JP2005353102A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、ノイズの強調を抑制し、且つ画像の高周波成分の振幅を保持しつつ画像の濃度分布の幅を自在に調節可能とすることで、良好な処理後画像を得ることができるようにする。
【解決手段】 階調変換回路２０１では、原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換し、平滑化回路２０２では、階調変換回路２０１にて得られた階調変換後の画像から平滑化画像を取得し、高周波成分作成回路２０３では、当該平滑化画像と、階調変換回路２０１にて得られた階調変換後の画像との差分を高周波成分として取得し、変換回路２０４では、当該高周波成分を、原画像の画素値の大きさ及び階調変換曲線の傾きに依存して変換し、高周波成分足し込み回路２０５では、変換回路２０４にて取得した変換後の高周波成分を、階調変換回路２０１で得られた階調変換後の画像に足し込む処理を行うようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、原画像に当該原画像の高周波成分を足し込むダイナミックレンジ圧縮処理（ダイナミックレンジ変更処理）を含む画像処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。

近年では、ディジタル技術の進歩により、例えば、Ｘ線撮影により得られた撮影画像（以下、「Ｘ線画像」とも言う）をディジタル化し、そのディジタル画像に画像処理を行って、モニタ装置に表示する、或いはＸ線診断用のフィルム上に出力することが行われている。

ここで、Ｘ線画像は、Ｘ線が透過しやすい画像領域、及びＸ線が非常に透過しにくい画像領域から構成される。例えば、胸部（肺部）のＸ線画像は、Ｘ線が透過しやすい肺野の画像領域、及びＸ線が非常に透過しにくい縦隔部の画像領域から構成される。このように、Ｘ線画像では、画素値が存在するダイナミックレンジ（以下、「濃度レンジ」とも言う）が非常に広くなるため、肺野及び縦隔部等のＸ線の透過率が大きく異なる両方の画像領域を同時に観察することが可能なＸ線画像を得ることは困難であるとされてきた。

そこで、上記の問題を回避する方法として、次のようなダイナミックレンジ圧縮処理（以下、「ＤＲＣ処理」とも言う）の方法１〜方法５が提案されている。

方法１：
下記の非特許文献１等に記載される方法１は、処理後の画像の画素値を"ＳD"、オリジナル画像（入力原画像）の画素値を"Ｓorg"、オリジナル画像の低周波成分の画素値（平滑化画像の画素値）を"ＳUS"とし、定数Ａ，Ｂ，Ｃ（例えば、Ａ＝３、Ｂ＝０．７）を持って、

なる式（１）で表わされる。
そして、この方法１では、式（１）における高周波成分（第１項）及び低周波成分（第２項）の重み付け（定数Ａ及びＢ）を変えることにより、例えば、Ａ＝３、Ｂ＝０．７とすれば、高周波成分を強調し、且つ画像全体のダイナミックレンジを圧縮することができる。これは、多くの放射線医師等から、本処理無しの画像と比較して、本処理有りの画像の方が診断等に有効であるという評価が得られている。

方法２：
下記の特許文献１等に記載されている方法２は、本処理後の画像の画素値を"ＳD"、オリジナル画像の画素値を"Ｓorg"、オリジナル画像の低周波成分の画素値（平滑化画像の画素値）を"ＳUS"とし、単調減少関数ｆ（Ｘ）を持って、

なる式（２）で表わされる。
この方法２でも、上述した方法１と同様に、オリジナル画像の低周波成分に基づいて、画像全体のダイナミックレンジを圧縮することができる。

方法３：
下記の特許文献２等に記載されている方法３は、本処理後の画像の画素値を"ＳD"、オリジナル画像の画素値を"Ｓorg"とし、オリジナル画像のＹ方向プロファイルの平均プロファイルＰｙ、及びＸ方向プロファイルの平均プロファイルＰｘを持って、

なる式（３）で表わされる。
ここで、式（３）における関数Ｆ（ｘ）が有する特性について説明すると、まず、「ｘ＞Ｄｔｈ」では、Ｆ（０）が"０"となる。また、「０≦ｘ≦Ｄｔｈ」では、Ｆ（ｘ）が切片を"Ｅ"、傾きを"Ｅ／Ｄｔｈ"として単調減少し、

なる式（４）で示される。
また、式（３）における平均プロファイルＰｙ及びＰｘは、それぞれのプロファイルｐｙｉ及びｐｘｉ（ｉ＝１〜ｎ）を持って、

なる式（５）及び（６）で示される。
また、式（３）における"Ｇ（Ｐｘ，Ｐｙ）"は、

なる式（７）で示される。
したがって、このような方法３では、低周波成分の画素の値がＤｔｈ以下のダイナミックレンジが圧縮されることになる。

方法４：
下記の非特許文献２等には、上述した特許文献１等に記載の方法２や、特許文献２等に記載の方法３と同様の方法４が記載されている。
この方法４は、本処理後の画像の画素値を"ＳD"、オリジナル画像の画素値を"Ｓorg"、オリジナル画像をマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとった時の平均画素値（平滑化画像の画素値）を"ＳUS"とし、単調減少関数ｆ（Ｘ）を持って、

なる式（８）及び（９）で表わされる。
また、式（８）は、

なる式（１０）に変更することも可能である。
ここで、方法４は、式（３）によって表される方法３と低周波成分の作成方法が異なり、方法３では１次元データで低周波成分を作成していたのに対し、方法４では２次元データで低周波成分を作成する。
このような方法４も上述した方法３と同様に、低周波成分の画素の値がＤｔｈ以下のダイナミックレンジが圧縮されることになる。

方法５：
下記の特許文献３等に記載の方法５は、本処理後の画像の画素値を"ＳD"、オリジナル画像の画素値を"Ｓorg"、オリジナル画像をマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとった時の平均画素値（平滑化画像の画素値）を"ＳUS"とし、単調減少関数ｆ２（Ｘ）を持って、

なる式（１１）及び（１２）で表わされる。
ここで、式（１１）における関数ｆ２（ｘ）が有する特性について説明すると、まず、「ｘ＜Ｄｔｈ」では、ｆ２（０）が"０"となる。また、「Ｄｔｈ≦ｘ」では、ｆ２（ｘ）が切片を"Ｅ"、傾きを"Ｅ／Ｄｔｈ"として単調減少し、

なる式（１３）で示される。
したがって、このような方法５では、低周波成分の画素の値がＤｔｈ以上のダイナミックレンジが圧縮されることになる。
尚、方法５でのダイナミックレンジの圧縮アルゴリズムは、上述した非特許文献２等に記載の方法４でのアルゴリズムと同様である。

