生成手段と、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像中の被写体についての実寸を計測する計測手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0015】
「尺度情報」は、放射線画像上での距離に対応する実空間上での距離を表す情報であり、例えば、放射線画像を表す画像データにおける1画素に対応する実空間上での大きさ(画素の一辺に対応する実際の長さ)で表すことができる。
【0016】
画素数計数手段は、放射線画像中に含まれるスケールを抽出し、そのスケールの形状またはスケールに付された目盛りによって示される長さに対応する画素数を計数する。放射線画像中のスケールの抽出は、画像データに対して公知の画像認識処理を施すことにより行ってもよいし、表示画面に表示させた放射線画像上で、スケールのエッジや目盛りの位置をポインティングデバイスによって指定することにより行ってもよい。
【0017】
尺度情報生成手段は、例えば、スケールが示す長さを、画素数計数手段により計数された画素数で割ることにより、尺度情報としての、画像データにおける1画素の一辺に対応する実空間上での長さを求めることができる。
【0018】
計測手段は、被写体の所定の部位を、公知の画像認識技術を用いて抽出し、その特定の部位についての長さに対応する画素数を求め、その画素数に上記尺度情報が表す1画素あたりの長さを乗じて、その特定の部位の長さを実寸で計測するものであってもよいし、表示画面に表示させた放射線画像上で、所望の2点をポインティングデバイスによって手動で指定し、その2点間の距離に対応する画素数を求め、その画素数に上記尺度情報を乗じて、その2点間の距離を実寸で計測するようにしてもよい。
【0019】
本発明の画像出力方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像を実寸大の可視画像として出力することを特徴とする方法ある。
【0020】
また、本発明の画像出力装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数する画素数計数手段と、スケールが示す長さと画素数計数手段により計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成する尺度情報生成手段と、画像データに基づいて画像データが表す放射線画像を可視像として出力する出力手段であって、放射線画像が実寸大の可視像として出力されるように、尺度情報に基づいて、画像データにおける画素数に対する出力される可視像における長さの関係を制御する制御手段を備えた出力手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0021】
出力手段は、例えば、CRTや液晶パネル等のディスプレイモニタ上に実寸大の放射線画像を表示するものであってもよいし、紙やフイルム等の記録媒体上に実寸大の放射線画像をプリントするものであってもよい。
【0022】
なお、上記放射線画像は、工業製品を撮影した画像であってもよいし、人体や動物体を撮影した医用画像であってもよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明の画像実寸算出方法および装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに基づいて、放射線画像における実寸を算出するものであり、放射線画像における実寸を、その放射線画像が表す実空間上に被写体とともに実際に配置されたスケールが示す長さをもとに算出するものなので、従来のような、経験的または実験的手法により一意的に決定された、放射線画像における長さの尺度を用いて算出するものと異なり、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸を算出することができる。
【0024】
本発明の画像計測方法および装置は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像中の被写体についての実寸を計測するものであり、その放射線画像が表す実空間上に被写体とともに実際に配置されたスケールが示す長さをもとに生成された、放射線画像における長さの尺度を用いて、当該放射線画像中の被写体についての寸法の計測を行うものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸計測を行うことができる。
【0025】
