JP2005137883A - Ｍｔｆ測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＴＦを精度良く測定する方法および装置を実現する。
【解決手段】 ＭＴＦを計算するためにＬＳＦ像の中心を検出するにあたり、ＬＳＦ像を含む部分の拡大画像を作成し（２０５）、拡大画像を閾値に基づいて２値化し（２０７）、２値化された画像についてモルフォロジカル・オペレーションを行い（２０９）、オペレーション後の画像の輪郭座標を求め（２１１）、輪郭座標を用いてハフ変換により円の中心座標を求め（２１３）、それを元画像における座標に変換する（２１５）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）測定方法および装置に関し、特に、ＬＳＦ（ｌｉｎｅ ｓｐｒｅａｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換によりＭＴＦを求める方法および装置に関する。

ＭＴＦは変調伝達関数とも呼ばれ、Ｘ線ＣＴ装置の再構成画像の空間分解能を表すので、Ｘ線ＣＴ装置の性能評価に利用される。ＭＴＦは、再構成画像におけるＬＳＦ（ｌｉｎｅ ｓｐｒｅａｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）像をフーリエ変換することによって求められる（例えば、非特許文献１参照）。
岩井喜典編、「電子工学進歩シリーズ ９ ＣＴスキャナ −Ｘ線コンピュータ断層撮影装置−」、株式会社コロナ社、昭和５５年５月、ｐ．６６−６８

ＭＴＦを精度良く求めるには、ＬＳＦの中心を正しく検出することが肝要である。ＬＳＦの中心はＬＳＦ像の画素値が最大になる点として検出されるが、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）等の影響により位置誤差を生じやすいので、ＭＴＦを精度良く測定することは困難である。

そこで、本発明の課題は、ＭＴＦを精度良く測定する方法および装置を実現することである。

（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、Ｘ線ＣＴ装置で撮影して得られた断層像におけるＬＳＦ像の中心を検出し、前記中心を基準として前記ＬＳＦ像を２次元フーリエ変換することによりＭＴＦを求める方法であって、前記中心の検出を、前記断層像における前記ＬＳＦ像を含む部分の拡大画像を作成し、前記拡大画像を閾値に基づいて２値化し、前記２値化された画像についてモルフォロジカル・オペレーションを行い、前記オペレーション後の画像の輪郭座標を求め、前記輪郭座標を用いてハフ変換により円の中心座標を求め、前記中心座標を前記断層像における座標に変換する、ことによって行う、ことを特徴とするＭＴＦ測定方法である。

（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、Ｘ線ＣＴ装置で撮影して得られた断層像におけるＬＳＦ像の中心を検出する検出手段と、前記中心を基準として前記ＬＳＦ像を２次元フーリエ変換することによりＭＴＦを求める計算手段と、を有するＭＴＦ測定装置であって、前記検出手段は、前記断層像における前記ＬＳＦ像を含む部分の拡大画像を作成し、前記拡大画像を閾値に基づいて２値化し、前記２値化された画像についてモルフォロジカル・オペレーションを行い、前記オペレーション後の画像の輪郭座標を求め、前記輪郭座標を用いてハフ変換により円の中心座標を求め、前記中心座標を前記断層像における座標に変換する、ことによって前記中心を求める、ことを特徴とするＭＴＦ測定装置である。

上記各観点での発明では、断層像におけるＬＳＦ像を含む部分の拡大画像を作成し、拡大画像を閾値に基づいて２値化し、２値化された画像についてモルフォロジカル・オペレーションを行い、オペレーション後の画像の輪郭座標を求め、輪郭座標を用いてハフ変換により円の中心座標を求め、この中心座標を断層像における座標に変換するので、ＬＳＦ像の中心を正しく検出することができ、これによって、ＭＴＦを高精度に測定することができる。

前記拡大画像の作成を画素値の補間によって行うことが、適正な拡大画像を得る点で好ましい。前記補間は１次補間であることが、計算を簡素化する点で好ましい。前記閾値は可変であることが、２値化を適正に行う点で好ましい。

本発明によれば、ＭＴＦを精度良く測定する方法および装置を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１にＭＴＦ測定装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。

