JP2005073283A - Processing unit of radiographic image signal - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a simple operation processing of spatial frequency processing on a radiographic image, and to improve an image quality deterioration by noise. <P>SOLUTION: A processing unit of a radiographic image signal obtains a digital radiographic image signal So, corresponding to a transmission dosage of each part of an object. The processing unit obtains a non-sharp mask signal Su corresponding to a predetermined low frequency from the digital radiation image signal So. Further, the processing unit subtracts a value obtained by multiplying a weak factor K by this non-sharp mask signal Su from the digital radiographic image signal So of the original. The image signal S, obtained by such a calculation, is a signal obtained by reducing the amplitude of the component of the predetermined low frequency or lower, as compared with the original. Thus, the signal of the relatively high-frequency region is frequency-enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は放射線画像信号の処理装置に関し、特に、医療用放射線写真システムにおける画像処理(周波数処理)関する。   The present invention relates to a radiographic image signal processing apparatus, and more particularly to image processing (frequency processing) in a medical radiographic system.

X線画像のような放射線画像は、医療用として多く用いられている。この放射線画像を得る一方法として、被写体を通した放射線を蛍光体層(蛍光スクリーン)に照射し、この可視光を銀塩感光材料を塗布したフィルムに照射して現像する、いわゆる放射線写真方式がある。   Radiation images such as X-ray images are often used for medical purposes. As a method for obtaining this radiographic image, there is a so-called radiographic system in which a phosphor layer (phosphor screen) is irradiated with radiation passing through a subject, and this film is developed by irradiating a film coated with a silver salt photosensitive material. is there.

近年、放射線画像診断技術の進歩に伴い、上記放射線写真を走査し、そこに記録された放射線画像情報を読取り、デジタル信号化した後にCRTや感光材料上に再生する方法が工夫されるようになってきた。それにより、一回の放射線撮影からより多くの診断情報が得られるようになり、診断性能の向上と被爆線量の低減がもたらされる。この方法は、放射線画像情報の保存や検索の効率化という点でも期待がもたれている。   In recent years, with the advancement of radiological image diagnostic technology, a method has been devised in which the above radiograph is scanned, the radiographic image information recorded therein is read, converted into a digital signal, and then reproduced on a CRT or photosensitive material. I came. As a result, more diagnostic information can be obtained from a single radiographing, which improves diagnostic performance and reduces exposure dose. This method is also expected from the viewpoint of efficiency of storing and retrieving radiation image information.

前記写真フィルムを用いた放射線画像情報読取装置においては、放射線画像を記録した写真フィルムを読取光で露光走査し、その反射光又は透過光を光検出器で検出して電気信号に変換するが行われる。
また、一方では銀塩感光材料からなる放射線写真フィルムを使用しないで放射線画像情報を得る方法が工夫されるようになった。この方法としては、被写体を通した放射線をある種の蛍光体に吸収せしめ、しかる後、この蛍光体を例えば、光又は熱エネルギーで励起することにより、この蛍光体が前記吸収により蓄積している放射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を検出して画像化するものがある。具体的には、例えば米国特許第3,859,527 号又は特開昭55−12144 号公報に開示されている。これらは輝尽性蛍光体を用い、可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射線画像変換方法を示したもので、支持体上に輝尽性蛍光体層を形成した放射線画像変換パネルを使用し、この放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放射線を当てて被写体各部の放射線透過度に対応する放射線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しかる後、この輝尽性蛍光体層を前記輝尽励起光で走査することによって該放射線画像変換パネルの各部に蓄積された放射線エネルギーを放射させて、これを光に変換し、この光の強弱による光信号を光電子倍増管、フォトダイオード等の光電変換素子で検出して放射線画像情報を得るものである。
In the radiographic image information reading apparatus using the photographic film, a photographic film on which a radiographic image is recorded is exposed and scanned with reading light, and the reflected light or transmitted light is detected by a photodetector and converted into an electrical signal. Is called.
On the other hand, a method for obtaining radiographic image information without using a radiographic film made of a silver salt photosensitive material has been devised. In this method, the radiation passing through the subject is absorbed by a certain type of phosphor, and then the phosphor is accumulated by the absorption by exciting the phosphor with, for example, light or thermal energy. Some of them emit radiation energy as fluorescence, and detect and image this fluorescence. Specifically, for example, it is disclosed in U.S. Pat. No. 3,859,527 or JP-A-55-12144. These show the radiation image conversion method using a stimulable phosphor and using visible light or infrared as stimulating light, and use a radiation image conversion panel in which a stimulable phosphor layer is formed on a support. Then, radiation transmitted through the subject is applied to the stimulable phosphor layer of the radiation image conversion panel to accumulate radiation energy corresponding to the radiation transmittance of each part of the subject to form a latent image. By scanning the phosphor layer with the stimulated excitation light, radiation energy accumulated in each part of the radiation image conversion panel is radiated and converted into light, and an optical signal due to the intensity of the light is multiplied by photoelectrons. Radiation image information is obtained by detection with a photoelectric conversion element such as a tube or a photodiode.

