JP2005176975A

JP2005176975A - Ｘ線画像処理方法およびこれを用いた装置

Info

Publication number: JP2005176975A
Application number: JP2003419160A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Urushiya; 裕之漆家
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】対数変換後の画像であっても本来の画像処理の機能を実現すること。
【解決手段】対数変換した画像に対して白補正を行い、次に逆対数変換(指数変換)を行った後に各種画像処理を行なう。そして、対数変換を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明はディジタル画像処理(コンピュータ画像処理)の分野に属する。
特にX線(レントゲン)画像の画質向上のための画像処理の方法及びこれを用いた装置に関するものである。

ディジタル化される以前のアナログのX線(レントゲン)画像は図４に示すように被写体を通ってきたX線を蛍光体(スクリーン)で受け光に変換して、変換された光によってフィルムを感光して画像にするものである。

蛍光体が発する光は受けたX線の量に比例する。したがって、画像になった時のフィルムの濃度は図５に示すようなフィルムの物理特性によって決まる。この物理特性は通常入射したX線量の対数(log)に対する濃度の関係で表わされS字の形をしている。近年においてはこのフィルムのようなアナログ画像からディジタル画像に移行しつつある。ディジタル画像の装置としては輝尽性蛍光体を用いた装置やフィルムの代わりに固体センサーを用いた装置などがある。このようなディジタル画像装置であっても最終的に画像を見て診断を下すのは医師である。医師はX線フィルム画像を見て診断を下すように教育され実際に診断を下してきている。したがって、ディジタル画像装置ではX線フィルム画像と同じような画像になるように画像処理され、処理されたディジタル画像はフィルムに出力されることが多い。ディジタル画像における画像処理の流れを図３に示す。輝尽性蛍光体や固体センサーなどから入力された画像データに対してセンサー補正処理が行なわれる。センサー補正処理には暗電流を除いたりするオフセット補正や欠陥画素を補正する欠陥補正やゲイン補正などが含まれる。(図３では説明の都合上ゲイン補正をセンサー補正処理と別にしている)ゲイン補正はセンサーの画素毎のばらつきを補正する処理で被写体を何も置かない画像(通常、白画像と呼んでいる)を用いて行なう。白画像における画素毎のばらつきはセンサーの画素毎のばらつきを表わしているので図6に示すように或る一定の値(例えば全画素値の平均値)ｆ_nと白画像の各画素値ｆ₁の比ｆ_n／ｆ₁をその画像の補正係数として撮影された画像の各画素にこの補正係数をかければ画素毎のばらつきを補正することができる。この補正係数をかける演算を対数変換したデータで行なえばかけ算がたし算に変わって処理を高速化することができる。このことと階調処理のフィルムの物理特性が対数で定義されていることなどのため、画像データはこのゲイン補正において対数データに変換される。したがって階調処理以外の処理であっても、図3に示すようなセンサー補正処理のゲイン補正の後になされる処理である鮮鋭化処理やダイナミックレンジ圧縮といった処理も対数データに対して行なわれていた(例えば非特許文献１)。

また、鮮鋭化処理は基本的には高周波成分を強調する処理であり、ノイズも増幅してしまう。このノイズの大きさはX線画像においてはX線の線量によって変わるため、その線量の指標として画素値そのもの、あるいは平滑化した画像の画素値を用いている。つまり、この画素値によって高周波成分の強調の強さをコントロールしてノイズの増幅を抑えるようにした鮮鋭化処理が行なわれている。この画素値にも対数データが用いられている。
日本放射線技術学会雑誌第55巻第8号 1999年8月

画像処理は本来センサーが出力した画像そのものにすべきであり、対数変換後の画像に対して行なった場合にはその意味合いも変わってしまう。特に空間フィルターは積和演算であり、対数変換前の積は対数変換後の和に相当する。したがって、対数変換前の画像に空間フィルターをかけるということと対数変換後の画像に空間フィルターをかけるということは処理の中身が異なっていることになる。

