JP2010075220A - Mammographic image processor, and method and program for detecting mamma region - Google Patents

Mammographic image processor, and method and program for detecting mamma region Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately detect a mamma region from a mammographic image acquired by mammography. <P>SOLUTION: CPU of this mammographic image processor binarizes pixel signal values of the mammographic image using a density threshold within a predetermined range to divide a mammographic image into a high-density region having a higher density than the density threshold and a low-density region having a lower density than the density threshold, and executes a deletion process for deleting the low-density region connected from the region divided into the low-density region to the image end in the opposite side of the chest wall side. The CPU detects the low-density region after the deletion, which is acquired by using the highest density threshold out of the density thresholds having the low-density region left after the deletion of the low-density region connected to the image end in the opposite side of the chest wall side, as the mamma region. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、乳房画像処理装置、乳房領域検出方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a breast image processing apparatus, a breast region detection method, and a program.

従来、放射線撮影により得られた乳房画像は、階調処理や白黒反転処理等の画像処理が施された後、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置に表示されるか又はフィルム上にプリントされ、医師の読影診断に供されている。   Conventionally, breast images obtained by radiography are subjected to image processing such as gradation processing and black-and-white reversal processing, and then displayed on a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) or LCD (Liquid Crystal Display). Or printed on film and used for diagnostic interpretation by doctors.

乳房画像に各種画像処理を施す際には、乳房領域のみに行うことが読影診断上好ましい。例えば、白黒反転処理の場合、乳房画像全域を白黒反転すると乳房領域外の広い領域が主に黒から白に変化するため、非常に眩しく、読影時の疲労の原因となる。   When performing various types of image processing on the breast image, it is preferable for the interpretation of the image to be performed only on the breast region. For example, in the case of black-and-white reversal processing, if the whole breast image is reversed in black and white, a large area outside the breast region changes mainly from black to white, which is very dazzling and causes fatigue during interpretation.

乳房領域のみに画像処理を施す場合、診断の対象となる乳房領域を精度良く検出することが必要となる。   When image processing is performed only on the breast region, it is necessary to accurately detect the breast region to be diagnosed.

乳房領域を検出するための技術としては、例えば、特許文献1に、乳房画像の胸壁側上端に所定画素数の矩形の基準領域を設定してその平均濃度を算出し、基準領域と同サイズの対象領域を基準領域から指定画素ずつずらしながら設定して平均濃度を算出し、基準領域の平均濃度との濃度差が指定以上となった場合にその対象領域の位置を乳房領域の境界と決定する技術が記載されている。また、特許文献2に、乳房画像のヒストグラムを作成して乳房領域と背景領域との境界信号を求め、その境界信号を閾値として2値化処理を行うことにより乳房領域と背景領域とに分離する技術が記載されている。
特開2007−312868号公報 特開2006−102091号公報
As a technique for detecting a breast region, for example, in Patent Document 1, a rectangular reference region having a predetermined number of pixels is set at the chest wall side upper end of a breast image, and its average density is calculated. Calculate the average density by setting the target area while shifting it from the reference area by the specified pixels, and if the density difference from the average density of the reference area exceeds the specified value, determine the position of the target area as the boundary of the breast area The technology is described. Further, in Patent Document 2, a breast image histogram is created to obtain a boundary signal between a breast region and a background region, and binarization processing is performed using the boundary signal as a threshold to separate the breast region and the background region. The technology is described.
JP 2007-31868 A JP 2006-102091 A

特許文献1、2に記載の技術は、左右の乳房画像における乳房領域の位置を合わせるための技術であり、精度良く乳房領域を検出するものではない。例えば、特許文献1に記載の技術は、胸壁側の画像端部において乳房領域とそれ以外の領域との境界を検出するものであり、乳房領域の全域を検出するものではない。境界の検出単位も、対象領域の矩形単位である。また、特許文献2に記載の技術では、或る閾値より画素信号値が大きい範囲が乳房領域、或る閾値より画素信号値が小さい範囲が背景領域であるという前提で乳房領域と背景領域の分離を行っているが、放射線撮影により得られた乳房画像においてはヒール効果の影響があり、乳房領域にも背景領域にも現れる画素信号値が存在する。   The techniques described in Patent Documents 1 and 2 are techniques for aligning the positions of the breast areas in the left and right breast images, and do not accurately detect the breast areas. For example, the technique described in Patent Document 1 detects a boundary between a breast region and other regions at the image end on the chest wall side, and does not detect the entire region of the breast region. The boundary detection unit is also a rectangular unit of the target area. Further, in the technique described in Patent Document 2, the breast region and the background region are separated on the assumption that the range where the pixel signal value is larger than a certain threshold is the breast region, and the range where the pixel signal value is smaller than the certain threshold is the background region. However, in the breast image obtained by radiography, there is a heel effect, and there are pixel signal values that appear in both the breast region and the background region.