また、他の方法としては、被写体を透過した放射線を、一様に帯電させたセレン,シリコン等の光導電体層を有する半導体パネルに吸収せしめて静電潜像を形成した後、この半導体パネルを光で走査することにより該パネル上の静電潜像を電気的に検出して画像化するものがある(例えば、特許文献1を参照)。
特開昭54−31219号公報
As another method, the radiation transmitted through the subject is absorbed in a semiconductor panel having a uniformly charged photoconductive layer such as selenium or silicon to form an electrostatic latent image, and then the semiconductor panel. In some cases, an electrostatic latent image on the panel is electrically detected to form an image by scanning with light (for example, see Patent Document 1).
JP 54-31219 A

斯くして得た放射線画像情報は、そのままの状態で、あるいはX線画像による診断性をさらに向上させる目的で空間周波数処理や階調処理等の画像処理が施されて銀塩フィルム,CRT等に出力されて可視化されるか、又は、半導体記憶装置,磁気記憶装置,光ディスク記憶装置等の画像記憶装置に格納され、その後、必要に応じてこれら画像記憶装置から取り出され銀塩フィルム,CRT等に出力されて可視化される。   The radiological image information obtained in this way is used as it is or after being subjected to image processing such as spatial frequency processing and gradation processing for the purpose of further improving diagnostic properties by X-ray images. It is output and visualized, or stored in an image storage device such as a semiconductor storage device, a magnetic storage device, an optical disk storage device, etc., and then taken out from these image storage devices as necessary to a silver salt film, CRT, etc. Output and visualized.

前記空間周波数処理法の1つとして、各画素に対する非鮮鋭マスク信号Susを求め、オリジナル画像信号Sorg、非鮮鋭マスク信号Sus及び強調計数βを用いて、
S'=Sorg+β(Sorg−Sus)
なる演算を実行して空間周波数強調、いわゆるエッジ強調を行い、画像の鮮鋭性を高める処理方法が知られている(特公昭62−62373 号公報等参照)。
As one of the spatial frequency processing methods, an unsharp mask signal Sus for each pixel is obtained, and the original image signal Sorg, the unsharp mask signal Sus and the enhancement factor β are used.
S ′ = Sorg + β (Sorg−Sus)
A processing method for enhancing the sharpness of an image by executing spatial frequency enhancement, so-called edge enhancement, is known (see Japanese Patent Publication No. 62-62373).

しかしながら、上記の空間周波数処理方法では、演算回数が多く、リアルタイムで画像処理を行わせることが困難であるという問題があった。また、前記方法では、高空間周波数領域を強調しているため、画像ノイズが強調されてしまい、画像ノイズによる画質劣化をきたすという問題もあり、特に、放射線量の少ない(信号の小さい)部分における画質低下が著しくなってしまうという欠点を有していた。   However, the above spatial frequency processing method has a problem that it is difficult to perform image processing in real time because the number of operations is large. Further, in the above method, since the high spatial frequency region is emphasized, there is a problem that image noise is emphasized and image quality is deteriorated due to the image noise, particularly in a portion where the radiation dose is small (signal is small). There was a disadvantage that the image quality deteriorated remarkably.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、演算処理が簡単で、処理スピードを改善した新たな周波数処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、高周波数領域のコントラスト(鮮鋭性)を改善しても、信号の小さい部分のノイズによる画質劣化をきたさない新たな周波数処理装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高周波数領域でのコントラストを維持しながら、信号の小さい部分でのノイズによる画質劣化を改善する新たな周波数処理装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new frequency processing apparatus that is simple in arithmetic processing and improved in processing speed. It is another object of the present invention to provide a new frequency processing apparatus that does not cause image quality deterioration due to noise in a small portion of a signal even if the contrast (sharpness) in a high frequency region is improved. Another object of the present invention is to provide a new frequency processing apparatus that improves image quality degradation due to noise in a small portion of a signal while maintaining contrast in a high frequency region.

そのため本発明にかかる放射線画像信号の処理装置は、図1に示すように構成される。
図1において、撮像手段は、被写体を通過した放射線量を検知してデジタル放射線画像
信号に変換し、低周波成分減弱手段は、前記撮像手段で得られたデジタル放射線画像信号の低空間周波数成分の振幅を減弱させる。
Therefore, the radiation image signal processing apparatus according to the present invention is configured as shown in FIG.
In FIG. 1, the imaging means detects the amount of radiation that has passed through the subject and converts it into a digital radiographic image signal, and the low frequency component attenuation means determines the low spatial frequency component of the digital radiographic image signal obtained by the imaging means. Reduce the amplitude.

ここで、前記低周波成分減弱手段が、前記撮像手段で得られたデジタル放射線画像信号から所定の低空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号を求め、この非鮮鋭マスク信号に所定の減弱係数を乗算した値を、前記撮像手段から得たデジタル放射線画像信号から減算することにより、前記所定の低空間周波数以下の成分の振幅を減弱させるよう構成することが好ましい。   Here, the low frequency component attenuation means obtains a non-sharp mask signal corresponding to a predetermined low spatial frequency from the digital radiation image signal obtained by the imaging means, and multiplies the non-sharp mask signal by a predetermined attenuation coefficient. It is preferable to reduce the amplitude of the component below the predetermined low spatial frequency by subtracting the value obtained from the digital radiation image signal obtained from the imaging means.