本発明の画像出力方法は、被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、取得された画像データが表す放射線画像中のスケールが示す長さに対応する画素数を計数し、スケールが示す長さと計数された画素数とに基づいて、放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、尺度情報に基づいて、画像データが表す放射線画像を実寸大の可視画像として出力することを特徴とする方法であり、また、その装置は、放射線画像が実寸大の可視像として出力されるように、尺度情報に基づいて、画像データにおける画素数に対する出力される可視像における長さの関係を制御し、画像データが表す放射線画像を実寸大の可視像として出力するものであり、放射線画像が表す実空間上に被写体とともに実際に配置されたスケールが示す長さをもとに生成された、放射線画像における長さの尺度を用いて、当該放射線画像の実寸大の可視画像を出力するものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸大の画像を出力することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像計測装置の実施の形態について説明する。図1は、本発明による画像計測装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
【0027】
図1に示す画像計測装置は、被写体81とともに放射線(以下、X線という)撮影が可能なスケール82を写し込んだX線画像Pを担持する画像データPを取得する画像データ取得手段10と、取得された画像データPが表すX線画像P(簡便のため、画像データとその画像データが表す画像とを同じ記号で表す)中のスケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsを計数する画素数計数手段20と、スケール82が示す長さLsと画素数計数手段20により計数された画素数Nsとに基づいて、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sを生成する尺度情報生成手段30と、尺度情報Sに基づいて、画像データPが表すX線画像P中の被写体についての実寸を計測する計測手段40とを備えている。
【0028】
画像データ取得手段10は、さらに、X線を被写体81に対して放射するX線菅球11と、被写体81を透過したX線を検出するX線検出器12と、X線検出器12から出力されるアナログ検出信号をデジタル信号に変換して画像データPを得るアナログ・デジタル変換器13(以下、A/D変換器と表す)とにより構成されている。
【0029】
計測手段40は、画像データPに基づいて、図示しない画像表示装置(CRTや液晶ディスプレイ等)の表示画面にX線画像Pを表示させ、表示されたX線画像P上で所望の2点を、図示しないポインティングデバイス(マウスやタッチパネル等)を用いて指定し、指定された2点間の距離に対応する画素数(斜めの場合は、その斜めのラインに沿って画素を並べたときに相当する画素数)を計数し、計数した画素数に尺度情報Sで表される1画素あたりの実際の長さを乗じて、所望の2点間距離を実寸で計測する。
【0030】
次に、本実施形態による画像計測装置1の作用について説明する。なお、本実施形態において、被写体81は人体の腰部とする。また、スケール82は、長手方向の長さがLsである鉛製のスケールとし、被写体81の厚み方向における中間の位置に配置されるものとする。
【0031】
まず、寝台に横たわった人体の腰部81、およびその傍らに腰部の厚さ方向の中間の高さ位置に配置されたスケール82に対して、X線管球11を用いてX線を放射し、被写体を透過したX線を寝台に設置されたX線検出器12で検出する。X線検出器12から出力されるアナログ検出信号をA/D変換器13に通して画像データPを得る。画像データPが表すX線画像Pは、図2に示すような、被写体81とスケール82がともに含まれる画像となる。なお、スケール82は、被写体の位置や厚さに応じてその高さ位置が容易に調整できるよう、スケール本体を支持する脚部等が伸縮可能な機構になっているものが望ましい。
【0032】
画素数計数手段20は、得られた画像データPに対して画像認識処理を施すことによりX線画像P中のスケール82を抽出し、スケール82の長手方向の長さLsに対応する画像数Nsを計数する。画像認識処理には、例えば、スケール82の形状を予めテンプレートとして登録しておき、テンプレートマッチングによる手法を用いて行えばよい。
【0033】
尺度情報生成手段30は、式(1)に従って、すなわちスケール82が示す長さLsを、画素数計数手段20により計数された、スケール82の長さLsに対応する画素数Nsで割る演算を行うことにより、1画素の一辺あたりの長さを表す尺度Scを、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sとして生成する。
【0034】
Sc=Ls/Ns ・・・(1)
計測手段40は、画像データPに基づいてX線画像Pを表示装置の表示画面に表示させ、この表示画面において、ユーザがポインティングデバイスを用いて指定した2点によって特定される2点間距離に対応する画素数Ndを計数し、尺度Scに画素数Ndを乗じて、X線画像Pにおける上記の2点間距離を実寸で算出する。
【0035】