本発明の課題は、放射線撮影により得られた乳房画像から精度良く乳房領域を検出できるようにすることである。   An object of the present invention is to enable detection of a breast region with high accuracy from a breast image obtained by radiography.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
放射線撮影により得られた乳房画像に画像処理を施す乳房画像処理装置において、
濃度閾値を用いて前記乳房画像の画素信号値を2値化することにより、前記乳房画像を前記濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分する2値化処理手段と、
前記2値化処理手段により低濃度領域に区分された領域から前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理手段と、
前記削除処理手段による削除後において低濃度領域が残存する前記濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた前記削除後の低濃度領域を乳房領域として検出する乳房領域検出手段と、
を備える。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
In a breast image processing apparatus that performs image processing on a breast image obtained by radiography,
By binarizing the pixel signal value of the breast image using the density threshold, the breast image is divided into a high density area having a density higher than the density threshold and a low density area having a density lower than the density threshold. A value processing means;
A deletion processing unit that deletes a low density region connected to an image end on the opposite side of the breast wall in the breast image from the region divided into low density regions by the binarization processing unit;
A breast region detection means for detecting, as a breast region, the low density region after deletion obtained using the highest density threshold value among the density thresholds in which the low density region remains after deletion by the deletion processing unit;
Is provided.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記削除処理手段は、前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部の両側に、それぞれ所定サイズの端部検出用領域を設け、前記2値化処理手段により低濃度領域に区分された領域から当該端部検出用領域の少なくとも一つに繋がる低濃度領域を削除する。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The deletion processing means is provided with edge detection areas of a predetermined size on both sides of the image edge on the opposite side to the chest wall side in the breast image, and areas divided into low density areas by the binarization processing means The low density region connected to at least one of the edge detection regions is deleted.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、
前記検出された乳房領域の辺縁に直交する複数画素からなるラインを前記乳房領域の辺縁に設定し、前記設定されたラインに含まれる画素のうち最も濃度の高い画素の位置に前記乳房領域の辺縁を補正する補正手段を備える。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
A line composed of a plurality of pixels orthogonal to the edge of the detected breast area is set as the edge of the breast area, and the breast area is positioned at the pixel having the highest density among the pixels included in the set line. The correction means which corrects the edge of is provided.

請求項4に記載の発明は、
乳房画像処理装置の制御手段が、2値化処理手段、削除処理手段、乳房領域検出手段を制御して、放射線撮影により得られた乳房画像から乳房領域を検出する乳房領域検出方法であって、
前記2値化処理手段により、濃度閾値を用いて前記乳房画像の画素信号値を2値化して、前記乳房画像を前記濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分する2値化処理工程と、
前記削除処理手段により、前記2値化処理工程により低濃度領域に区分された領域から前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理工程と、
前記乳房領域検出手段により、前記削除処理工程による削除後において低濃度領域が残存する前記濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた前記削除後の低濃度領域を乳房領域として検出する乳房領域検出工程と、
を含む。
The invention according to claim 4
A breast region detection method in which a control unit of a breast image processing apparatus controls a binarization processing unit, a deletion processing unit, and a breast region detection unit to detect a breast region from a breast image obtained by radiography,
The binarization processing means binarizes the pixel signal value of the breast image using a density threshold, and the breast image is converted into a high density region having a density higher than the density threshold and a low density having a density lower than the density threshold. A binarization process to divide into regions;
A deletion processing step for deleting a low density region connected to an image end on the opposite side of the breast wall in the breast image from the region divided into low density regions by the binarization processing step by the deletion processing unit;
A breast for detecting, as a breast region, the low-density region after deletion obtained by using the highest density threshold among the density thresholds in which the low-density region remains after deletion by the deletion processing step by the breast region detection means An area detection step;
including.

請求項5に記載の発明のプログラムは、
放射線撮影により得られた乳房画像に画像処理を施す乳房画像処理装置で用いられるコンピュータを、
濃度閾値を用いて前記乳房画像の画素信号値を2値化することにより、前記乳房画像を前記濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分する2値化処理手段、
前記2値化処理手段により低濃度領域に区分された領域から前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理手段、
前記削除処理手段による削除後において低濃度領域が残存する前記濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた前記削除後の低濃度領域を乳房領域として検出する乳房領域検出手段、
として機能させる。
The program of the invention described in claim 5 is:
A computer used in a breast image processing apparatus that performs image processing on a breast image obtained by radiography,
By binarizing the pixel signal value of the breast image using the density threshold, the breast image is divided into a high density area having a density higher than the density threshold and a low density area having a density lower than the density threshold. Valuation processing means,
A deletion processing unit that deletes a low density region connected to an image end on the opposite side of the breast wall in the breast image from the region divided into low density regions by the binarization processing unit;
A breast region detection means for detecting, as a breast region, the low density region after deletion obtained using the highest density threshold value among the density threshold values in which the low density region remains after deletion by the deletion processing unit;
To function as.

本発明によれば、放射線撮影により得られた乳房画像から精度良く乳房領域を検出することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to accurately detect a breast region from a breast image obtained by radiography.

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below.

(乳房画像処理装置10の構成)
まず、本実施の形態における乳房画像処理装置10の構成を説明する。
図1に、乳房画像処理装置10の機能構成例を示す。
図1に示すように、乳房画像処理装置10は、CPU(Central Processing Unit)1
1、I/F(InterFace)12、操作部13、表示部14、通信部15、RAM(Random Access Memory)16、記憶部17等を備えて構成され、各部はバス18により接続されて構成されている。
(Configuration of the breast image processing apparatus 10)
First, the configuration of the breast image processing apparatus 10 in the present embodiment will be described.
FIG. 1 shows a functional configuration example of the breast image processing apparatus 10.
As shown in FIG. 1, a breast image processing apparatus 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 1
1, an I / F (InterFace) 12, an operation unit 13, a display unit 14, a communication unit 15, a RAM (Random Access Memory) 16, a storage unit 17, and the like. ing.