かかる構成によると、デジタル放射線画像信号の低空間周波数領域の振幅が、高空間周波数領域の振幅に比較して減弱されるので、相対的に高空間周波数領域の信号を周波数強調することができる。これにより、高空間周波数領域での信号のコントラスト(鮮鋭性)が改善され、診断に適した画像を再生することが可能となる。   According to such a configuration, the amplitude in the low spatial frequency region of the digital radiographic image signal is attenuated as compared with the amplitude in the high spatial frequency region, so that it is possible to relatively emphasize the frequency of the signal in the high spatial frequency region. Thereby, the contrast (sharpness) of the signal in the high spatial frequency region is improved, and an image suitable for diagnosis can be reproduced.

また、低空間周波数領域の信号が減弱されるので、疑似的に被写体の放射線透過率の変化幅を減少させたことになり、放射線画像のうち比較的大きな面積を有する濃淡部の変化幅を減少させることができる。これにより、高空間周波数領域のコントラスト(鮮鋭性)を減少させることなく、被写体の放射線を透過し易い部分と透過し難い部分とを、同時に観察し易い状態に再生させることが可能となるものである。さらに、これにより、被写体の放射線を透過し難い部分のS/N比が向上し、ノイズによる画質低下が改善される。   In addition, since the signal in the low spatial frequency region is attenuated, the change width of the radiation transmittance of the subject is reduced in a pseudo manner, and the change width of the shaded portion having a relatively large area in the radiation image is reduced. Can be made. As a result, without reducing the contrast (sharpness) in the high spatial frequency region, it is possible to reproduce the portion that easily transmits the radiation of the subject and the portion that does not easily transmit in a state that allows easy observation. is there. In addition, this improves the S / N ratio of the portion that hardly transmits the radiation of the subject, and improves the image quality degradation due to noise.

デジタル放射線画像信号の低空間周波数領域の振幅を減弱させるに当たっては、デジタル放射線画像信号から所定の低空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号を求め、この非鮮鋭マスク信号に所定の減弱計数を乗算した値を、元のデジタル放射線画像信号から減算すれば、所定の低空間周波数以下の空間周波数領域の振幅を所望の特性で減弱することが容易に行える。   In attenuating the amplitude in the low spatial frequency region of the digital radiographic image signal, a non-sharp mask signal corresponding to a predetermined low spatial frequency is obtained from the digital radiographic image signal, and the non-sharp mask signal is multiplied by a predetermined attenuation coefficient. If the value is subtracted from the original digital radiographic image signal, the amplitude of the spatial frequency region below a predetermined low spatial frequency can be easily attenuated with a desired characteristic.

以下に本発明の実施例を説明する。
一実施例を示す図2は、本発明にかかる放射線画像信号の処理装置を含む放射線画像撮像再生装置の基本構成図であり、医療用として人体の放射線撮影に適用した場合の例を示す。
Examples of the present invention will be described below.
FIG. 2 which shows one embodiment is a basic configuration diagram of a radiographic image capturing / reproducing apparatus including a radiographic image signal processing apparatus according to the present invention, and shows an example when applied to radiography of a human body for medical purposes.

ここで、放射線発生装置1は被写体(人体胸部等)2に向けてX線などの放射線を照射する。被写体2を挟んで放射線発生装置1と対向する側には、輝尽性蛍光プレート3が備えられており、この輝尽性蛍光プレート3は放射線発生装置1からの照射放射線量に対する被写体2の放射線透過率分布(通過線量)に従ったエネルギーを輝尽蛍光体層に蓄積記録し、そこに被写体2の潜像を形成する。   Here, the radiation generator 1 irradiates a subject (such as a human chest) 2 with radiation such as X-rays. A stimulable fluorescent plate 3 is provided on the side facing the radiation generating apparatus 1 with the subject 2 interposed therebetween. The stimulable fluorescent plate 3 is a radiation of the subject 2 with respect to the radiation dose from the radiation generating apparatus 1. Energy according to the transmittance distribution (passing dose) is accumulated and recorded in the photostimulable phosphor layer, and a latent image of the subject 2 is formed there.

前記輝尽性蛍光プレート3は、支持体上に輝尽蛍光体層を、輝尽性蛍光体の気相堆積、或いは輝尽性蛍光体塗料塗布によって設けてあり、該輝尽蛍光体層は環境による悪影響及び損傷を遮断するために保護部材によって遮蔽若しくは被覆される。該輝尽性蛍光体材料としては、例えば、特開昭61−72091号公報、或いは、特開昭59−75200号公報に開示されるような材料が使われる。   The photostimulable phosphor plate 3 is provided with a photostimulable phosphor layer on a support by vapor deposition of photostimulable phosphor or application of photostimulable phosphor paint. It is shielded or covered by a protective member to block adverse effects and damages caused by the environment. As the photostimulable phosphor material, for example, a material as disclosed in JP-A-61-72091 or JP-A-59-75200 is used.

一方、上記のようにして被写体の放射線画像情報が蓄積記録された輝尽性蛍光プレート3からの画像情報の読取りは以下のようにして行われる。
即ち、輝尽励起光源(ガスレーザ,固体レーザ,半導体レーザ等)4は、出射強度が制御された励起光ビームを発生し、その励起光ビームは、被写体の放射線画像情報が蓄積記録された前記輝尽性蛍光プレート3を走査し、輝尽性蛍光プレート3が蓄積している放射線エネルギー(潜像)を蛍光(輝尽発光)として放射せしめる。
On the other hand, reading of the image information from the photostimulable fluorescent plate 3 in which the radiographic image information of the subject is accumulated and recorded as described above is performed as follows.
That is, the excitation light source (gas laser, solid-state laser, semiconductor laser, etc.) 4 generates an excitation light beam whose emission intensity is controlled, and the excitation light beam is the emission light beam in which the radiation image information of the subject is accumulated and recorded. The stimulable fluorescent plate 3 is scanned, and the radiation energy (latent image) accumulated in the stimulable fluorescent plate 3 is emitted as fluorescence (stimulated luminescence).

