JP2011110247A - X-ray photographing apparatus and x-ray photographing method - Google Patents

X-ray photographing apparatus and x-ray photographing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray photographing apparatus and an X-ray photographing method for eliminating luminance non-uniformity between respective images when a plurality of images are synthesized so as to obtain a long image. <P>SOLUTION: The X-ray photographing apparatus includes: a segmenting portion 81 for segmenting the overlapping parts of the first and second images from the respective first and second images as first and second synthesizing parts; a histogram generating portion 82 for generating first and second histograms, based on pixel values in the first and second synthesizing parts; a gradation conversion table generating portion 83 for generating first and second gradation conversion tables to perform histogram equalization with respect to the first and second histograms; a gradation converting portion 84 for performing the gradation conversion of the second image with the use of the second gradation conversion table and also performing reverse gradation conversion with respect to the second image after performing the gradation conversion with the use of the first gradation conversion table; and an image synthesizing portion 85 for synthesizing the first image with the second image where the gradation conversion and the reverse gradation conversion are performed by the gradation converting portion 84. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、被検体の長尺撮影領域に対応するX線画像を作成するためのX線撮影装置およびX線撮影方法に関し、特に、ステッチング処理とも呼称される画像合成処理を行うX線撮影装置およびX線撮影方法に関する。   The present invention relates to an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method for creating an X-ray image corresponding to a long imaging region of a subject, and in particular, X-ray imaging that performs image synthesis processing, also called stitching processing. The present invention relates to an apparatus and an X-ray imaging method.

従来、下肢の全体画像や脊柱の全体画像など、被検体における長尺撮影領域のX線画像を作成するための方法として、スロットラジオグラフィーと称呼される撮影方法が知られている。このスロットラジオグラフィーは、X線管とX線検出器とを被検体の長尺方向に沿って移動させながら、被検体に対する短冊状の領域に複数回連続してX線を照射することにより、被検体の長尺方向に沿って複数枚の短冊状の画像を取得し、これらの画像を結合することにより、長尺のX線画像を作成する方法である。   2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging method called slot radiography is known as a method for creating an X-ray image of a long imaging region in a subject such as an entire image of a lower limb or an entire image of a spine. In this slot radiography, X-rays are continuously irradiated a plurality of times to a strip-shaped region of the subject while moving the X-ray tube and the X-ray detector along the longitudinal direction of the subject, This is a method of creating a long X-ray image by acquiring a plurality of strip-shaped images along the long direction of a subject and combining these images.

また、スロットラジオグラフィーと同様、被検体の長尺方向に沿ってX線検出器を移動させながら、X線管を揺動させて移動中のX線検出器に向けてX線を照射することにより、被検体の長尺方向に沿って複数の矩形状の画像を取得し、これらの画像を結合することにより、長尺のX線画像を作成するX線撮影装置も知られている。   Similarly to slot radiography, the X-ray detector is moved along the longitudinal direction of the subject, and the X-ray tube is swung to irradiate the moving X-ray detector toward the moving X-ray detector. Thus, there is also known an X-ray imaging apparatus that acquires a plurality of rectangular images along the length direction of a subject and combines these images to create a long X-ray image.

ところで、このようなX線撮影を実行する場合、例えば、下肢全域を撮影する場合には、腹部および骨盤から、大腿部、ふくらはぎ、足先を順次撮影することになるが、これらの部位は体厚が各々異なることなどから、撮影部位により、管電圧、管電流等のX線条件の最適値が異なることになる。このため、連続して撮影された複数の画像毎に輝度等に差違が生じ、これらの画像を長尺画像に合成したときには、各画像間の輝度ムラ等により、この長尺画像を利用した診断等に支障を来すことになる。   By the way, when performing such X-ray imaging, for example, when imaging the entire lower limb, the thigh, calf, and toes are sequentially imaged from the abdomen and pelvis. Since the body thicknesses are different, the optimum values of the X-ray conditions such as tube voltage and tube current differ depending on the imaging region. For this reason, there is a difference in brightness or the like for each of a plurality of images taken continuously, and when these images are combined with a long image, a diagnosis using this long image is caused by uneven brightness between the images. It will cause troubles.

一方、特許文献1には、複数の矩形状の画像を取得したのち、これらの複数の画像における重複部分の画素の画素値から指標値を計算し、重複部分の指標値に対応する表示階調が、実質的に一致するように、複数の画像の画素値を変換するX線診断装置が開示されている。そして、画素値の変換には、合成すべき領域のうち重複した領域内の平均値を利用して演算を行う方法や、合成すべき領域のうち重複した領域におけるプロファイルが連続的につながったプロファイルとなるように補正を行う方法が開示されている。   On the other hand, in Patent Document 1, after acquiring a plurality of rectangular images, an index value is calculated from pixel values of overlapping portions in the plurality of images, and display gradations corresponding to the overlapping portion index values are calculated. However, an X-ray diagnostic apparatus that converts pixel values of a plurality of images so as to substantially match is disclosed. For the conversion of pixel values, a calculation method using an average value in overlapping areas among the areas to be combined, or a profile in which profiles in the overlapping areas among the areas to be combined are continuously connected A method of performing correction so that