図１に示すように、本装置は、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１００を有する。コンピュータ１００には画像が入力される。コンピュータ１００は記憶部１０２を有する。記憶部１０２は入力された画像を記憶する。記憶部１０２は、また、コンピュータ１００のための各種のデータ（ｄａｔａ）やプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）等を記憶する。コンピュータ１００が記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、ＭＴＦ測定に関わる各種のデータ処理が行われる。

コンピュータ１００は、また、表示部１０４および操作部１０６を有する。表示部１０４は、コンピュータ１００から出力される画像やその他の情報を表示する。操作部１０６は、使用者によって操作され、各種の指示や情報等をコンピュータ１００に入力する。使用者は表示部１０４および操作部１０６を使用してインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作することが可能である。

本装置の動作を説明する。図２に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。本装置の動作は、コンピュータ１００が、記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することにより遂行される。

同図に示すように、ステージ（ｓｔａｇｅ）２０１で、画像を取り込む。これによって、例えば図３の（ａ）に示すような画像が記憶部１０２に記憶され、かつ表示部１０４に表示される。画像はＸ線ＣＴ装置で撮影したファントム（ｐｈａｎｔｏｍ）の断層像である。断層像は中間調の画像となる。

ファントムはＭＴＦ測定用のファントムであり、中心部に円形断面のピン（ｐｉｎ）を有する。このため、断層像にはピンの断面を示す像２が含まれる。ピンの断面を示す像２の輪郭は円形となる。ピンの断面を示す像２の直径に沿った画素値プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）はＬＳＦを表す。ピンの断面を示す像２は本発明におけるＬＳＦ像の実施の形態の一例である。以下、ピンの断面を示す像をピン像ともいう。

次に、ステージ２０３で、この断層像について、ピン像２を含む部分画像を指定する。部分画像の指定は使用者の操作に基づいて行われる。これによって、例えば一点鎖線で囲まれた部分画像４が指定される。部分画像４はピン像２が概ね中央に位置するように指定される。

次に、ステージ２０５で、部分画像４の拡大画像を作成する。これによって、例えば図３の（ｂ）に示すような拡大画像が得られる。拡大画像は、使用者が観察可能なように、表示部１０４に表示するようにしてもよい。

拡大画像の作成は、部分画像４のマトリクスサイズ（ｍａｔｒｉｘ ｓｉｚｅ）を拡大するとともに、新たに増えた画素位置に元画像の画素値から計算した画素値を補間することによって行われる。補間は例えば１次補間によって行われる。なお、１次補間に限らず２次以上の高次の補間であって良い。ただし、１次補間は計算が簡素なのでコンピュータにとって負担が少ない。

次に、ステージ２０７で、拡大画像を２値化する。２値化は所定の閾値を用いて行われる。これによって、例えば図３の（ｃ）に示すような２値画像が得られる。２値画像は、使用者が観察可能なように、表示部１０４に表示するようにしてもよい。その場合、閾値を可変とし、使用者による閾値調節によって２値画像を最適化するようにしてもよい。

次に、ステージ２０９で、モルフォロジカル・オペレーション（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を行う。モルフォロジカル・オペレーションは、数学的なモルフォロジイ（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）技法のひとつであり、画像処理の技術分野において既知である。

モルフォロジカル・オペレーションとしてエロージョン／ダイレーション（ｅｒｏｓｉｏｎ／ｄｉｌａｔｉｏｎ）が行われる。あるいは、それらに代えてオープニング／クロージング（ｏｐｅｎｉｎｇ／ｃｌｏｓｉｎｇ）を行うようにしてもよい。

これらのオペレーションは、いずれも画像の微細構造部分や不規則構造部分を除去し、画像の基本構造を顕在化させる。このようなオペレーションを行うことにより、２値化されたピン像２の輪郭のノイズ等に由来する不規則性が除かれ、本来の円形輪郭がいっそう明確になる。

図４の（ａ），（ｂ）に、モルフォロジカル・オペレーションの前後のピン像２を概念的に示す。（ａ）がオペレーション前、（ｂ）がオペレーション後である。明確化された輪郭を太線で表す。

次に、ステージ２１１で、ピン像の輪郭座標を抽出し、この輪郭座標を用いて、ステージ２１３で、ハフ変換（Ｈｏｕｇｈ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により円の中心座標を求める。なお、ハフ変換は画像処理の技術分野における既知の技法である。