このような画像計測装置1によれば、X線画像Pが表す実空間上に被写体81とともに実際に配置されたスケール82が示す長さLsをもとに生成された、X線画像Pにおける長さの尺度Scを用いて、当該放射線画像中の被写体についての寸法の計測を行うものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸計測を行うことができる。そして、得られた計測値をその計測値による閾値判定や被写体の大きさに関連する設計に用いることにより、より精度の高い判定または設計を行うことができる。
【0036】
なお、上記計測手段40は、画像データPに対して画像認識処理を施すことにより、予め決められた被写体の計測対象部分を認識し、その計測対象部分の長さに相当する画素数を計数し、その画素数に1画素あたりの実際の長さを表す尺度Scを掛け合わせることにより、計測対象部分の実寸計測を行うようにしてもよい。
【0037】
本発明の画像出力装置の実施の形態について説明する。図3は、本発明による画像出力装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
【0038】
図3に示す画像出力装置2は、被写体81とともにX線撮影が可能なスケール82を写し込んだX線画像Pを担持する画像データPを取得する画像データ取得手段10と、取得された画像データPが表すX線画像P中のスケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsを計数する画素数計数手段20と、スケール82が示す長さLsと画素数計数手段20により計数された画素数Nsとに基づいて、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sを生成する尺度情報生成手段30と、画像データPに基づいてこの画像データが表すX線画像Pを可視像として出力する出力手段であって、X線画像Pが実寸大の可視像として出力されるように、尺度情報Sに基づいて、画像データPにおける画素数に対応する出力される可視像における長さの関係を制御する制御手段51を備えた出力手段50とを備えている。
【0039】
画像データ取得手段10は、上記画像計測装置1と同様、さらに、X線菅球11と、X線検出器12と、A/D変換器13とにより構成されている。
【0040】
出力手段50は、X線画像Pの実寸大の可視像をフイルム上にプリントするプリント手段とする。
【0041】
次に、本実施形態による画像出力装置2の作用について説明する。なお、本実施形態においては、上記画像計測装置の実施形態と同様、被写体81は人体の腰部とする。また、スケール82は、長手方向の長さがLsの金属製のものとし、被写体81の厚み方向における中間の位置に配置されるものとする。
【0042】
本実施形態において、X線画像Pにおける実寸を表す尺度情報Sとして、1画素の一辺あたりの長さを表す尺度Scを生成するまでの過程は、上記画像計測装置1の実施形態と同様である。
【0043】
その後、出力手段50が備えた制御手段51が、X線画像Pが実寸大でプリントされるように、尺度情報Sとプリントする際の分解能(ドットピッチ)を表す情報とをもとに、画像データPにおける1画素を何ドットでプリントするかというプリント条件を決め、出力手段50は、その決められたプリント条件にしたがって、X線画像Pを実寸大の可視像としてフイルム上にプリントする。
【0044】
このような画像出力装置2によれば、被写体81とともに撮影されたスケール82が示す実空間上での長さLsをもとに生成された、X線画像Pにおける長さの尺度Sを用いて、当該X線画像Pの実寸大の可視画像を出力するものなので、撮影系のばらつきによる寸法の誤差を排除することができ、より正確な実寸大の画像を出力することができる。
【0045】
なお、出力手段50は、実寸大のX線画像PをCRTや液晶パネル等のモニタ画面に表示する表示手段であってもよく、この場合には、制御手段51が、尺度情報Sとモニタ画面上での表示エリアの実サイズおよび画素サイズを表す情報とをもとに、画像データPにおける1画素を表示エリア上何画素で表示するかという表示条件を決め、出力手段50は、その決められた表示条件にしたがって、X線画像Pを実寸大の可視像としてモニタ画面上に表示する。
【0046】
このようにして得られた実寸大のX線画像は、実物と同じ大きさであるが故の利点があり、例えば、被写体に対する比較対象物を、実物のまま、表示画面や記録媒体上に表された画像に重ねて観察することにより、大きさの比較、適合性の確認などを高い精度で行うことができ、特に紙やフイルム等の記録媒体上にプリントされた画像においては、その画像上でスケールを用いて実寸を計測したり、手書きで情報を書き込んだりすることができ、各種検討用の資料として用いることもできる。
【0047】
なお、上記画像計測装置1および画像出力装置2の実施形態においては、スケール82が示す長さLsに対応する画素数Nsは、画像認識を用いて認識するようにしているが、別の手法として、画像データPに基づいてCRTや液晶ディスプレイ等の表示画面にX線画像Pを表示させ、表示されたX線画像P上のスケール82が示す長さLsに対応する2点(本実施形態では、スケールの長手方向の両端点)を、マウス等のポインティングデバイスを用いて指定することにより認識することもできる。