光電変換装置5は、前記輝尽性蛍光プレート3を励起光ビームで走査して放射された蛍光(輝尽発光)を、該蛍光(輝尽発光光)のみを通過させるフィルタ6を介して受光して、入射光に対応した電流信号に走査点毎に光電変換して、走査点毎の放射線画像信号を得る。
前記光電変換装置5で光電的に読み取られたアナログ放射線画像信号は、図示しないA/D変換器で逐次A/D変換されて、デジタル放射線画像信号としてマイクロコンピュータを備えた画像処理装置7に出力される。従って、本実施例では、輝尽性蛍光プレート3,輝尽励起光源4,光電変換装置5によって撮像手段が構成される。
The photoelectric conversion device 5 receives fluorescence (stimulated light emission) emitted by scanning the stimulable fluorescent plate 3 with an excitation light beam through a filter 6 that allows only the fluorescence (stimulated light emission) to pass through. Then, photoelectric conversion is performed for each scanning point into a current signal corresponding to the incident light to obtain a radiation image signal for each scanning point.
The analog radiation image signal photoelectrically read by the photoelectric conversion device 5 is sequentially A / D converted by an A / D converter (not shown) and output as a digital radiation image signal to an image processing device 7 having a microcomputer. Is done. Therefore, in this embodiment, the stimulating fluorescent plate 3, the stimulating light source 4, and the photoelectric conversion device 5 constitute an imaging means.

前記画像処理装置7では、デジタル放射線画像信号に対して階調処理などの画像処理を施すと共に、本発明にかかる低空間周波数成分の振幅を減弱させる演算処理を行って、光電変換装置5からのデジタル放射線画像信号を診断に適した形としてから放射線画像再生装置8に出力する。従って、本実施例において、低周波成分減弱手段としての機能は前記画像処理装置7が備えている。   The image processing device 7 performs image processing such as gradation processing on the digital radiation image signal, and performs arithmetic processing for reducing the amplitude of the low spatial frequency component according to the present invention, and outputs from the photoelectric conversion device 5. The digital radiographic image signal is output to the radiographic image reproduction device 8 after being in a form suitable for diagnosis. Therefore, in this embodiment, the image processing apparatus 7 has a function as a low frequency component attenuation means.

放射線画像再生装置8は、プリンタやCRT等のモニタであり、画像処理装置7で処理されたデジタル放射線画像信号を入力し、撮影された放射線画像をハードコピー又は再生画面として可視化する。
尚、放射線画像再生装置8と共に、又は、放射線画像再生装置8の代わりに、半導体記憶装置などの記憶装置(ファイリングシステム)を設けて、読み取った放射線画像信号を保存するよう構成しても良い。
The radiographic image reproduction device 8 is a monitor such as a printer or a CRT, and receives a digital radiographic image signal processed by the image processing device 7 and visualizes the captured radiographic image as a hard copy or a reproduction screen.
Note that a storage device (filing system) such as a semiconductor storage device may be provided together with the radiation image reproducing device 8 or instead of the radiation image reproducing device 8 to store the read radiation image signal.

更に、本実施例では、上記のように輝尽性蛍光プレート3に蓄積記録された放射線画像情報を読み取ることでデジタル放射線画像信号を得たが、被写体2の通過線量を直接CCDラインセンサ等の半導体検出器で検出しデジタル放射線画像信号を得る構成であっても良い。また、スクリーン・フィルムに被写体を通過した放射線を照射し、該フィルムを現像して得られたフィルム上の画像を読取り装置で読み取ることでデジタル放射線画像信号を得る構成であっても良く、デジタル放射線画像信号を得る撮像手段の構成を上記実施例に限定するものではない。   Further, in this embodiment, the digital radiographic image signal is obtained by reading the radiographic image information accumulated and recorded on the stimulable fluorescent plate 3 as described above, but the passing dose of the subject 2 is directly measured by a CCD line sensor or the like. The configuration may be such that a digital radiation image signal is obtained by detection with a semiconductor detector. The screen film may be irradiated with radiation that has passed through the subject, and an image on the film obtained by developing the film may be read by a reading device to obtain a digital radiation image signal. The configuration of the imaging means for obtaining the image signal is not limited to the above embodiment.