ハフ変換によって、（ｃ）に示すように、ピン像２の中心２０の座標が求まる。ピン像２の円形輪郭がモルフォロジカル・オペレーションにより明確化されているので、求められた中心座標は精度の良いものとなる。

次に、ステージ２１５で、中心座標を元画像における座標に変換する。座標変換は、図５の（ａ），（ｂ）に示すように、拡大画像を元画像の部分画像４の大きさまで縮小することにより行われる。これによって、元画像において、ピン像２の中心２０’の正確な座標が確定する。

次に、ステージ２１７で、ピン像を２次元フーリエ変換してＭＴＦを求める。２次元フーリエ変換は中心２０’の座標を基準にして行われる。これによって、（ｃ）に示すように、ＭＴＦが得られる。ピン像２の中心２０’の座標が正確なのでＭＴＦとして精度の良いものを得ることができる。

図６に、以上のような動作を行う本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は中心検出部６０２および計算部６０４を有する。中心検出部６０２は、入力画像についてＬＳＦ像の中心の座標を検出して計算部６０４に入力する。計算部６０４は、入力された中心座標を基準として入力画像におけるＬＳＦ像を２次元フーリエ変換し、ＭＴＦを求める。

中心検出部６０２は、上記のステージ２０１−２１５の動作を行うコンピュータ１００の機能に相当する。中心検出部６０２は、本発明における検出手段の実施の形態の一例である。計算部６０４は、上記のステージ２１７の動作を行うコンピュータ１００の機能に相当する。計算部６０４は、本発明における計算手段の実施の形態の一例である。

ＭＴＦ測定装置のブロック図である。 ＭＴＦ装置の動作のフロー図である。 画像処理の概念図である。 画像処理の概念図である。 画像処理の概念図である。 ＭＴＦ測定装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１００ コンピュータ
１０２ 記憶部
１０４ 表示部
１０６ 操作部
６０２ 中心検出部
６０４ 計算部

Claims (8)

1. Ｘ線ＣＴ装置で撮影して得られた断層像におけるＬＳＦ像の中心を検出し、
   前記中心を基準として前記ＬＳＦ像を２次元フーリエ変換することによりＭＴＦを求める方法であって、
   前記中心の検出を、
   前記断層像における前記ＬＳＦ像を含む部分の拡大画像を作成し、
   前記拡大画像を閾値に基づいて２値化し、
   前記２値化された画像についてモルフォロジカル・オペレーションを行い、
   前記オペレーション後の画像の輪郭座標を求め、
   前記輪郭座標を用いてハフ変換により円の中心座標を求め、
   前記中心座標を前記断層像における座標に変換する、
   ことによって行う、
   ことを特徴とするＭＴＦ測定方法。
2. 前記拡大画像の作成を画素値の補間によって行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載のＭＴＦ測定方法。
3. 前記補間は１次補間である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のＭＴＦ測定方法。
4. 前記閾値は可変である、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のＭＴＦ測定方法。
5. Ｘ線ＣＴ装置で撮影して得られた断層像におけるＬＳＦ像の中心を検出する検出手段と、
   前記中心を基準として前記ＬＳＦ像を２次元フーリエ変換することによりＭＴＦを求める計算手段と、
   を有するＭＴＦ測定装置であって、
   前記検出手段は、
   前記断層像における前記ＬＳＦ像を含む部分の拡大画像を作成し、
   前記拡大画像を閾値に基づいて２値化し、
   前記２値化された画像についてモルフォロジカル・オペレーションを行い、
   前記オペレーション後の画像の輪郭座標を求め、
   前記輪郭座標を用いてハフ変換により円の中心座標を求め、
   前記中心座標を前記断層像における座標に変換する、
   ことによって前記中心を求める、
   ことを特徴とするＭＴＦ測定装置。
6. 前記検出手段は、前記拡大画像の作成を画素値の補間によって行う、
   ことを特徴とする請求項５に記載のＭＴＦ測定装置。
7. 前記補間は１次補間である、
   ことを特徴とする請求項６に記載のＭＴＦ測定装置。
8. 前記閾値は可変である、
   ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載のＭＴＦ測定装置。

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