特公平６−４６４０９号公報 特許第２５０９５０３号公報 特許第２６６３１８９号公報 ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．６２６ ＭｅｄｉｃｉｎｅＸＩＶ／ＰＡＣＳＩＶ（１９８６） 日本放射線技術学会雑誌 第４５巻第８号１９８９年８月 １０３０頁 阿南ほか

しかしながら、上述したようなＤＲＣ処理の方法１〜方法５を用いた従来の画像処理方法では、少なくとも次のような問題１及び２があった。

問題１：
例えば、図１４に示すように、オリジナル画像（入力原画像）に対して、非特許文献２等に代表されるＤＲＣ処理、特に、式（１０）や式（１１）に示したように、オリジナル画像の画素値Ｓorgから平滑化画像の画素値ＳUSを減算する処理（オリジナル画像−平滑化画像）を含むＤＲＣ処理を行うと、入力原画像のエッジ部分において、オーバシュート及びアンダーシュートと呼ばれるアーティファクトが生じてしまう。

具体的には、まず、図１５を用いて、オーバシュート及びアンダーシュートが生じる原因を説明する。
上記図１５において、実線は画像のプロファイルを示し、破線は座標軸を示す。また、同図の（１）は、オリジナル画像のエッジ部分のプロファイルを示し、同図の（２）は、オリジナル画像を平滑化した画像（平滑化画像）のプロファイルを示し、同図の（３）は、同図の（１）にて示されるオリジナル画像から、同図の（２）で示される平滑化画像を減算した後の画像（高周波成分の画像に相当）のプロファイルを示す。
上記図１５の（３）に示すように、オリジナル画像を平滑化する場合、エッジ部分においてオリジナル画像のプロファイルの形状が保存されない。これが、オーバシュート及びアンダーシュートの原因となっている。

一方、上記図１４において、横軸は画像の座標を示し、縦軸は画像の画素値を示す。また、同図の（Ａ）は、オリジナル画像のプロファイルを示している。ここでのオリジナル画像は、３００画素毎に４５０画素値毎増加する階段状の画像とし、また、５０画素毎に高周波成分に見立てた５０画素値が附加されている画像としている。また、同図の（Ｂ）は、オリジナル画像に対して従来のＤＲＣ処理を行った画像のプロファイルを示している。

したがって、上記図１４の（Ｂ）から明らかなように、従来のＤＲＣ処理には、オリジナル画像（Ｓorg）から該オリジナル画像の平滑化画像（ＳUS）を減算して高周波成分を抽出する処理が含まれているため、上記図１５を用いて説明した理由から、オリジナル画像のエッジ部分にアーティファクト（オーバシュート及びアンダーシュート等）が生じてしまう。

問題２：
上述したような方法１〜方法２によるＤＲＣ処理は、画像中に存在する被写体領域の画素値のダイナミックレンジを圧縮することで、被写体領域の全域を同時に観察することが可能な画像を得ることを目的としている。
これにより、例えば、肺部のＸ線画像では、該肺部領域を構成する肺野や縦隔部の画像領域のうち、低濃度である縦隔部の領域のダイナミックレンジを圧縮することで、肺野及び縦隔部の両方の画像領域を同時に観察することができる画像が得られることになる。これは、視認領域になかった低濃度側の画像領域のダイナミックレンジが圧縮されることで、低濃度側の画像領域の濃度が視認領域まで持ち上げられるためである。

しかしながら、Ｘ線画像において、被写体領域の低濃度側の画像領域は、Ｘ線の透過率が非常に低い領域であり、一般にＸ線の透過率の高い領域（高濃度側）と比較して、Ｓ／Ｎ比をも低い傾向にある。したがって、ある画素値以下では、ノイズが目立つ場合がある。このような場合、低濃度側の画像領域の画素値が、ＤＲＣ処理によって視認領域まで持ち上げられても、ノイズに隠れ被写体領域の有効情報、特に、濃度分布等の低周波成分の情報が観察しにくい問題があった。

そこで、本発明は、上記の欠点を除去するために成されたもので、ダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、ノイズの強調を抑制し、且つ画像の高周波成分の振幅を保持しつつ画像の濃度分布の幅を自在に調節可能とすることで、良好な処理後画像を得ることができる、画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の画像処理装置は、原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換手段と、上記階調変換手段にて得られた階調変換後の画像から平滑化画像を得る平滑化手段と、上記平滑化手段にて得られた平滑化画像と、上記階調変換手段にて得られた階調変換後の画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成手段と、上記高周波成分作成手段にて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換手段と、上記変換手段にて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換手段で得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込手段とを備える。

本発明の画像処理装置における他の態様は、原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換手段と、上記原画像から平滑化画像を得る平滑化手段と、上記平滑化手段にて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成手段と、上記高周波成分作成手段にて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換手段と、上記変換手段にて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換手段にて得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込手段とを備える。

また、本発明の画像処理装置におけるその他の態様は、原画像に対して階調変換曲線に基づく階調変換処理及び周波数処理を行う画像処理装置であって、上記原画像から平滑化画像を得る平滑化手段と、上記平滑化手段にて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成手段と、上記高周波成分作成手段にて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換手段と、上記変換手段にて得られた変換後の高周波成分を、上記原画像に足し込む高周波成分足込手段と、上記高周波成分足込手段にて得られた高周波成分足し込み後の画像の階調を上記階調変換曲線に基づき変換する階調変換手段とを備える。

本発明の画像処理方法は、原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換ステップと、上記階調変換ステップにて得られた階調変換後の画像から平滑化画像を得る平滑化ステップと、上記平滑化ステップにて得られた平滑化画像と、上記階調変換ステップにて得られた階調変換後の画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成ステップと、上記高周波成分作成ステップにて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換ステップと、上記変換ステップにて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換ステップで得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込ステップとを備える。

本発明の画像処理方法における他の態様は、原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換ステップと、上記原画像から平滑化画像を得る平滑化ステップと、上記平滑化ステップにて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成ステップと、上記高周波成分作成ステップにて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換ステップと、上記変換ステップにて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換ステップにて得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込ステップとを備える。

また、本発明の画像処理方法におけるその他の態様は、原画像に対して階調変換曲線に基づく階調変換処理及び周波数処理を行う画像処理方法であって、上記原画像から平滑化画像を得る平滑化ステップと、上記平滑化ステップにて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成ステップと、上記高周波成分作成ステップにて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換ステップと、上記変換ステップにて得られた変換後の高周波成分を、上記原画像に足し込む高周波成分足込ステップと、上記高周波成分足込ステップにて得られた高周波成分足し込み後の画像の階調を上記階調変換曲線に基づき変換する階調変換ステップとを備える。