ここで、前記画像処理装置7で行われる低空間周波数成分の振幅を減弱させる処理について説明する。
画像処理装置7では、光電変換装置5から入力されるデジタル放射線画像信号を記憶し、この記憶データから所定の低周波数に対応する非鮮鋭マスク信号Suを求める。そして、記憶されているオリジナルのデジタル放射線画像信号をSo、減弱係数をK(0<K≦1)としたときに、
S=So−K・Su
なる演算を行うことで、前記所定の低空間周波数以下の成分の振幅が減弱されたデジタル放射線画像信号Sを得て、この信号Sに階調処理などの画像処理を施した上で放射線画像再生装置8に出力する。
Here, processing for reducing the amplitude of the low spatial frequency component performed in the image processing device 7 will be described.
The image processing device 7 stores the digital radiation image signal input from the photoelectric conversion device 5 and obtains a non-sharp mask signal Su corresponding to a predetermined low frequency from the stored data. When the stored original digital radiographic image signal is So and the attenuation coefficient is K (0 <K ≦ 1),
S = So-K · Su
To obtain a digital radiation image signal S in which the amplitude of the component equal to or lower than the predetermined low spatial frequency is attenuated, and after performing image processing such as gradation processing on the signal S, the radiation image is reproduced. Output to device 8.

前記階調処理は、放射線画像を診断上好ましい状態で表示する上で必要な処理であり、上記のように空間周波数処理と組み合わせて用いられる。ここで、階調処理は、前記空間周波数処理の後に行っても良いが、空間周波数処理の前に行っても良く、階調処理自体は、A/D変換前或いはD/A変換後のアナログ信号をアナログ回路で処理しても良いし、デジタル信号をコンピュータ上でデジタル処理しても良い。   The gradation process is a process necessary for displaying a radiographic image in a diagnostically preferable state, and is used in combination with the spatial frequency process as described above. Here, the gradation processing may be performed after the spatial frequency processing, but may be performed before the spatial frequency processing. The gradation processing itself may be performed before the A / D conversion or after the D / A conversion. The signal may be processed by an analog circuit, or the digital signal may be digitally processed on a computer.

ここで、前記所定の低空間周波数以下の成分の振幅が減弱されたデジタル放射線画像信号Sを得る処理において、ゼロ空間周波数近傍での変調伝達関数の値を規格化するために、次式によって処理を行っても良い。
S'=So/(1−K)−K・Su/(1−K)
前記非鮮鋭マスク信号Suとしては、0.5 サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5 以下となるような非鮮鋭マスク信号を用いるのが好ましいが、更に、0.01サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5 以上で、然も、0.5 サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5 以下となるような非鮮鋭マスク信号を用いることがより好ましい。
Here, in the process of obtaining the digital radiographic image signal S in which the amplitude of the component equal to or lower than the predetermined low spatial frequency is attenuated, the following process is performed to normalize the value of the modulation transfer function in the vicinity of the zero spatial frequency. May be performed.
S ′ = So / (1-K) −K · Su / (1-K)
As the non-sharp mask signal Su, it is preferable to use a non-sharp mask signal having a modulation transfer function of 0.5 or less at a spatial frequency of 0.5 cycle / mm. It is more preferable to use a non-sharp mask signal that sometimes has a modulation transfer function of 0.5 or more, and yet has a modulation transfer function of 0.5 or less at a spatial frequency of 0.5 cycle / mm.

前記非鮮鋭マスク信号Suの作成は以下のようにして行うことができる。
最も基本的な第1の方法としては、オリジナルのデジタル放射線画像信号Soを記憶させておき、非鮮鋭マスクのサイズに応じて各走査点の信号を周辺部のデータと共に読み出してその平均値(単純平均又は種々の加重平均)として非鮮鋭マスク信号Suを得る方法がある。
The non-sharp mask signal Su can be created as follows.
The most basic first method is to store the original digital radiographic image signal So, read the signal of each scanning point together with the peripheral data according to the size of the non-sharp mask, and calculate the average value (simple There is a method of obtaining an unsharp mask signal Su as an average or various weighted averages).

第2としては、輝尽励起光源4による小サイズ径のビームで輝尽性蛍光プレート3からオリジナル信号Soを読み出した後に、まだ、輝尽性蛍光プレート3に画像情報が残っている場合に非鮮鋭マスク信号のサイズに合わせた大サイズ径の光ビームを用いて各走査点の信号をその周辺部の信号と共に平均化して読み出す方法がある。   Secondly, after the original signal So is read from the photostimulable fluorescent plate 3 with a small-sized beam by the photostimulated excitation light source 4, the image information still remains on the photostimulable phosphor plate 3. There is a method in which a signal at each scanning point is averaged together with a signal at its peripheral portion and read out using a light beam having a large size that matches the size of the sharp mask signal.

更に、第3としては、読み出し用の光ビームが蛍光体層中での散乱によりそのビーム径が徐々に広がることを利用するもので、光ビームの入射側からの発光信号でオリジナル信号Soを作り、光ビームの透過した側での発光で非鮮鋭マスク信号Suを作る方法がある。この場合、非鮮鋭マスク信号のサイズは、蛍光体層の光散乱の程度を変えたり、これを受光するアパーチャの大きさを変えたりすることによって制御できる。   Third, the readout light beam uses the fact that its beam diameter gradually expands due to scattering in the phosphor layer, and the original signal So is created from the light emission signal from the incident side of the light beam. There is a method of generating an unsharp mask signal Su by light emission on the side where the light beam is transmitted. In this case, the size of the unsharp mask signal can be controlled by changing the degree of light scattering of the phosphor layer or changing the size of the aperture for receiving the light.