【0048】
なお、取得された画像データPが表すX線画像Pには、被写体とともにスケールが写り込んでいるので、スケール82をそのスケール自身に付された目盛りによって所定の長さを示すものとすれば、表示またはプリントされたX線画像Pを見るだけであっても、スケール82が示す目盛りを基準に当該画像中の被写体81の大きさを直感的に把握することができるという効果が生じる。
【0049】
また、生成された尺度情報Sは、画像の実寸での計測や出力に用いるだけでなく、そのほかに、取得されたX線画像における寸法に正確さが要求される処理に対して利用することができる。例えば、取得された被写体を表すX線画像と比較対象物を表す画像とを表示画面上で重ね合せ表示させる場合にも、被写体と比較対象物とのサイズを相対的に高い精度で合わせることができ、より正確な比較検討・判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像計測装置1の構成を示したブロック図
【図2】取得された画像データPが表すX線画像Pを示した図
【図3】画像出力装置2の構成を示したブロック図。
【符号の説明】
1 画像計測装置
2 画像出力装置
10 画像データ取得手段
11 X線管球
12 X線検出器
13 A/D変換器
20 画素数計数手段
30 尺度情報生成手段
40 計測手段
50 出力手段
51 制御手段
81 被写体
82 スケール
Claims (6)
- 被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、
取得された前記画像データが表す放射線画像中の前記スケールが示す長さに基づいて、前記放射線画像における実寸を算出することを特徴とする画像実寸算出方法。 - 被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、
取得された前記画像データが表す放射線画像中の前記スケールが示す長さに対応する画素数を計数し、
前記スケールが示す長さと前記計数された画素数とに基づいて、前記放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、
前記尺度情報に基づいて、前記画像データが表す放射線画像中の前記被写体についての実寸を計測することを特徴とする画像計測方法。 - 被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得し、
取得された前記画像データが表す放射線画像中の前記スケールが示す長さに対応する画素数を計数し、
前記スケールが示す長さと前記計数された画素数とに基づいて、前記放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成し、
前記尺度情報に基づいて、前記画像データが表す放射線画像を実寸大の可視画像として出力することを特徴とする画像出力方法。 - 被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、
取得された前記画像データが表す放射線画像中の前記スケールが示す長さに基づいて、前記放射線画像における実寸を算出する手段とを備えたことを特徴とする画像実寸算出装置。 - 被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、
取得された前記画像データが表す放射線画像中の前記スケールが示す長さに対応する画素数を計数する画素数計数手段と、
前記スケールが示す長さと前記画素数計数手段により計数された画素数とに基づいて、前記放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成する尺度情報生成手段と、
前記尺度情報に基づいて、前記画像データが表す放射線画像中の前記被写体についての実寸を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする画像計測装置。 - 被写体とともに放射線撮影が可能なスケールを写し込んだ放射線画像を担持する画像データを取得する画像データ取得手段と、
取得された前記画像データが表す放射線画像中の前記スケールが示す長さに対応する画素数を計数する画素数計数手段と、
前記スケールが示す長さと前記画素数計数手段により計数された画素数とに基づいて、前記放射線画像における実寸を表す尺度情報を生成する尺度情報生成手段と、
前記画像データに基づいて該画像データが表す放射線画像を可視像として出力する出力手段であって、前記放射線画像が実寸大の可視像として出力されるように、前記尺度情報に基づいて、前記画像データにおける画素数に対する出力される可視像における長さの関係を制御する制御手段を備えた出力手段とを備えたことを特徴とする画像出力装置。
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