本発明によれば、原画像やその平滑化画像（低周波画像）等の画像に対して、足し込む高周波成分を、画素値の大きさ及び階調変換曲線の傾きに依存して変換するように構成したので、ダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、ノイズの強調を抑制することができ、画像の高周波成分の振幅を保持しつつ画像の濃度分布の幅を自在に調節可能とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
本発明は、例えば、図１に示すようなＸ線撮影装置１００に適用される。
このＸ線撮影装置１００は、ダイナミックレンジ圧縮処理（ＤＲＣ処理）を含む画像処理機能を有するものであり、上記図１に示すように、Ｘ線を発生するＸ線発生回路１０１と、被写体１０３を透過したＸ線光が結像される２次元Ｘ線センサ１０４と、２次元Ｘ線センサ１０４から出力される撮影画像を収集するデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５にて収集された撮影画像に前処理を行う前処理回路１０６と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）等の各種情報や各種処理実行のための処理プログラムを記憶するメインメモリ１０９と、Ｘ線撮影実行等の指示や各種設定を本装置に対して行うための操作パネル１１０と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）に対してＤＲＣ処理を含む画像処理を行う画像処理回路１１２と、画像処理回路１１２での処理後の画像等を表示する画像表示器１１１と、本装置全体の動作制御を司るＣＰＵ１０８とを含んでなり、データ収集回路１０５、前処理回路１０６、画像処理回路１１２、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、及び画像表示器１１１はそれぞれＣＰＵバス１０７に接続され互いにデータ授受できるようになされている。

また、画像処理回路１１２は、原画像に対してＤＲＣ処理を行うＤＲＣ処理回路１１２ａと、原画像から特徴量を抽出する特徴量抽出回路１１２ｂと、ＤＲＣ処理回路１１２ａでの処理後の画像に対して特徴量抽出回路１１２ｂにて得られた特徴量に基づいた階調変換処理を行う階調変換回路１１２ｃとを含んでなる。

ここで、ＤＲＣ処理回路１１２ａは、原画像又は原画像を平滑化した画像に該画像の高周波成分を足し込む際、その高周波成分の振幅に応じて該高周波成分を変換するようになされており、本実施の形態での最も特徴とする構成としている。
このため、ＤＲＣ処理回路１１２ａは、例えば、図２に示すように、原画像の濃度を階調変換する階調変換回路２０１と、階調変換回路２０１での処理後の画像を平滑化する平滑化回路２０２と、階調変換回路２０１での処理後の画像から平滑化回路２０２にて得られた平滑化画像を減算して画像の高周波成分を得る高周波成分作成回路２０３と、高周波成分作成回路２０３にて得られた高周波成分の振幅を変換する変換回路２０４と、階調変換回路２０１での処理後の画像に対して変換回路２０４による変換後の高周波成分を足し込む高周波成分足込回路２０５とを含んでなる。

そこで、上述のようなＸ線撮影装置１００において、まず、メインメモリ１０９には、ＣＰＵ１０８での各種処理実行に必要なデータや処理プログラム等が予め記憶されると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含むものである。メインメモリ１０９に記憶される処理プログラム、特に、ＤＲＣ処理のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図３のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。
したがって、ＣＰＵ１０８は、上記処理プログラム等をメインメモリ１０９から読み出して実行することで、操作パネル１１０からの操作に従った、以下に説明するような本装置全体の動作制御を行う。

ステップＳ３００：
先ず、Ｘ線発生回路１０１は、被検査体１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。このＸ線発生回路１０１から放射されたＸ線ビーム１０２は、被検査体１０３を減衰しながら透過して、２次元Ｘ線センサ１０４に到達し、２次元Ｘ線センサ１０４によりＸ線画像として出力される。ここでは、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像を、例えば、肺野及び縦隔部から構成される肺部のＸ線画像３００とする。
次に、データ収集回路１０５は、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されたＸ線画像を電気信号に変換し、それを前処理回路１０６に供給する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（Ｘ線画像信号）に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。この前処理回路１０６で前処理が行われたＸ線画像信号は入力画像の情報として、ＣＰＵ１０８の制御により、ＣＰＵバス１０７を介して、メインメモリ１０９、及び画像処理回路１１２にそれぞれ転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３０１〜Ｓ３０６の処理が実行される。

ステップＳ３０１：
先ず、階調変換回路２０１は、ＣＰＵバス１０７を介して転送されてきた画像（原画像）に対して、例えば、図４に示す階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（１４）にて示される階調変換処理を行う。この式（１４）において、"ｆ１（ｘ，ｙ）"は、処理対象となる原画像（２次元の原画像）の画素値を示し、"ｘ"及び"ｙ"は、原画像の２次元上のＸ及びＹ座標を示す。また、"ｆ０（ｘ，ｙ）"は、階調変換処理後の原画像（出力画像）の画素値を示す。
尚、上記図４に示した階調変換曲線Ｆ１（）は、階調変換回路２０１にて用いる階調変換曲線の一例であり、図中において、横軸が入力画素値を示し、縦軸が出力画素値を示す。

ステップＳ３０２：
そして、微係数記憶手段としてのメインメモリ１０９は、

なる式（１５）を用いて、階調変換曲線Ｆ１（）の微係数（高周波成分を足し込む係数）ｃ（ｘ）を算出し、これをテーブルｃ（ｘ）として記憶する。
ここで、式（１５）での"ｘ"は、画素値を示す変数として用いている。また、"ｃ（ｘ）"は、例えば、原画像のダイナミックレンジを変更しても、その変更後の画像の高周波成分の振幅が原画像の高周波成分の振幅と一致するような関数形になっている。

尚、図５に示す変換曲線は、後述する変換回路２０４にて高周波成分を変更するため処理にて用いる変換曲線（高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ））であり、図中において、横軸が入力高周波成分の振幅を示し、縦軸が高周波成分の振幅を変換した出力高周波成分を示す。また、同図（Ａ）で示す変換曲線の傾きは、例えば、"１"としており、同図（Ｂ）で示す変換曲腺の傾きは、例えば、"０．１"としている。これらの曲線の傾きは、ここでは、データの性質に応じて実験的に決められるものとしている。