CPU11は、記憶部17に記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してRAM16内に展開し、展開されたプログラムとの協働により各種処理を実行し、乳房画像処理装置10の各部の動作を集中制御する。
例えば、CPU11は、記憶部17に記憶されている乳房領域検出処理プログラムとの協働により乳房領域検出処理(図2参照)を実行し、制御手段、2値化処理手段、削除処理手段、乳房領域検出手段、補正手段を実現する。
The CPU 11 reads out the system program and various processing programs stored in the storage unit 17, expands them in the RAM 16, executes various processes in cooperation with the expanded programs, and operates each unit of the breast image processing apparatus 10. Centralized control.
For example, the CPU 11 executes breast region detection processing (see FIG. 2) in cooperation with the breast region detection processing program stored in the storage unit 17, and controls, binarization processing means, deletion processing means, breast An area detecting unit and a correcting unit are realized.

I/F12は、画像生成装置Gと接続するためのインターフェースであり、画像生成装置Gにおいて生成された乳房画像を乳房画像処理装置10に入力する。   The I / F 12 is an interface for connecting to the image generation apparatus G, and inputs a breast image generated by the image generation apparatus G to the breast image processing apparatus 10.

画像生成装置Gは、患者の乳房を被写体として放射線撮影し、撮影した画像をデジタル変換して、乳房画像を生成する装置である。画像生成装置Gとしては、例えば、CR(Computed Radiography)装置、FPD(Flat Panel Detector)装置等が適用可能である。   The image generation device G is a device that performs radiography of a patient's breast as a subject and digitally converts the captured image to generate a breast image. As the image generation device G, for example, a CR (Computed Radiography) device, an FPD (Flat Panel Detector) device, or the like is applicable.

操作部13は、カーソルキーや数字キー、各種機能キーからなるキーボードを備えて構成され、押下されたキーに対応する操作信号をCPU11に出力する。なお、必要に応じてマウスやタッチパネル等のポインティングディバイスを含むこととしてもよい。   The operation unit 13 includes a keyboard including cursor keys, numeric keys, and various function keys, and outputs an operation signal corresponding to the pressed key to the CPU 11. Note that a pointing device such as a mouse or a touch panel may be included as necessary.

表示部14は、LCDやCRT等のモニタにより構成され、CPU11から入力される表示信号の指示に従って、乳房画像等の表示を行う。   The display unit 14 is composed of a monitor such as an LCD or a CRT, and displays a breast image or the like according to an instruction of a display signal input from the CPU 11.

通信部15は、ネットワークインターフェースカード、モデム、ターミナルアダプタ等の通信用インターフェースにより構成され、通信ネットワーク上の外部機器とデータ送受信を行う。例えば、通信部15を介して画像生成装置Gから乳房画像の画像データを受信する構成としてもよいし、通信部15を介して病院内の画像サーバ等に接続する構成としてもよい。   The communication unit 15 includes a communication interface such as a network interface card, a modem, and a terminal adapter, and performs data transmission / reception with an external device on the communication network. For example, the image data of the breast image may be received from the image generation device G via the communication unit 15, or the image data may be connected to an image server in a hospital via the communication unit 15.

RAM16は、CPU11によって実行される各種プログラムやこれらプログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。   The RAM 16 forms a work area for temporarily storing various programs executed by the CPU 11, data processed by these programs, and the like.

記憶部17は、CPU11で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメータ(例えば、後述する2値化処理で用いられる濃度閾値等)、或いは処理結果等のデータを記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、CPU11は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。   The storage unit 17 stores various programs executed by the CPU 11, parameters necessary for execution of processing by the programs (for example, density threshold values used in binarization processing described later), data of processing results, and the like. These various programs are stored in the form of readable program codes, and the CPU 11 sequentially executes operations according to the program codes.

(乳房画像処理装置10の動作)
次に、乳房画像処理装置10の動作について説明する。
乳房画像処理装置10においては、画像生成装置Gから乳房画像が入力されると、CPU11により以下に説明する乳房領域検出処理が実行され、乳房画像から乳房領域が検出される。乳房画像処理装置10における処理対象の乳房画像を以下乳房画像Mと呼ぶ。なお、乳房画像Mの画素信号値は、ここでは高濃度(黒く)なるに従って小さくなり、低濃度(白く)なるに従って大きくなることとする。
(Operation of the breast image processing apparatus 10)
Next, the operation of the breast image processing apparatus 10 will be described.
In the breast image processing apparatus 10, when a breast image is input from the image generation apparatus G, the CPU 11 executes a breast area detection process described below, and detects a breast area from the breast image. A breast image to be processed in the breast image processing apparatus 10 is hereinafter referred to as a breast image M. Here, the pixel signal value of the breast image M becomes smaller as the density becomes higher (black) and becomes larger as the density becomes lower (white).