また、鮮鋭化処理におけるノイズのコントロールもセンサーの出力値であればX線の線量に比例しているが対数変換された値は比例関係にはない。

本発明によれば、対数変換後の画像であっても対数変換の逆変換である指数変換を行なうことによって対数変換前の画像に戻してから必要な画像処理を行なって、再度対数変換することによって本来の画像処理の機能を実現することができる。

逆log変換によってセンサー出力と同等の画像に対して鮮鋭化処理やダイナミックレンジ圧縮処理を行なうことによって、それらの本来の機能を果たすことができる。また、鮮鋭化処理も適切にノイズの増幅を抑えた鮮鋭化を行なうことができる。これによってより診断能の高い画像を作成することができる。

図面により本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は本発明による放射線画像処理システムの一例の全体構成を示す概略図である。

4.X線発生装置制御部により制御された3.X線源より発生したX線は2.患者を透過して1.X線センサーにより検知される。検知されたX線はディジタルX線画像として5.画像入力部に入力される。入力されたディジタルX線画像は7.画像処理部によってX線センサーの補正処理、階調処理、空間フィルタリング処理等の画像処理がなされる。画像処理のなされたディジタルX線画像は9.診断モニターに表示されたり8.画像保存部に保存されたり11.ネットワークを介して12.プリンター、13.診断ワークステーション、14.画像データベースに出力されたりする。表示、出力された画像が満足のいくものでなかった場合には画像処理パラメータを変えるなどしながら画像処理、表示を繰り返し行う。以上の操作は10.操作部によって行われる。

このようなシステムで対数変換前の画像に戻して画像処理を行なった後に再度対数変換を行なう実施例を図2の処理の流れに従って説明していく。

X線センサーより入力されたX線画像は暗電流を補正するオフセット補正や欠陥画素を補正する欠陥補正などのセンサー補正処理がまずなされる。そしてセンサー補正処理の最後に、白補正が行なわれる。この白補正を行なうためにあらかじめlog変換をしておく。白補正が終わった後は、今度は診断のための画質向上処理である鮮鋭化処理やダイナミックレンジ圧縮処理を行なう。ここで、鮮鋭化処理やダイナミックレンジ圧縮処理の本来の機能を果たすためにこれらの処理の前に逆log変換を行なっておく。この逆log変換によって、log変換前の本来のセンサー出力と同等の画像になっているので鮮鋭化処理やダイナミックレンジ圧縮処理は本来の機能を果たすことができる。また、鮮鋭化処理においてはlog変換前の本来のセンサー出力と同等の画像或いはこれを平滑化した画像の画素値を使って高周波成分の強調の強さをコントロールすれば、線量との比例関係が成り立っていることから適切にノイズの増幅を抑えた鮮鋭化を行なうことができる。そしてこれらの処理が終了したら再びlog変換を行なってから階調処理を行なう。階調処理は入力画像がlog変換画像で定義されているためこれで本来の機能を果たすことができる。

システム構成例の図。処理の流れ。従来の処理の流れ。 X線フィルム撮影を説明する図。 X線フィルムの物理特性を表わす図。ゲイン補正を説明する概念図。

符号の説明

１ X線センサー
２患者
３ X線源
４ X線発生装置制御部
５画像入力部
６ X線撮影システム制御部
７画像入力部
８画像保存部
９診断モニター
１０操作部
１１ネットワーク
１２プリンター
１３診断ワークステーション
１４画像データベース

Claims

ステップ1−対数変換した画像に対して白補正を行なう。
ステップ2−逆対数変換(指数変換)を行なう。
ステップ3−各種画像処理を行なう。
ステップ4−対数変換を行なう。
以上のステップを含むX線ディジタル画像処理方法。
請求項１のステップ3で、画素値依存処理を含む方法。
請求項１のステップ3で、空間フィルターを含む方法。
ステップ1−対数変換した画像に対して白補正を行なう。
ステップ2−逆対数変換(指数変換)を行なう。
ステップ3−各種画像処理を行なう。
ステップ4−対数変換を行なう。
以上のステップによる画像処理を具備する放射線画像処理装置。
請求項４のステップ3で、画素値依存処理を含む放射線画像処理装置。
請求項４のステップ3で、空間フィルターを含む放射線画像処理装置。