ステップＳ３０３：
次に、平滑化回路２０２は、階調変換回路２０１での階調変換処理後の画像ｆ０（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（１６）で示される平滑化処理を行って、画像ｆ０（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）を生成する。この式（１３）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズを示す。

尚、平滑化回路２０２での平滑化処理としては、式（１６）によって示される処理に限られることはなく、例えば、

なる式（１７）〜（２０）にて示される、モルフォジフィルタ演算を用いた平滑化処理を用いるようにしてもよい。これらの式（１７）〜（２０）における"Ｄ（ｘ，ｙ）"は、円盤状フィルタを示し、任意の定数ｒ１（原画像に応じた値が設定される定数等）を持って、

なる式（２１）によって表される。

ステップＳ３０４：
次に、高周波成分作成回路２０３は、階調変換回路２０１での階調変換処理後の画像ｆ０（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２０２での平滑化処理後の画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を、

なる式（２２）により求める。この式（２２）での"ｃ（ｘ）"は、先にメインメモリ１０９に記憶したテーブルｃ（ｘ）、すなわち階調変換曲線Ｆ（）の係数を示す。したがって、ここで得られる高周波成分の画像ｆｈ（ｘ，ｙ）は、階調変換曲線に依存したものとなる。

ステップＳ３０５：
次に、変換回路２０４は、例えば、上記図５に示したような高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）を用いた、

なる式（２３）により、高周波成分作成回路２０３にて得られた高周波成分の画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を変換して、変換後の画像ｆｃｈ（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３０６：
そして、高周波成分足込回路２０５は、変換回路２０４にて得られた変換後の画像ｆｃｈ（ｘ，ｙ）を、平滑化回路２０２での平滑化処理後の画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（２４）により、最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ（ｘ，ｙ）を得る。

ここで、図６は、高周波成分足込回路２０５にて得られた最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ（ｘ，ｙ）のプロファイルを示したものである。この図６から明らかなように、上記図＊１に示した従来のＤＲＣ処理と同一のダイナミックレンジの変更量としているが、オーバーシュートやアンダーシュートが抑制されている。

ステップＳ３０７：
上述のようにしてＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られた、オーバーシュートやアンダーシュート等のアーティファクトが抑制されたＤＲＣ処理後の画像は、階調変換回路１１２ｃへと供給される。
このとき、特徴抽出回路１１２ｂは、ＣＰＵバス１０７を介して転送されてきた画像（原画像）から、階調変換回路１１２ｃにて用いる階調変換曲線を規定するための特徴量を抽出する。ここでは対象画像を肺部画像としているので、例えば、肺領域内の最大画素値を抽出し、それを特徴量とする。
階調変換回路１１２ｃは、特徴抽出回路１１２ｂにて得られた特徴量（最大画素値）が所定値（"１．８"等）になるような階調変換曲線を規定し、それを用いて、ＤＲＣ処理回路１１２ａでの処理後の画像に対して階調変換を行う。
この階調変換回路１１２ｃでの処理後の画像は、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、高周波成分を変換する際に用いる高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）として、上記図５に示すような、高周波成分（入力高周波成分）の絶対値が増加するにつれて、変換後の高周波成分（出力高周波成分）の絶対値の増加率が単調増加するような関数を用いることで、オーバシュートやアンダーシュート等のアーティファクトに対応する振幅の大きい高周波成分の振幅を抑制し、被写体の領域の信号成分に対応する振幅の小さい周波成分の振幅を変化させないように、高周波成分の変換が行なえるので、信号成分の振幅を落とすことなく、アーティファクトを抑制することができる。すなわち、オーバシュートやアンダーシュート等のアーティファクトとみなされる高周波成分の振幅は、有効情報とみなされる高周波成分の振幅よりも大きいため、その振幅の大きい高周波成分の振幅を抑制する変換を行うように構成したので、アーティファクトを抑制することができる。
また、階調変換処理後の原画像に対して、該階調変換処理にて用いた階調変換曲線に依存（階調変換曲線Ｆ１（）の係数ｃ（ｘ）に依存）した高周波成分を足し込むように構成したので、階調変換処理後の画像においても、階調変換処理前の画像の高周波成分の振幅を保持することができる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上記図１のＸ線撮影装置１００において、ＤＲＣ処理回路１１２ａの内部構成を、例えば、図７に示すような構成とする。
すなわち、上述した第１の実施の形態では、階調変換処理後の画像から得られた高周波成分を変換し、それを階調変換処理後の画像に足し込むように構成したが、これに対して本実施の形態では、階調変換処理前の原画像から得られた高周波成分を変換し、それを階調変換処理後の原画像に足し込む構成とする。
このため、ＤＲＣ処理のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図８のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。この処理プログラムがＣＰＵ１０８により実行されることで、本実施の形態におけるＸ線撮影装置１００は、次のように動作する。

尚、ここでは、上述した第１の実施の形態と異なる構成についてのみ具体的に説明するものとする。

ステップＳ３００：
先ず、上記図３のステップＳ３００と同様に、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３１１〜Ｓ３１６の処理が実行される。

ステップＳ３１１：
先ず、平滑化回路２１１は、ＣＰＵ１０８により転送されてきたＸ線画像（原画像）ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（２５）で示される平滑化処理を行って、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）を生成する。この式（２５）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

ステップＳ３１２：
次に、高周波成分作成回路２１２は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像ｆ１（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２１１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を、

なる式（２６）により求める。

ステップＳ３１３：
次に、変換回路２１３は、上記図５に示したような高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）を用いた、

なる式（２７）により、高周波成分作成回路２１２にて得られた高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を変換し、変換後の画像ｆｃｈ１（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３１４：
次に、階調変換回路２１４は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像に対して、上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（２８）にて示される階調変換処理を行う。この式（２２）において、"ｆ１（ｘ，ｙ）"は、処理対象となる原画像（２次元の原画像）の画素値を示し、"ｘ"及び"ｙ"は、原画像の２次元上のＸ及びＹ座標を示す。また、"ｆ０（ｘ，ｙ）"は、階調変換処理後の原画像（出力画像）の画素値を示す。