図2に、乳房領域検出処理のフローを示す。
まず、胸壁側の画像端部E1(図5参照)が下になるように乳房画像Mが回転される(ステップS1)。なお、画像生成装置Gから入力される乳房画像Mは、乳房画像処理装置10で胸壁側の画像端部E1が認識可能なように、胸壁側の画像端部E1を一定の方向にして入力される。
FIG. 2 shows a flow of breast area detection processing.
First, the breast image M is rotated so that the image end E1 (see FIG. 5) on the chest wall side is downward (step S1). The breast image M input from the image generation device G is input with the image end E1 on the chest wall side in a certain direction so that the breast image processing device 10 can recognize the image end E1 on the chest wall side. The

次いで、濃度閾値を用いて乳房画像Mの画素信号値が2値化処理される(ステップS2)。2値化処理では、乳房画像Mにおいて濃度閾値より濃度の高い画素信号値が1、それ以外が0に変換される。これにより、乳房画像Mが濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と、濃度閾値より濃度の低い(より詳しくは、濃度閾値以下の)低濃度領域に区分される。濃度閾値としては、まず、予め定められた範囲のうち最高濃度(即ち、最小の画素信号値)の値が設定される。   Next, the pixel signal value of the breast image M is binarized using the density threshold value (step S2). In the binarization process, the pixel signal value whose density is higher than the density threshold in the breast image M is converted to 1, and the others are converted to 0. As a result, the breast image M is divided into a high density region having a density higher than the density threshold and a low density region having a density lower than the density threshold (more specifically, below the density threshold). As the density threshold, first, the value of the highest density (that is, the minimum pixel signal value) in a predetermined range is set.

次いで、2値化処理により低濃度領域に区分された領域から胸壁側と反対側の画像端部E2(図5参照)に繋がる低濃度領域を削除する削除処理が実行される(ステップS3)。この削除処理は、ヒール効果の影響による低濃度領域を検出対象から削除する処理である。   Next, a deletion process is executed to delete the low density region connected to the image end E2 (see FIG. 5) opposite to the chest wall side from the region divided into the low density regions by the binarization process (step S3). This deletion process is a process of deleting the low density region due to the influence of the heel effect from the detection target.

ここで、ヒール効果について説明する。
図3(a)に、ヒール効果による放射線(X線)の分布を模式的に示す。同図における数値は、X線量を示すものである。図3(b)に、図3(a)の部分PAの拡大図を示す。
放射線(X線)管では、フィラメントF(陰極)から放出された熱電子がフィラメントFとターゲットT(陽極)の電位差により加速・集束されてターゲットTに衝突しX線が発生する。このとき、図3(b)に示すように、ターゲットT内の自己吸収の影響で、ターゲットT内の通過距離が長いX線(XA)は、フィラメントF方向に照射されるX線(XB)よりも線量が減弱する。この現象をヒール効果という。ヒール効果は、乳房撮影に用いられる軟X線管でより顕著に現れる。また、乳房撮影では他の部位の撮影と比べて焦点距離が短いため、ヒール効果の影響が顕著に現れる。
Here, the heel effect will be described.
FIG. 3A schematically shows the distribution of radiation (X-rays) due to the heel effect. The numerical values in the figure indicate the X-ray dose. FIG. 3B shows an enlarged view of the portion PA in FIG.
In the radiation (X-ray) tube, the thermoelectrons emitted from the filament F (cathode) are accelerated and focused by the potential difference between the filament F and the target T (anode) and collide with the target T to generate X-rays. At this time, as shown in FIG. 3B, the X-ray (XA) having a long passing distance in the target T due to the self-absorption in the target T is X-ray (XB) irradiated in the filament F direction. The dose is attenuated. This phenomenon is called a heel effect. The heel effect appears more prominently in a soft X-ray tube used for mammography. In addition, since the focal length of mammography is shorter than that of other parts, the influence of the heel effect appears prominently.

乳房を放射線撮影する際には、MLO(上下)方向とCC(左右)方向の撮影でヒール効果による濃度差が生じないように、図4に示すように、乳頭と胸壁を結ぶ線とX線管の軸とが平行になるよう乳房(図4においてMmで示す)を設置して撮影が行われる。また、乳房Mmに十分な線量をあてるため、胸壁側がフィラメントF側となるように配置して撮影が行われる。そのため、乳房画像Mにおいて、撮影時に乳房Mmが配置されず直接X線が照射される背景領域においても、到達する線量は一律ではなく、胸壁から離れるにつれてヒール効果の影響により濃度が低くなる。   When radiographing the breast, as shown in FIG. 4, an X-ray and a line connecting the nipple and the chest wall so as not to cause a density difference due to the heel effect in imaging in the MLO (vertical) direction and CC (horizontal) direction. Imaging is performed with the breast (indicated by Mm in FIG. 4) placed so that the axis of the tube is parallel. Further, in order to apply a sufficient dose to the breast Mm, imaging is performed with the chest wall side positioned on the filament F side. Therefore, in the breast image M, even in the background area where the breast Mm is not arranged at the time of imaging and the X-rays are directly irradiated, the reaching dose is not uniform, and the density decreases as the distance from the chest wall increases due to the heel effect.

例えば、図5(a)に示す乳房画像Mの直線Pに示す位置の濃度プロファイルをとると、図5(b)に示すグラフとなる。図5(b)に示すように、乳房画像Mは、最高濃度SLを境界として乳房領域Saと背景領域Sbとに分離される。背景領域Sbでは、ヒール効果の影響により胸壁側から離れるにつれて濃度が低くなっていることがわかる。そして、このヒール効果の影響により、乳房領域Saと背景領域Sbの双方の領域に存在する画素信号値が存在することがわかる。   For example, if the density profile at the position indicated by the straight line P of the breast image M shown in FIG. 5A is taken, the graph shown in FIG. 5B is obtained. As shown in FIG. 5B, the breast image M is separated into a breast region Sa and a background region Sb with the highest density SL as a boundary. In the background region Sb, it can be seen that the density decreases with increasing distance from the chest wall due to the influence of the heel effect. Then, it can be seen that pixel signal values exist in both the breast region Sa and the background region Sb due to the influence of the heel effect.