第4としては、ビームの走査方向(主走査方向)についてはアナログ信号をローパスフィルタ処理し、副走査方向についてはA/D変換後のデジタル放射線信号を平均化処理して求める方法がある。
ここで、前記非鮮鋭マスク信号Suを用いた所定の低空間周波数以下の成分の振幅減弱においては、振幅を減弱する前のゼロ空間周波数近傍の変調伝達関数M0を基準とすると、その値が0.2≦M0≦0.9 となるように減弱することが診断に適した画像を提供する上で好ましく、0.3≦M0≦0.8 となることがより好ましい。さらには、0.68≦M0≦0.80であると、得られる画像は、従来のスクリーン・フィルムを用いたシステムと比較して違和感なく診断に供することができる。
As a fourth method, there is a method in which an analog signal is low-pass filtered in the beam scanning direction (main scanning direction) and an A / D-converted digital radiation signal is averaged in the sub-scanning direction.
Here, in the amplitude attenuation of components below a predetermined low spatial frequency using the unsharp mask signal Su, the value is 0.2 when the modulation transfer function M0 near the zero spatial frequency before the amplitude is attenuated is used as a reference. Attenuation to satisfy ≦ M0 ≦ 0.9 is preferable for providing an image suitable for diagnosis, and 0.3 ≦ M0 ≦ 0.8 is more preferable. Furthermore, when 0.68 ≦ M0 ≦ 0.80, the obtained image can be used for diagnosis without a sense of discomfort compared to a system using a conventional screen film.

よって、減弱係数Kは、0.1≦K≦0.8であることが好ましく、さらには0.2≦K≦0.7であることがより好ましい。また、最も好ましい減弱係数Kの範囲は、0.20≦K≦0.32である。
尚、0.5 サイクル/mm以下のいずれの空間周波数fcにおいて変調伝達関数を0.5 にするかによって決定される非鮮鋭マスク信号の形(図3参照)、或いは、前記減弱係数Kの値は、処理を行う前に指定しておかなければならない。これらの値は、外部入力装置を用いて個別に入力するか、人体の部位或いは症例により予め複数設定された中から撮影部位等を指定したときに選択的に入力されるようにするか、更には、読み取った画像データを解析し、好ましい値を自動的に設定する等の方法が想定される。
Therefore, the attenuation coefficient K is preferably 0.1 ≦ K ≦ 0.8, and more preferably 0.2 ≦ K ≦ 0.7. The most preferable range of the attenuation coefficient K is 0.20 ≦ K ≦ 0.32.
Note that the shape of the unsharp mask signal determined by whether the modulation transfer function is 0.5 at any spatial frequency fc of 0.5 cycles / mm or less (see FIG. 3), or the value of the attenuation coefficient K is determined by processing. Must be specified before doing. These values may be individually input using an external input device, or may be selectively input when an imaging region or the like is designated from among a plurality of preset portions depending on a human body region or case, or For example, a method of analyzing the read image data and automatically setting a preferable value is assumed.

上記のようにして、非鮮鋭マスク信号Suに減弱係数Kを乗算した値を、オリジナルのデジタル放射線画像信号Soから減算すれば(図3参照)、図4に示すように、所定の低空間周波数以下の信号成分の振幅が、オリジナル信号に対して減弱された画像信号を得ることができる。
所定の低空間周波数以下の信号成分の振幅が減弱されれば、例えば人体の胸部撮影の場合における肺野部と縦隔部とのように、放射線を透過し易い部分と透過し難い部分とが同時に存在しても、信号処理後の画像は、疑似的に放射線透過率の変化幅が減少したような画像となる。
If the value obtained by multiplying the unsharp mask signal Su by the attenuation coefficient K as described above is subtracted from the original digital radiation image signal So (see FIG. 3), as shown in FIG. 4, a predetermined low spatial frequency is obtained. An image signal in which the amplitude of the following signal components is attenuated relative to the original signal can be obtained.
If the amplitude of the signal component below a predetermined low spatial frequency is attenuated, for example, in the case of chest imaging of a human body, there are portions that are likely to transmit radiation and portions that are difficult to transmit, such as lung field and mediastinum. Even if they exist at the same time, the image after the signal processing is an image in which the change width of the radiation transmittance is reduced in a pseudo manner.

従って、放射線を透過し易い部分と透過し難い部分とを同時に観察し易い状態に再生させることが可能となるものであり、然も、低空間周波数領域以外の空間周波数領域における信号成分の振幅はオリジナルのままであるから、高空間周波数領域でのコントラストは確保され、血管や小さな病変などの診断情報が前記周波数処理によって潰れてしまうことがなく、診断性に優れた画像を得ることができる。   Therefore, it is possible to reproduce a portion that easily transmits radiation and a portion that does not easily transmit radiation in a state that allows easy observation, and the amplitude of the signal component in the spatial frequency region other than the low spatial frequency region is Since it is the original, contrast in a high spatial frequency region is ensured, and diagnostic information such as blood vessels and small lesions is not crushed by the frequency processing, and an image with excellent diagnostic properties can be obtained.

また、振幅の減弱を比較的高空間周波数領域まで行うと、高空間周波数領域での信号の振幅が中・低周波数領域に比較して相対的に大きくなり、画像のエッジ部分が強調された画像となる。従って、このような周波数処理では、画像のコントラスト(鮮鋭性)を見掛け上改善することができる。
次に、図3,4,5を参照して、前記周波数処理のより具体的な様子を説明する。
In addition, when the amplitude is attenuated to a relatively high spatial frequency region, the signal amplitude in the high spatial frequency region is relatively large compared to the middle and low frequency regions, and the image edge portion is emphasized. It becomes. Therefore, with such frequency processing, the contrast (sharpness) of the image can be apparently improved.
Next, a more specific state of the frequency processing will be described with reference to FIGS.