ステップＳ３１５：
そして、微係数記憶手段としてのメインメモリ１０９は、

なる式（２９）を用いて、階調変換曲線Ｆ１（）の微係数ｃ１（ｘ）を算出し、これをテーブルｃ１（ｘ）として記憶する。

ステップＳ３１６：
そして、高周波成分足込回路２１５は、変換回路２１３での変換後の画像ｆｃ１ｈ（ｘ，ｙ）を、階調変換回路２１４での階調変換処理後の画像ｆ０（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（３０）により、最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ１（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３０７：
上述のようにしてＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ１（ｘ，ｙ）は、上記図３のステップＳ３０７と同様に、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、その後、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理前の原画像の高周波成分を用いて、ＤＲＣ処理を行うため、階調変換処理後の原画像の高周波成分を用いてのＤＲＣ処理に比べ、より精度のよい（桁落ちの少ない等）高周波成分を用いたＤＲＣ処理を行うことができる。これにより、上述した第１の実施の形態での効果に加え、より高周波成分の復元性のよいＤＲＣ処理後の画像を得ることができる、という効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態では、上記図１のＸ線撮影装置１００において、ＤＲＣ処理回路１１２ａの内部構成を、例えば、図９に示すような構成とする。
すなわち、上述した第１の実施の形態では、階調変換処理後の画像から得られた高周波成分を変換し、それを階調変換処理後の画像に足し込むように構成したが、これに対して本実施の形態では、階調変換処理前の原画像から得られた高周波成分を変換し、それを平滑化処理及び階調変換処理後の原画像に足し込む構成とする。
このため、ＤＲＣ処理のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図１０のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。この処理プログラムがＣＰＵ１０８により実行されることで、本実施の形態におけるＸ線撮影装置１００は、次のように動作する。

尚、ここでは、上述した第１の実施の形態と異なる構成についてのみ具体的に説明するものとする。

ステップＳ３００：
先ず、上記図３のステップＳ３００と同様に、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３２１〜Ｓ３２５の処理が実行される。

ステップＳ３２１：
先ず、平滑化回路２２１は、ＣＰＵ１０８により転送されてきたＸ線画像（原画像）ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（３１）で示される平滑化処理を行って、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）を生成する。この式（３１）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

ステップＳ３２２：
次に、高周波成分作成回路２２２は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像ｆ１（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２２１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を、

なる式（３２）により求める。

ステップＳ３２３：
次に、変換回路２２３は、上記図５に示したような高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）を用いた、

なる式（３３）により、高周波成分作成回路２２２にて得られた高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を変換し、変換後の画像ｆｃｈ１（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３２４：
次に、階調変換回路２２４は、平滑化回路２２１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）に対して、上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（３４）にて示される階調変換処理を行う。この式（３４）において、"ｆｕｓ２（ｘ，ｙ）"は、階調変換処理後の平滑化画像（出力画像）の画素値を示す。

ステップＳ３２５：
そして、高周波成分足込回路２２５は、変換回路２２３での変換後の画像ｆｃ１ｈ（ｘ，ｙ）を、階調変換回路２２４での階調変換処理後の画像（平滑化処理及び階調変換処理後の画像）ｆｕｓ２（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（３５）により、最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ２（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３０７：
上述のようにしてＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ２（ｘ，ｙ）は、上記図３のステップＳ３０７と同様に、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、その後、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理前の原画像の高周波成分を用い、それを変換したものを、平滑化処理及び階調変換処理がそれぞれ行われた後の画像へ足し込むようにしたので、階調変換後の原画像の高周波成分を用いてのＤＲＣ処理に比べ、より精度のよい（桁落ちの少ない等）高周波成分を用いたＤＲＣ処理を行うことができる。これにより、上述した第１の実施の形態での効果に加え、より高周波成分の復元性のよいＤＲＣ処理後の画像を得ることができる、という効果を得ることができる。さらに、高周波成分の取得及び変換後に階調変換を行なうようにしたので、上述した第１（又は第２）の実施の形態において、階調変換曲線Ｆ（）の係数ｃ（ｘ）を算出し記憶する、という処理が必要でない。これは、原画像を階調変換する場合は、階調変換に高周波成分を考慮する必要があるが、本実施の形態では、平滑化画像（高周波成分無しの画像）を階調変換するため、階調変換に高周波成分を考慮する必要がないためである。したがって、処理時間の短縮を図ることができる。

（第４の実施の形態）
本実施の形態では、上記図１のＸ線撮影装置１００において、ＤＲＣ処理回路１１２ａの内部構成を、例えば、図１１に示すような構成とする。
すなわち、上述した第１の実施の形態では、階調変換処理後の画像から得られた高周波成分を変換し、それを階調変換処理後の画像に足し込むように構成したが、これに対して本実施の形態では、階調変換処理前の原画像から得られた高周波成分を変換し、それを原画像に足し込み、その後、階調変換処理を行なう構成とする。
このため、ＤＲＣ処理のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図１２のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。この処理プログラムがＣＰＵ１０８により実行されることで、本実施の形態におけるＸ線撮影装置１００は、次のように動作する。

尚、ここでは、上述した第１の実施の形態と異なる構成についてのみ具体的に説明するものとする。

ステップＳ３００：
先ず、上記図３のステップＳ３００と同様に、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３３１〜Ｓ３３５の処理が実行される。

ステップＳ３３１：
先ず、平滑化回路２３１は、ＣＰＵ１０８により転送されてきたＸ線画像（原画像）ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（３６）で示される平滑化処理を行って、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）を生成する。この式（３６）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

ステップＳ３３２：
次に、高周波成分作成回路２３２は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像ｆ１（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２２１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を、

なる式（３７）により求める。

ステップＳ３３３：
次に、変換回路２３３は、上記図５に示したような高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）を用いた、

なる式（３８）により、高周波成分作成回路２３２にて得られた高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を変換し、変換後の画像ｆｃｈ１（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３３４：
そして、微係数記憶手段としてのメインメモリ１０９は、

なる式（３９）を用いて、階調変換回路２３５で用いる階調変換曲線Ｆ１（）の微係数ｃ１（ｘ）を算出し、これをテーブルｃ２（ｘ）として記憶する。

ステップＳ３３５：
高周波成分足込回路２３４は、変換回路２３３での変換後の画像ｆｃ１ｈ（ｘ，ｙ）を、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（４０）により、高周波成分の足し込み後の画像ｆａｄ（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３３６：
そして、階調変換回路２３５は、高周波成分足込回路２３４にて得られた画像ｆａｄ（ｘ，ｙ）に対して、上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（４１）にて示される階調変換処理を行い、最終的なＤＲＣ処理後のｆｄｒ２（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３０７：
上述のようにしてＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ２（ｘ，ｙ）は、上記図３のステップＳ３０７と同様に、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、その後、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理前の原画像の高周波成分を用いて、ＤＲＣ処理を行うため、階調変換処理後の原画像の高周波成分を用いてのＤＲＣ処理に比べ、より精度のよい（桁落ちの少ない等）高周波成分を用いたＤＲＣ処理を行うことができる。これにより、上述した第１の実施の形態での効果に加え、より高周波成分の復元性のよいＤＲＣ処理後の画像を得ることができる、という効果を得ることができる。