そこで、削除処理により、背景領域Sbにおける低濃度領域が削除される。
図6(a)〜図6(f)に、ステップS2における2値化処理とステップS3における削除処理の処理結果の例を示す。図6(a)は、濃度閾値Aを用いて2値化処理を行って得られた2値化画像M1を示し、図6(b)は、図6(a)の2値化画像M1において削除処理を行った処理結果を示す。図6(c)は、濃度閾値Bを用いて2値化処理を行って得られた2値化画像M1を示し、図6(d)は、図6(c)の2値化画像M1において削除処理を行った処理結果を示す。図6(e)は、濃度閾値Cを用いて2値化処理を行って得られた2値化画像M1を示し、図6(f)は、図6(e)の2値化画像M1において削除処理を行った処理結果を示す。濃度閾値A>最高濃度SL>濃度閾値B>濃度閾値Cとする。
Therefore, the low density area in the background area Sb is deleted by the deletion process.
FIG. 6A to FIG. 6F show examples of processing results of the binarization process in step S2 and the deletion process in step S3. FIG. 6A shows a binarized image M1 obtained by performing binarization processing using the density threshold A, and FIG. 6B shows the binarized image M1 in FIG. The result of the deletion process is shown. FIG. 6C shows a binarized image M1 obtained by performing binarization processing using the density threshold B, and FIG. 6D shows the binarized image M1 in FIG. 6C. The result of the deletion process is shown. FIG. 6E shows a binarized image M1 obtained by performing binarization processing using the density threshold C, and FIG. 6F shows the binarized image M1 in FIG. The result of the deletion process is shown. Density threshold A> highest density SL> density threshold B> density threshold C.

ステップS3の削除処理では、具体的には、図6(a)〜(f)に示すように、上述の2値化処理により得られた2値化画像M1における胸壁側と反対側の画像端部E2の両側に、それぞれ所定サイズ(ここでは左右1cm、上端5cm)の端部検出用領域R1、R2が設定され、ステップS2において低濃度領域に区分された領域からR1、R2の少なくとも一方に繋がる低濃度領域が削除される。   In the deletion process in step S3, specifically, as shown in FIGS. 6A to 6F, the image end on the opposite side to the chest wall side in the binarized image M1 obtained by the above binarization process. Edge detection regions R1 and R2 each having a predetermined size (here, 1 cm on the left and right, 5 cm on the upper end) are set on both sides of the portion E2, and the region divided into the low concentration regions in step S2 is changed to at least one of R1 and R2. The connected low density region is deleted.

例えば、2値化処理において、最高濃度SLより高い濃度閾値Aが用いられた場合、図6(a)に示すように、乳房領域Saを示す低濃度領域とヒール効果の影響による低濃度領域を分離できず、2値化処理により取得された低濃度領域は全てR1とR2に繋がった状態となる。そのため、濃度閾値Aを用いて2値化された2値化画像M1に削除処理を行ってR1、R2に繋がる低濃度領域を削除すると、図6(b)に示すように低濃度領域が残存しなくなる。
2値化処理において濃度閾値を下げて濃度閾値Bとすると、図6(c)に示すように、2値化画像M1において乳房領域Saを示す低濃度領域とヒール効果の影響による低濃度領域とを分離する高濃度領域が現れる。この2値化画像M1において上述の削除処理を行うと、図6(d)に示すように、ヒール効果の影響による低濃度領域が削除され、乳房領域Saのみが残存する。
一方、濃度閾値Bより更に濃度が低い濃度閾値Cを用いて2値化処理を行うと、図6(e)に示すように、2値化画像M1において乳房領域Saを示す低濃度領域とヒール効果の影響による低濃度領域を分離する高濃度領域が現れるが、図6(f)に示すように乳房領域Saの一部が欠けてしまうこととなる。
For example, when a density threshold A higher than the maximum density SL is used in the binarization process, as shown in FIG. 6A, a low density area indicating the breast area Sa and a low density area due to the influence of the heel effect are displayed. All the low density regions acquired by the binarization process cannot be separated and are connected to R1 and R2. Therefore, when the binarized image M1 binarized using the density threshold A is deleted and the low density areas connected to R1 and R2 are deleted, the low density areas remain as shown in FIG. 6B. No longer.
If the density threshold is lowered to the density threshold B in the binarization process, as shown in FIG. 6C, a low density area indicating the breast area Sa and a low density area due to the influence of the heel effect in the binarized image M1 are displayed. A high-concentration region that separates When the above-described deletion process is performed on the binarized image M1, as shown in FIG. 6D, the low density region due to the influence of the heel effect is deleted, and only the breast region Sa remains.
On the other hand, when binarization processing is performed using a density threshold C that is lower in density than the density threshold B, as shown in FIG. 6E, the low density area indicating the breast area Sa and the heel in the binarized image M1. Although a high density region that separates the low density region due to the effect appears, a part of the breast region Sa is missing as shown in FIG.