図3のSoは、輝尽性蛍光体プレート3に蓄積された放射線画像を、100μm/1画素でサンプリングしたとき、得られたデジタル放射線画像信号の空間周波数応答特性を示すものである。また、Suは、0.5 サイクル/mmでの変調伝達関数が0.5 以下になるように設定したガウス分布非鮮鋭マスク信号の空間周波数応答特性を示している。この例では、100μm/1画素でサンプリングした上記画像を、80画素×80画素について加算平均をとる場合にガウス分布状の重み付けをして非鮮鋭マスク信号を作成している。図中fcは、変調伝達関数が0.5 となるときの空間周波数である。   3 shows the spatial frequency response characteristic of the digital radiographic image signal obtained when the radiographic image accumulated on the photostimulable phosphor plate 3 is sampled at 100 μm / 1 pixel. Su represents the spatial frequency response characteristic of the Gaussian unsharp mask signal set so that the modulation transfer function at 0.5 cycle / mm is 0.5 or less. In this example, when the above image sampled at 100 μm / 1 pixel is averaged for 80 pixels × 80 pixels, a non-sharp mask signal is created by weighting in a Gaussian distribution. In the figure, fc is a spatial frequency when the modulation transfer function is 0.5.

尚、前記非鮮鋭マスク信号Suの作成は、重み付けを省略し、単純加算平均をとって行っても良く、その場合の矩形非鮮鋭マスク信号の空間周波数応答特性を図5に示してある。但し、非鮮鋭マスクの形状は、80画素×80画素のように正方形とする必要はなく、長方形であっても良い。
図4は、(So−K・Su)の演算結果Sを示しており、この例では、減弱係数Kを0.3 としてある。また、前記減弱係数Kは、通常所定の値に固定されるが、オリジナルのデジタル放射線画像信号So又は非鮮鋭マスク信号Suの大きさに応じて変化させるようにすれば、低信号域と高信号域とで低空間周波数領域の信号の振幅減弱度合いを変化させることができ、より診断性能の向上した画像を提供することができる。
The non-sharp mask signal Su may be created by omitting weighting and taking a simple addition average. FIG. 5 shows the spatial frequency response characteristics of the rectangular unsharp mask signal in that case. However, the shape of the non-sharp mask does not need to be a square like 80 pixels × 80 pixels, and may be a rectangle.
FIG. 4 shows the calculation result S of (So−K · Su). In this example, the attenuation coefficient K is set to 0.3. The attenuation coefficient K is normally fixed to a predetermined value. However, if the attenuation coefficient K is changed according to the magnitude of the original digital radiation image signal So or the unsharp mask signal Su, the low signal range and the high signal are set. The degree of amplitude attenuation of the signal in the low spatial frequency region can be changed depending on the region, and an image with improved diagnostic performance can be provided.

以上説明したように本発明によると、放射線画像信号の低空間周波数成分の振幅を減弱させることにより、相対的に高空間周波数領域の信号を周波数強調することができ、高空間周波数領域での信号のコントラストが改善される。また、低空間周波数成分の振幅を減弱させることは、疑似的に被写体の放射線透過率の変化幅を減少させることになり、被写体の放射線を透過し易い部分と透過し難い部分とを同時に観察し易い状態に再生させることが可能となる。従って、特に医療用放射線画像においては、診断に適した再生画像を得ることができるようになり、放射線画像を用いた診断性能を向上させることができるという効果がある。   As described above, according to the present invention, by reducing the amplitude of the low spatial frequency component of the radiographic image signal, it is possible to relatively emphasize the frequency of the signal in the high spatial frequency region, and the signal in the high spatial frequency region. The contrast is improved. In addition, reducing the amplitude of the low spatial frequency component artificially reduces the range of change in the radiation transmittance of the subject, and simultaneously observes the portion that is likely to transmit the subject's radiation and the portion that is difficult to transmit. It is possible to reproduce in an easy state. Therefore, particularly in the case of medical radiographic images, it is possible to obtain a reconstructed image suitable for diagnosis, and the diagnostic performance using the radiographic image can be improved.

本発明の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of this invention. 本発明の一実施例を示すシステム概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The system schematic which shows one Example of this invention. オリジナルの放射線画像信号So及び非鮮鋭マスク信号の空間周波数応答特性を示す線図。The diagram which shows the spatial frequency response characteristic of the original radiographic image signal So and an unsharp mask signal. 低空間周波数成分の振幅を減弱させた結果の空間周波数応答特性を示す線図。The diagram which shows the spatial frequency response characteristic of the result of having attenuated the amplitude of the low spatial frequency component. 非鮮鋭マスク信号の重み付けを行わずに単純加算平均によって作成した場合の空間周波数応答特性を示す線図。The diagram which shows the spatial frequency response characteristic at the time of producing by a simple addition average, without performing weighting of a non-sharp mask signal.