（第５の実施の形態）
上述した第１〜第４の実施の形態では、上記図５に示したような高周波成分変換関数により、原画像又は原画像を平滑化した画像から得られた高周波成分の振幅の大きさを、該高周波成分の大きさに応じて変換することで、オーバシュートやアンダーシュート等のアーティフェクトを抑制するようにした。
これに対して本実施の形態では、例えば、図１３に示すような高周波成分変換関数により、原画像又は原画像を平滑化した画像から得られた高周波成分の振幅の大きさを、画素値の大きさに応じて変換することで、ノイズの強調を抑制する。以下、本実施の形態について具体的に説明する。

尚、ここでは、上述した第１〜第４の実施の形態における変換処理２０４、２１３、２２３、２３３において、上記図１３の高周波成分変換関数を用いて、高周波成分の変換を行なう形態を、第１'〜第４'の実施の形態として説明する。また、本実施の形態におけるＤＲＣ処理回路１１２ａの構成は、上記図２、３、及び７〜１２によって示した第１〜第４の実施の形態における画像処理回路１１２ａの内部構成と同様であるため、これらの図を用いて以下の説明を行なう。

（１）第１'の実施の形態：上記図２及び図３参照

ステップＳ３００：
先ず、上述したように、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３０１〜Ｓ３０６の処理が実行される。

ステップＳ３０１：
先ず、階調変換回路２０１は、ＣＰＵバス１０７を介して転送されてきた画像（原画像）に対して、特徴量抽出回路１１２ｂで抽出された特徴量により規定された上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（１４）にて示される階調変換処理を行う。この式（１４）において、"ｆ１（ｘ，ｙ）"は、処理対象となる原画像（２次元の原画像）の画素値を示し、"ｘ"及び"ｙ"は、原画像の２次元上のＸ及びＹ座標を示す。また、"ｆ０（ｘ，ｙ）"は、階調変換処理後の原画像（出力画像）の画素値を示す。

ステップＳ３０２：
そして、微係数記憶手段としてのメインメモリ１０９は、

なる式（１５）を用いて、階調変換曲線Ｆ１（）の微係数（高周波成分を足し込む係数）ｃ（ｘ）を算出し、これをテーブルｃ（ｘ）として記憶する。
ここで、式（１５）での"ｘ"は、画素値を示す変数として用いている。また、"ｃ（ｘ）"は、例えば、原画像のダイナミックレンジを変更しても、その変更後の画像の高周波成分の振幅が原画像の高周波成分の振幅と一致するような関数形になっている。ただし、これは、後述する高周波成分を変更する処理において、該処理に用いる変換曲線として、上記図１３の高周波成分変換関数を用い、高周波成分を変更しない場合にである。
尚、上記図１３に示す本実施の形態における高周波成分変換関数は、変換回路２０４にて高周波成分を変更するため処理にて用いる変換曲線の一例であり、図中において、横軸が画素値を示し、縦軸が高周波成分に乗じる係数を示す。

ステップＳ３０３：
次に、平滑化回路２０２は、階調変換回路２０１での階調変換処理後の画像ｆ０（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（１６）で示される平滑化処理を行って、画像ｆ０（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）を生成する。この式（１６）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

尚、平滑化回路２０２での平滑化処理としては、式（１６）によって示される処理に限られることはなく、例えば、

なる式（１７）〜（２０）にて示される、モルフォジフィルタ演算を用いた平滑化処理を用いるようにしてもよい。これらの式（１７）〜（２０）における"Ｄ（ｘ，ｙ）"は、円盤状フィルタを示し、任意の定数ｒ１（原画像に応じた値が設定される定数等）を持って、

なる式（２１）によって表される。
このようなモルフォジフィルタ演算を用いた平滑化処理を用いることで、原画像のエッジ部分でも、原画像の構造を保持できるため、オーバシュートやアンダーシュート等のアーティファクトを抑制することができる。

ステップＳ３０４：
次に、高周波成分作成回路２０３は、階調変換回路２０１での階調変換処理後の画像ｆ０（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２０２での平滑化処理後の画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を、

なる式（２２）により求める。

ステップＳ３０５：
次に、変換回路２０４は、上記図１３の高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）に基づいて、

なる式（２３'）により、高周波成分作成回路２０３にて得られた高周波成分の画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を変換して、変換後の画像ｆｃｈ（ｘ，ｙ）を求める。
尚、上記図１３の高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）としては、高周波成分の振幅を抑えたい領域の係数を減じるようになされたものならば、如何なる関数系のものであってもよい。また、"Ｃｈ（）"係数内の画像としては、ここでは、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）を用いるようにしたが、これに限られることはなく、例えば、原画像を平滑化した後の画像や、原画像を階調変換した後の画像、或いは原画像を階調変換した後に平滑化した後の画像を用いるようにしてもよい。

ステップＳ３０６：
そして、高周波成分足込回路２０５は、変換回路２０４にて得られた変換後の画像ｆｃｈ（ｘ，ｙ）を、平滑化回路２０２での平滑化処理後の画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（２４'）により、最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３０７：
その後、上述したように、ＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ１（ｘ，ｙ）は、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理後の原画像に対して、該階調変換処理にて用いた階調変換曲線に依存（階調変換曲線Ｆ１（）の係数ｃ（ｘ）に依存）した高周波成分を足し込むように構成したので、階調変換処理後の画像においても、階調変換処理前の画像の高周波成分の振幅を保持することができる。また、ノイズ領域の高周波成分を復元しないため、ノイズ領域の低周波成分の画像領域を観察しやすくなる。さらに、平滑化処理にモルフォジフィルタ演算を用いるようにすれば、原画像のエッジ部分でも、原画像の構造を保持できるため、オーバシュートやアンダーシュート等のアーティファクトを抑制することができる。

（２）第２'の実施の形態：上記図７及び図８参照

ステップＳ３００：
先ず、上述したように、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３１１〜Ｓ３１６の処理が実行される。

ステップＳ３１１：
先ず、平滑化回路２１１は、ＣＰＵ１０８により転送されてきたＸ線画像（原画像）ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（２５）で示される平滑化処理を行って、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）を生成する。この式（２５）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

ステップＳ３１２：
次に、高周波成分作成回路２１２は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像ｆ１（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２１１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を、