なお、削除処理において、端部検出用領域R1、R2を設けずに画像端部E2全域に繋がる低濃度領域を削除してもよいが、被写体のサイズによっては、画像端部E2の一部(中央部)に乳房領域Saが達することもあり得る。このような場合には、いくら低い濃度閾値を用いても削除処理において低濃度領域が残存しなくなる場合があり得る。そこで、端部検出用領域R1、R2を設けて少なくとも一方に繋がる低濃度領域の削除処理を行うことで、乳房領域Saのサイズに拘わらず正確な削除結果を得ることが可能となる。   In the deletion process, the low density area connected to the entire image edge E2 may be deleted without providing the edge detection areas R1 and R2, but depending on the size of the subject, a part of the image edge E2 ( The breast region Sa may reach the center). In such a case, the low density region may not remain in the deletion process no matter how low the density threshold is used. Therefore, by providing the edge detection regions R1 and R2 and performing the deletion process of the low density region connected to at least one of the regions, it is possible to obtain an accurate deletion result regardless of the size of the breast region Sa.

図2に戻り、削除処理が終了すると、削除処理後に低濃度領域が残存したか否かが判断され、低濃度領域が残存しなかったと判断されると(ステップS4;NO)、次の濃度閾値が予め定められた範囲を超えるか否かが判断され、超えないと判断された場合(ステップS5;NO)、濃度閾値が1レベル濃度の低い閾値に変更され(ステップS6)、処理はステップS2に戻り、ステップS2〜ステップS4の処理が繰り返し実行される。
削除処理後に低濃度領域が残存したと判断されると(ステップS4;YES)、処理はステップS8に移行する。
Returning to FIG. 2, when the deletion process is completed, it is determined whether or not the low density region remains after the deletion process. If it is determined that the low density area does not remain (step S4; NO), the next density threshold value is determined. Is determined to exceed the predetermined range (NO in step S5), the density threshold is changed to a threshold having a low level of 1 level (step S6), and the process is performed in step S2. Returning to step S2 to step S4, the processes are repeatedly executed.
If it is determined that the low density region remains after the deletion process (step S4; YES), the process proceeds to step S8.

一方、ステップS5において、次の濃度閾値が予め定められた範囲を超えると判断された場合(ステップS5;YES)、検出失敗を示すエラーメッセージが表示部14に表示され(ステップS7)、乳房領域検出処理は終了する。   On the other hand, when it is determined in step S5 that the next density threshold exceeds the predetermined range (step S5; YES), an error message indicating a detection failure is displayed on the display unit 14 (step S7), and the breast region The detection process ends.

ステップS8においては、削除処理後に残存した低濃度領域が乳房領域Saとして検出される(ステップS8)。   In step S8, the low density region remaining after the deletion process is detected as a breast region Sa (step S8).

この乳房領域検出処理では、ステップS3の削除処理後に低濃度領域が残存する濃度閾値のうち、最も濃度の高い濃度閾値を用いて取得された削除後の低濃度領域が乳房領域Saとして検出されるので、ヒール効果の影響があっても精度良く乳房領域を検出することができる。   In this breast area detection process, the low density area after deletion acquired using the density threshold with the highest density among the density thresholds in which the low density area remains after the deletion process in step S3 is detected as the breast area Sa. Therefore, it is possible to detect a breast region with high accuracy even if there is an influence of the heel effect.

次いで、乳房領域Saの辺縁Seの補正が行われる(ステップS9)。この補正は、更に乳房領域Saの検出精度を向上させるために行われる。具体的には、図7に示すように、乳房画像Mにおいて、ステップS8で検出された乳房領域Saの辺縁Seの左端から順次辺縁Seに直交する複数画素からなるラインL(例えば、乳房領域Sa側1mm、背景領域Sb側5mm)が設定され、各ラインL内における最も濃度の高い(最小の画素信号値の)画素の位置に乳房領域Saの辺縁Seが補正される。
乳房領域Saの辺縁Seの補正が終了すると、乳房領域検出処理は終了する。
Next, the edge Se of the breast region Sa is corrected (step S9). This correction is performed in order to further improve the detection accuracy of the breast region Sa. Specifically, as shown in FIG. 7, in the breast image M, a line L (for example, a breast) composed of a plurality of pixels that are orthogonal to the edge Se sequentially from the left end of the edge Se of the breast region Sa detected in step S8. The area Sa side is set to 1 mm and the background area Sb side is set to 5 mm, and the edge Se of the breast area Sa is corrected at the position of the pixel having the highest density (the minimum pixel signal value) in each line L.
When the correction of the edge Se of the breast region Sa is finished, the breast region detection process is finished.

上記乳房領域検出処理によって検出された乳房領域Saは、階調処理、白黒反転処理の対象とされる。   The breast area Sa detected by the breast area detection process is subjected to gradation processing and black-and-white reversal processing.

以上説明したように、乳房画像処理装置10によれば、CPU11は、予め定められた範囲内の濃度閾値を用いて乳房画像Mの画素信号値を2値化することにより、乳房画像Mを濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分し、低濃度領域に区分された領域から胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理を行う。そして、CPU11は、胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域の削除後に低濃度領域が残存する濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた削除後の低濃度領域を乳房領域Saとして検出する。   As described above, according to the breast image processing apparatus 10, the CPU 11 binarizes the pixel signal value of the breast image M using the density threshold value within a predetermined range, so that the density of the breast image M is increased. A high density area having a density higher than the threshold value and a low density area having a density lower than the density threshold value are divided, and the low density area connected to the image edge opposite to the chest wall side is deleted from the low density area. Perform the deletion process. Then, the CPU 11 determines the low-density region after deletion obtained using the highest density threshold among the density thresholds in which the low-density region remains after deletion of the low-density region connected to the image edge on the opposite side to the chest wall. It detects as area | region Sa.