符号の説明Explanation of symbols

1 放射線発生装置
2 被写体
3 輝尽性蛍光プレート
4 輝尽励起光源
5 光電変換装置
7 画像処理装置
8 放射線画像再生装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radiation generator 2 Subject 3 Stimulable fluorescent plate 4 Stimulated excitation light source 5 Photoelectric conversion device 7 Image processing device 8 Radiation image reproduction device

Claims (3)

被写体を通過した放射線量を検知してデジタル放射線画像信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段で得られたデジタル放射線画像信号の低空間周波数成分の振幅を減弱させる低周波成分減弱手段とを含んで構成され、
該低周波成分減弱手段が、前記デジタル放射線画像信号から、0.5サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5以下及び0.01サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5以上となる所定の低空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号を求め、
外部入力装置を用いて入力されることにより0.1≦K≦0.8の範囲から選ばれる減弱係数Kを決定し、
前記非鮮鋭マスク信号に対し、前記減弱信号Kを乗算した値を、前記デジタル放射線画像信号から減算するものである
ことを特徴とする放射線画像信号の処理装置。
Imaging means for detecting a radiation amount that has passed through the subject and converting it into a digital radiation image signal;
Low frequency component attenuation means for attenuating the amplitude of the low spatial frequency component of the digital radiographic image signal obtained by the imaging means,
The low-frequency component attenuation means transmits a modulation transfer from the digital radiographic image signal when the modulation transfer function is 0.5 or less and a spatial frequency of 0.01 cycle / mm when the spatial frequency is 0.5 cycle / mm. Obtaining a non-sharp mask signal corresponding to a predetermined low spatial frequency having a function of 0.5 or more;
An attenuation coefficient K selected from the range of 0.1 ≦ K ≦ 0.8 is determined by inputting using an external input device,
A radiographic image signal processing apparatus, wherein a value obtained by multiplying the non-sharp mask signal by the attenuation signal K is subtracted from the digital radiographic image signal.
被写体を通過した放射線量を検知してデジタル放射線画像信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段で得られたデジタル放射線画像信号の低空間周波数成分の振幅を減弱させる低周波成分減弱手段とを含んで構成され、
該低周波成分減弱手段が、前記デジタル放射線画像信号から、0.5サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5以下及び0.01サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5以上となる所定の低空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号を求め、
被写体の部位或いは症例により予め複数設定された中から撮影部位等を指定したときに選択的に入力されることにより、0.1≦K≦0.8の範囲から選ばれる減弱係数Kを決定し、
前記非鮮鋭マスク信号に対し、前記減弱信号Kを乗算した値を、前記デジタル放射線画像信号から減算するものである
ことを特徴とする放射線画像信号の処理装置。
Imaging means for detecting a radiation amount that has passed through the subject and converting it into a digital radiation image signal;
Low frequency component attenuation means for attenuating the amplitude of the low spatial frequency component of the digital radiographic image signal obtained by the imaging means,
The low-frequency component attenuation means transmits a modulation transfer from the digital radiographic image signal when the modulation transfer function is 0.5 or less and a spatial frequency of 0.01 cycle / mm when the spatial frequency is 0.5 cycle / mm. Obtaining a non-sharp mask signal corresponding to a predetermined low spatial frequency having a function of 0.5 or more;
Attenuation coefficient K selected from the range of 0.1 ≦ K ≦ 0.8 is determined by selectively inputting an imaged region or the like from among a plurality of portions set in advance depending on the region or case of the subject. ,
A radiographic image signal processing apparatus, wherein a value obtained by multiplying the non-sharp mask signal by the attenuation signal K is subtracted from the digital radiographic image signal.
被写体を通過した放射線量を検知してデジタル放射線画像信号に変換する撮像手段と、
該撮像手段で得られたデジタル放射線画像信号の低空間周波数成分の振幅を減弱させる低周波成分減弱手段とを含んで構成され、
該低周波成分減弱手段が、前記デジタル放射線画像信号から、0.5サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5以下及び0.01サイクル/mmの空間周波数のときに変調伝達関数が0.5以上となる所定の低空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号を求め、
前記非鮮鋭マスク信号に対し、0.1≦K≦0.8の範囲から選ばれる減弱信号Kを乗算した値を、前記デジタル放射線画像信号から減算する際に、前記デジタル放射線画像信号又は前記非鮮鋭マスク信号に応じて前記減弱信号Kを変化させる
ことを特徴とする放射線画像信号の処理装置。
Imaging means for detecting a radiation amount that has passed through the subject and converting it into a digital radiation image signal;
Low frequency component attenuation means for attenuating the amplitude of the low spatial frequency component of the digital radiographic image signal obtained by the imaging means,
The low-frequency component attenuation means transmits a modulation transfer from the digital radiographic image signal when the modulation transfer function is 0.5 or less and a spatial frequency of 0.01 cycle / mm when the spatial frequency is 0.5 cycle / mm. Obtaining a non-sharp mask signal corresponding to a predetermined low spatial frequency having a function of 0.5 or more;
When the value obtained by multiplying the non-sharp mask signal by an attenuation signal K selected from the range of 0.1 ≦ K ≦ 0.8 is subtracted from the digital radiation image signal, the digital radiation image signal or the non-sharp mask signal An apparatus for processing a radiographic image signal, wherein the attenuation signal K is changed in accordance with a sharp mask signal.
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