なる式（２６）により求める。

ステップＳ３１３：
次に、変換回路２１３は、上記図１３の高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）に基づいて、

なる式（２７'）により、高周波成分作成回路２１２にて得られた高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を変換し、変換後の画像ｆｃｈ１（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３１４：
次に、階調変換回路２１４は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像に対して、上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（２８）にて示される階調変換処理を行う。この式（２２）において、"ｆ１（ｘ，ｙ）"は、処理対象となる原画像（２次元の原画像）の画素値を示し、"ｘ"及び"ｙ"は、原画像の２次元上のＸ及びＹ座標を示す。また、"ｆ０（ｘ，ｙ）"は、階調変換処理後の原画像（出力画像）の画素値を示す。

ステップＳ３１５：
そして、微係数記憶手段としてのメインメモリ１０９は、

なる式（２９）を用いて、階調変換曲線Ｆ１（）の微係数ｃ１（ｘ）を算出し、これをテーブルｃ１（ｘ）として記憶する。

ステップＳ３１６：
そして、高周波成分足込回路２１５は、変換回路２１３での変換後の画像ｆｃ１ｈ（ｘ，ｙ）を、階調変換回路２１４での階調変換処理後の画像ｆ０（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（３０）により、最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ１（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３０７：
その後、上述したように、ＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ１（ｘ，ｙ）は、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理前の原画像の高周波成分を用いて、ＤＲＣ処理を行うため、階調変換処理後の原画像の高周波成分を用いてのＤＲＣ処理に比べ、より精度のよい（桁落ちの少ない等）高周波成分を用いたＤＲＣ処理を行うことができる。これにより、上述した第１'の実施の形態での効果に加え、より高周波成分の復元性のよいＤＲＣ処理後の画像を得ることができる、という効果を得ることができる。

（３）第３'の実施の形態：上記図９及び図１０参照

ステップＳ３００：
先ず、上述したように、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３２１〜Ｓ３２５の処理が実行される。

ステップＳ３２１：
先ず、平滑化回路２２１は、ＣＰＵ１０８により転送されてきたＸ線画像（原画像）ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（３１）で示される平滑化処理を行って、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）を生成する。この式（３１）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

ステップＳ３２２：
次に、高周波成分作成回路２２２は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像ｆ１（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２２１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を、

なる式（３２）により求める。

ステップＳ３２３：
次に、変換回路２２３は、上記図１３の高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）に基づいて、

なる式（３３'）により、高周波成分作成回路２２２にて得られた高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を変換し、変換後の画像ｆｃｈ１（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３２４：
次に、階調変換回路２２４は、平滑化回路２２１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）に対して、上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（３４）にて示される階調変換処理を行う。この式（３４）において、"ｆｕｓ２（ｘ，ｙ）"は、階調変換処理後の平滑化画像（出力画像）の画素値を示す。

ステップＳ３２５：
そして、高周波成分足込回路２２５は、変換回路２２３での変換後の画像ｆｃ１ｈ（ｘ，ｙ）を、階調変換回路２２４での階調変換処理後の画像（平滑化処理及び階調変換処理後の画像）ｆｕｓ２（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（３５）により、最終的なＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ２（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３０７：
その後、上述したように、ＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ２（ｘ，ｙ）は、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理前の原画像の高周波成分を用い、それを変換したものを、平滑化処理及び階調変換処理がそれぞれ行われた後の画像へ足し込むようにしたので、階調変換後の原画像の高周波成分を用いてのＤＲＣ処理に比べ、より精度のよい（桁落ちの少ない等）高周波成分を用いたＤＲＣ処理を行うことができる。これにより、上述した第１'の実施の形態での効果に加え、より高周波成分の復元性のよいＤＲＣ処理後の画像を得ることができる、という効果を得ることができる。さらに、高周波成分の取得及び変換後に階調変換を行なうようにしたので、上述した第１'（又は第２'）の実施の形態において、階調変換曲線Ｆ（）の係数ｃ（ｘ）を算出し記憶する、という処理が必要でないため、処理時間の短縮を図ることができる。

（４）第４'の実施の形態：上記図１１及び図１２参照

ステップＳ３００：
先ず、上述したように、Ｘ線撮影動作が開始されると、この撮影によって得られたＸ線画像は、ＣＰＵ１０８の制御によって、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、画像処理回路１１２に転送される。
そして、画像処理回路１１２のＤＲＣ処理回路１１２ａでは、次のようなステップＳ３３１〜Ｓ３３５の処理が実行される。

ステップＳ３３１：
先ず、平滑化回路２３１は、ＣＰＵ１０８により転送されてきたＸ線画像（原画像）ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、

なる式（３６）で示される平滑化処理を行って、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）の平滑化画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）を生成する。この式（３６）において、"ｄ"は、平滑化処理におけるマスクサイズＭ×Ｍを決定する定数を示す。

ステップＳ３３２：
次に、高周波成分作成回路２３２は、ＣＰＵ１０８により転送されてきた原画像ｆ１（ｘ，ｙ）と、平滑化回路２２１での平滑化処理後の画像ｆｕｓ１（ｘ，ｙ）とから、高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を、

なる式（３７）により求める。

ステップＳ３３３：
次に、変換回路２３３は、上記図１３の高周波成分変換関数Ｃｈ（ｘ）に基づいて、

なる式（３８'）により、高周波成分作成回路２３２にて得られた高周波成分の画像ｆｈ１（ｘ，ｙ）を変換し、変換後の画像ｆｃｈ１（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３３４：
そして、微係数記憶手段としてのメインメモリ１０９は、

なる式（３９）を用いて、階調変換曲線Ｆ１（）の微係数ｃ１（ｘ）を算出し、これをテーブルｃ２（ｘ）として記憶する。

ステップＳ３３５：
高周波成分足込回路２３４は、変換回路２３３での変換後の画像ｆｃ１ｈ（ｘ，ｙ）を、原画像ｆ１（ｘ，ｙ）に対して足し込む。すなわち、

なる式（４０）により、高周波成分の足し込み後の画像ｆａｄ（ｘ，ｙ）を得る。

ステップＳ３３６：
そして、階調変換回路２３５は、高周波成分足込回路２３４にて得られた画像ｆａｄ（ｘ，ｙ）に対して、上記図４に示したような階調変換曲線Ｆ１（）を用いた、