従って、放射線撮影により得られた乳房画像Mにおいて、ヒール効果の影響により低濃度となっている領域があっても、この低濃度領域を削除して乳房領域を精度良く検出することが可能となる。   Accordingly, in the breast image M obtained by radiography, even if there is a region having a low density due to the influence of the heel effect, it is possible to delete the low density region and detect the breast region with high accuracy. .

また、削除処理においては、CPU11は、胸壁側と反対側の画像端部E2の両側に、それぞれ所定サイズの端部検出用領域R1、R2を設け、低濃度領域に区分された領域から端部検出用領域R1、R2の少なくとも一つに繋がる低濃度領域を削除する。従って、乳房領域が胸壁と反対側の画像端部の一部に達しているような特殊なケースにおいても、正確な削除結果を得ることができる。   In the deletion process, the CPU 11 provides end detection areas R1 and R2 each having a predetermined size on both sides of the image end E2 on the opposite side to the chest wall side, and ends from the area divided into the low density areas. A low density region connected to at least one of the detection regions R1, R2 is deleted. Therefore, an accurate deletion result can be obtained even in a special case where the breast region reaches a part of the image end opposite to the chest wall.

また、乳房画像Mにおいて、検出された乳房領域Saの辺縁に直交する複数画素からなるラインLを乳房領域Saの辺縁に設定し、設定されたラインLに含まれる画素のうち最も濃度の高い画素の位置に乳房領域Saの辺縁を補正するので、乳房領域Saの検出精度を更に向上させることができる。   In the breast image M, a line L composed of a plurality of pixels orthogonal to the edge of the detected breast area Sa is set as the edge of the breast area Sa, and the highest density among the pixels included in the set line L is set. Since the edge of the breast region Sa is corrected at a high pixel position, the detection accuracy of the breast region Sa can be further improved.

なお、上記実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、ステップS2〜S8におけるフローでは、濃度閾値を濃度の高いものから順次低い方へ変化させていくこととしたが、濃度閾値の使用順序は特に限定されない。例えば、最高濃度の濃度閾値を用いて2値化処理、削除処理を行った結果、低濃度領域が残存しなかった場合、数ステップ低い濃度閾値を用いて2値化処理、削除処理を行う。ここで低濃度領域が残存した場合は、数ステップ濃度の高い濃度閾値を用いて2値化処理、削除処理を行う。ここでも低濃度領域が残存した場合には、更に、数ステップ濃度の高い濃度閾値を用いて2値化処理、削除処理を行う。このようにして濃度閾値を絞り込むことで、乳房領域検出に用いる最高の濃度閾値を効率的に求めることができる。
In addition, the description content in the said embodiment is a suitable example of this invention, and is not limited to this.
For example, in the flow in steps S2 to S8, the density threshold is sequentially changed from the highest density to the lower density, but the order in which the density thresholds are used is not particularly limited. For example, if the low density region does not remain as a result of the binarization process and the deletion process using the density threshold of the highest density, the binarization process and the deletion process are performed using the density threshold lower by several steps. Here, when the low density region remains, binarization processing and deletion processing are performed using a density threshold with a high density of several steps. In this case as well, when the low density region remains, the binarization process and the deletion process are further performed using a density threshold having a high density of several steps. By narrowing down the density threshold in this way, the highest density threshold used for breast region detection can be efficiently obtained.

また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてHDDや半導体の不揮発性メモリ等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、CD-記憶部等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も適用される。   For example, in the above description, an example in which an HDD or a semiconductor nonvolatile memory is used as a computer-readable medium of the program according to the present invention is disclosed, but the present invention is not limited to this example. As another computer-readable medium, a portable recording medium such as a CD-storage unit can be applied. Further, a carrier wave is also applied as a medium for providing program data according to the present invention via a communication line.

その他、乳房画像処理装置10の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。   In addition, the detailed configuration and detailed operation of the breast image processing apparatus 10 can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.

本発明の実施の形態における乳房画像処理装置の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example of the breast image processing apparatus in embodiment of this invention. 図1のCPUにより実行される乳房領域検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the breast area | region detection process performed by CPU of FIG. (a)は、ヒール効果と放射線(X線)の分布の関係を示す図であり、(b)は、(a)の部分拡大図である。(A) is a figure which shows the relationship between the heel effect and the distribution of a radiation (X-ray | X_line), (b) is the elements on larger scale of (a). 撮影時の乳房の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the breast at the time of imaging | photography. (a)は、乳房画像の一例を示す図であり、(b)は、(a)に示す乳房画像の濃度プロファイルの一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of a breast image, (b) is a figure which shows an example of the density profile of the breast image shown to (a). (a)、(c)、(e)は、2値化処理により得られる2値化画像の例を示す図であり、(b)、(d)、(f)は、それぞれ(a)、(c)、(e)の2値化画像に削除処理を施したときの処理結果を模式的に示す図である。(A), (c), (e) is a figure which shows the example of the binarized image obtained by a binarization process, (b), (d), (f) is respectively (a), It is a figure which shows typically the process result when the deletion process is performed to the binarized image of (c), (e). 乳房領域の補正を説明するための図である。It is a figure for demonstrating correction | amendment of a breast area | region.

符号の説明Explanation of symbols

10 乳房画像処理装置
11 CPU
12 I/F
13 操作部
14 表示部
15 通信部
16 RAM
17 記憶部
18 バス
G 画像生成装置
10 breast image processing apparatus 11 CPU
12 I / F
13 Operation unit 14 Display unit 15 Communication unit 16 RAM
17 Storage Unit 18 Bus G Image Generation Device

Claims (5)

放射線撮影により得られた乳房画像に画像処理を施す乳房画像処理装置において、
濃度閾値を用いて前記乳房画像の画素信号値を2値化することにより、前記乳房画像を前記濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分する2値化処理手段と、
前記2値化処理手段により低濃度領域に区分された領域から前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理手段と、
前記削除処理手段による削除後において低濃度領域が残存する前記濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた前記削除後の低濃度領域を乳房領域として検出する乳房領域検出手段と、
を備える乳房画像処理装置。
In a breast image processing apparatus that performs image processing on a breast image obtained by radiography,
By binarizing the pixel signal value of the breast image using the density threshold, the breast image is divided into a high density area having a density higher than the density threshold and a low density area having a density lower than the density threshold. A value processing means;
A deletion processing unit that deletes a low density region connected to an image end on the opposite side of the breast wall in the breast image from the region divided into low density regions by the binarization processing unit;
A breast region detection means for detecting, as a breast region, the low density region after deletion obtained using the highest density threshold value among the density thresholds in which the low density region remains after deletion by the deletion processing unit;
A breast image processing apparatus comprising:
前記削除処理手段は、前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部の両側に、それぞれ所定サイズの端部検出用領域を設け、前記2値化処理手段により低濃度領域に区分された領域から当該端部検出用領域の少なくとも一つに繋がる低濃度領域を削除する請求項1に記載の乳房画像処理装置。   The deletion processing means is provided with edge detection areas of a predetermined size on both sides of the image edge on the opposite side to the chest wall side in the breast image, and areas divided into low density areas by the binarization processing means The breast image processing apparatus according to claim 1, wherein a low density region connected to at least one of the edge detection regions is deleted from the breast image processing device. 前記検出された乳房領域の辺縁に直交する複数画素からなるラインを前記乳房領域の辺縁に設定し、前記設定されたラインに含まれる画素のうち最も濃度の高い画素の位置に前記乳房領域の辺縁を補正する補正手段を備える請求項1又は2に記載の乳房画像処理装置。   A line composed of a plurality of pixels orthogonal to the edge of the detected breast area is set as the edge of the breast area, and the breast area is positioned at the pixel having the highest density among the pixels included in the set line. The breast image processing apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit that corrects the edge of the breast. 乳房画像処理装置の制御手段が、2値化処理手段、削除処理手段、乳房領域検出手段を制御して、放射線撮影により得られた乳房画像から乳房領域を検出する乳房領域検出方法であって、
前記2値化処理手段により、濃度閾値を用いて前記乳房画像の画素信号値を2値化して、前記乳房画像を前記濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分する2値化処理工程と、
前記削除処理手段により、前記2値化処理工程により低濃度領域に区分された領域から前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理工程と、
前記乳房領域検出手段により、前記削除処理工程による削除後において低濃度領域が残存する前記濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた前記削除後の低濃度領域を乳房領域として検出する乳房領域検出工程と、
を含む乳房領域検出方法。
A breast region detection method in which a control unit of a breast image processing apparatus controls a binarization processing unit, a deletion processing unit, and a breast region detection unit to detect a breast region from a breast image obtained by radiography,
The binarization processing means binarizes the pixel signal value of the breast image using a density threshold, and the breast image is converted into a high density region having a density higher than the density threshold and a low density having a density lower than the density threshold. A binarization process to divide into regions;
A deletion processing step for deleting a low density region connected to an image end on the opposite side of the breast wall in the breast image from the region divided into low density regions by the binarization processing step by the deletion processing unit;
A breast for detecting, as a breast region, the low-density region after deletion obtained by using the highest density threshold among the density thresholds in which the low-density region remains after deletion by the deletion processing step by the breast region detection means An area detection step;
A method for detecting a breast region including:
放射線撮影により得られた乳房画像に画像処理を施す乳房画像処理装置で用いられるコンピュータを、
濃度閾値を用いて前記乳房画像の画素信号値を2値化することにより、前記乳房画像を前記濃度閾値より濃度の高い高濃度領域と前記濃度閾値より濃度の低い低濃度領域とに区分する2値化処理手段、
前記2値化処理手段により低濃度領域に区分された領域から前記乳房画像における胸壁側と反対側の画像端部に繋がる低濃度領域を削除する削除処理手段、
前記削除処理手段による削除後において低濃度領域が残存する前記濃度閾値のうち最も高い濃度閾値を用いて得られた前記削除後の低濃度領域を乳房領域として検出する乳房領域検出手段、
として機能させるためのプログラム。
A computer used in a breast image processing apparatus that performs image processing on a breast image obtained by radiography,
By binarizing the pixel signal value of the breast image using the density threshold, the breast image is divided into a high density area having a density higher than the density threshold and a low density area having a density lower than the density threshold. Valuation processing means,
A deletion processing unit that deletes a low density region connected to an image end on the opposite side of the breast wall in the breast image from the region divided into low density regions by the binarization processing unit;
A breast region detection means for detecting, as a breast region, the low density region after deletion obtained using the highest density threshold value among the density threshold values in which the low density region remains after deletion by the deletion processing unit;
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