なる式（４１）にて示される階調変換処理を行い、最終的なＤＲＣ処理後のｆｄｒ２（ｘ，ｙ）を求める。

ステップＳ３０７：
その後、上述したように、ＤＲＣ処理回路１１２ａにより得られたＤＲＣ処理後の画像ｆｄｒ２（ｘ，ｙ）は、階調変換回路１１２ｃへと供給され、ここで階調変換処理が行われ、画像表示部１１１にて画面表示されたり、フィルム上に出力されたりする。

上述のように、本実施の形態では、階調変換処理前の原画像の高周波成分を用いて、ＤＲＣ処理を行うため、階調変換処理後の原画像の高周波成分を用いてのＤＲＣ処理に比べ、より精度のよい（桁落ちの少ない等）高周波成分を用いたＤＲＣ処理を行うことができる。これにより、上述した第１’の実施の形態での効果に加え、より高周波成分の復元性のよいＤＲＣ処理後の画像を得ることができる、という効果を得ることができる。

本発明の諸実施形態によれば、原画像やその平滑化画像（低周波画像）等の画像に対して、足し込む高周波成分を、画素値の大きさ及び階調変換曲線の傾きに依存して変換するように構成したので、ダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、ノイズの強調を抑制することができ、画像の高周波成分の振幅を保持しつつ画像の濃度分布の幅を自在に調節可能とすることができる。
また、本発明の諸実施形態によれば、原画像やその平滑化画像（低周波画像）等の画像に対して、足し込む高周波成分を、当該高周波成分の振幅の大きさ及び階調変換曲線の傾きに依存して変換するように構成したので、ダイナミックレンジ圧縮処理を行う際に、オーバーシュートやアンダーシュート等のアーティファクトを抑制することができ、画像の高周波成分の振幅を保持しつつ画像の濃度分布の幅を自在に調節可能とすることができる。

尚、本発明の目的は、上述した各実施の形態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が各実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって各実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって本実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を適用したＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態において、上記Ｘ線撮影装置のダイナミックレンジ圧縮処理回路の構成を示すブロック図である。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の動作を説明するためのフローチャートである。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の階調変換回路で用いる階調変換曲線の一例を説明するための図である。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の変換回路で用いる高周波成分変換関数の一例を説明するための図である。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路にて得られる処理後画像の状態を説明するための図である。 第２の実施の形態において、上記Ｘ線撮影装置のダイナミックレンジ圧縮処理回路の構成を示すブロック図である。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の動作を説明するためのフローチャートである。 第３の実施の形態において、上記Ｘ線撮影装置のダイナミックレンジ圧縮処理回路の構成を示すブロック図である。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の動作を説明するためのフローチャートである。 第４の実施の形態において、上記Ｘ線撮影装置のダイナミックレンジ圧縮処理回路の構成を示すブロック図である。 上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の動作を説明するためのフローチャートである。 第５の実施の形態において、上記ダイナミックレンジ圧縮処理回路の変換回路で用いる高周波成分変換関数の一例を説明するための図である。 従来のダイナミックレンジ圧縮処理により、画像にオーバシュート及びアンダーシュートが生じた状態を説明するための図である。 上記オーバシュート及びアンダーシュートを説明するための図である。

符号の説明

１００ Ｘ線撮影装置
１０１ Ｘ線発生回路
１０２ Ｘ線ビーム
１０３ 被写体
１０４ ２次元Ｘ線センサ
１０５ データ収集回路
１０６ 前処理回路
１０７ ＣＰＵバス
１０８ ＣＰＵ
１０９ メインメモリ
１１０ 操作パネル
１１１ 画像表示器
１１２ 画像処理回路
１１２ａ ダイナミックレンジ圧縮（ＤＲＣ）処理回路
１１２ｂ 特徴抽出回路
１１２ｃ 階調変換回路
２０１ 階調変換回路
２０２ 平滑化回路
２０３ 高周波成分作成回路
２０４ 変換回路
２０５ 高周波成分足込回路

Claims (6)

1. 原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換手段と、
   上記階調変換手段にて得られた階調変換後の画像から平滑化画像を得る平滑化手段と、
   上記平滑化手段にて得られた平滑化画像と、上記階調変換手段にて得られた階調変換後の画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成手段と、
   上記高周波成分作成手段にて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換手段と、
   上記変換手段にて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換手段で得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換手段と、
   上記原画像から平滑化画像を得る平滑化手段と、
   上記平滑化手段にて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成手段と、
   上記高周波成分作成手段にて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換手段と、
   上記変換手段にて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換手段にて得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
3. 原画像に対して階調変換曲線に基づく階調変換処理及び周波数処理を行う画像処理装置であって、
   上記原画像から平滑化画像を得る平滑化手段と、
   上記平滑化手段にて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成手段と、
   上記高周波成分作成手段にて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換手段と、
   上記変換手段にて得られた変換後の高周波成分を、上記原画像に足し込む高周波成分足込手段と、
   上記高周波成分足込手段にて得られた高周波成分足し込み後の画像の階調を上記階調変換曲線に基づき変換する階調変換手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
4. 原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換ステップと、
   上記階調変換ステップにて得られた階調変換後の画像から平滑化画像を得る平滑化ステップと、
   上記平滑化ステップにて得られた平滑化画像と、上記階調変換ステップにて得られた階調変換後の画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成ステップと、
   上記高周波成分作成ステップにて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換ステップと、
   上記変換ステップにて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換ステップで得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込ステップとを備えることを特徴とする画像処理方法。
5. 原画像の階調を階調変換曲線に基づき変換する階調変換ステップと、
   上記原画像から平滑化画像を得る平滑化ステップと、
   上記平滑化ステップにて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成ステップと、
   上記高周波成分作成ステップにて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換ステップと、
   上記変換ステップにて得られた変換後の高周波成分を、上記階調変換ステップにて得られた階調変換後の画像に足し込む高周波成分足込ステップとを備えることを特徴とする画像処理方法。
6. 原画像に対して階調変換曲線に基づく階調変換処理及び周波数処理を行う画像処理方法であって、
   上記原画像から平滑化画像を得る平滑化ステップと、
   上記平滑化ステップにて得られた平滑化画像と、上記原画像との差分を高周波成分として得る高周波成分作成ステップと、
   上記高周波成分作成ステップにて得られた高周波成分を、上記原画像の画素値の大きさ及び上記階調変換曲線の傾きに依存して変換する変換ステップと、
   上記変換ステップにて得られた変換後の高周波成分を、上記原画像に足し込む高周波成分足込ステップと、
   上記高周波成分足込ステップにて得られた高周波成分足し込み後の画像の階調を上記階調変換曲線に基づき変換する階調変換ステップとを備えることを特徴とする画像処理方法。

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