特開2004−57506号公報JP 2004-57506 A

特許文献1に記載の発明においては、複数の画像を撮影するときの撮影条件が異なった場合においては、複数の画像を合成して長尺画像とするときに、連続して撮影された複数の画像毎にその輝度差が大きくなり、各画像間の輝度ムラを好適に解消することは困難となる。   In the invention described in Patent Document 1, when shooting conditions for shooting a plurality of images are different, when a plurality of images are combined to form a long image, a plurality of images shot continuously are shot. The luminance difference increases for each image, and it is difficult to suitably eliminate luminance unevenness between the images.

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、複数の画像を撮影するときに、各画像間でその撮影条件が異なった場合においても、複数の画像を合成して長尺画像とするときに、各画像間の輝度ムラを好適に解消することが可能なX線撮影装置およびX線撮影方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and when shooting a plurality of images, even if the shooting conditions differ between the images, a plurality of images are combined to create a long image. An object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus and an X-ray imaging method capable of suitably eliminating luminance unevenness between images.

請求項1に記載の発明は、被検体に沿って移動するX線検出器と、前記X線検出手段に向けてX線を照射するX線管とを備え、前記被検体を複数回連続して撮影することによりその端部が互いに重複する複数の画像を取得し、これらの画像を合成することにより被検体の長尺撮影領域に対応するX線画像を作成するX線撮影装置において、前記複数の画像における重複部分を、合成部として各画像から切り出す切り出し部と、前記各合成部における画素値から、各々、ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、前記各ヒストグラムに対して、各々、ヒストグラムイコライゼーションを実行することが可能な階調変換テーブルを作成する階調変換テーブル作成部と、互いに重複する画像のうち、一方の画像に対してその画像から作成された階調変換テーブルを利用して階調変換を実行するとともに、階調変換を実行後の画像に対して他方の画像から作成された階調変換テーブルを利用して逆階調変換を実行する階調変換部と、前記他方の画像と、前記階調変換部で階調変換と逆階調変換を実行した一方の画像とを合成する画像合成部とを備えたことを特徴とする。   The invention described in claim 1 includes an X-ray detector that moves along the subject, and an X-ray tube that irradiates the X-ray toward the X-ray detection means, and the subject is continued a plurality of times. In the X-ray imaging apparatus that obtains a plurality of images whose end portions overlap each other by imaging and creates an X-ray image corresponding to the long imaging region of the subject by combining these images, A clipping unit that cuts out overlapping portions in a plurality of images from each image as a synthesis unit, a histogram creation unit that creates a histogram from the pixel values in each synthesis unit, and a histogram equalization for each histogram A tone conversion table creating unit that creates a tone conversion table capable of executing the image, and one of images overlapping each other is created from that image. The gradation conversion is executed using the gradation conversion table, and the gradation conversion table created from the other image is used to perform the reverse gradation conversion on the image after the gradation conversion is executed. It is characterized by comprising a tone conversion unit, the other image, and an image composition unit for synthesizing one image obtained by performing gradation conversion and inverse gradation conversion in the gradation conversion unit.

請求項2に記載の発明は、被検体に沿って移動するX線検出器と、前記X線検出手段に向けてX線を照射するX線管とを使用し、前記被検体を複数回連続して撮影することによりその端部が互いに重複する複数の画像を取得するとともに、これらの画像を合成することにより被検体の長尺撮影領域に対応するX線画像を作成するX線撮影方法において、前記複数の画像における重複部分を、合成部として各画像から切り出す切り出し工程と、前記各合成部における画素値から、各々、ヒストグラムを作成するヒストグラム作成工程と、前記各ヒストグラムに対して、各々、ヒストグラムイコライゼーションを実行することが可能な階調変換テーブルを作成する階調変換テーブル作成工程と、前記複数の画像のうちの互いに隣接する一対の画像に対し、一方の画像に対してその画像から作成された階調変換テーブルを利用して階調変換を実行する階調変換工程と、階調変換を実行後の画像に対して他方の画像から作成された階調変換テーブルを利用して逆階調変換を実行する逆階調変換工程と、前記他方の画像と前記階調変換と逆階調変換とを実行した一方の画像とを合成して合成画像を作成する隣接画像合成工程を実行するとともに、前記隣接画像合成工程において合成された合成画像とこの合成画像に隣接する画像とに対して、前記階調変換工程、前記逆階調変換工程および前記合成工程を実行する動作を、前記複数の画像に対して適用する画像合成工程とを備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 2 uses an X-ray detector that moves along the subject and an X-ray tube that emits X-rays toward the X-ray detection means, and the subject is continuously applied a plurality of times. In the X-ray imaging method of acquiring a plurality of images whose end portions overlap each other by imaging, and creating an X-ray image corresponding to the long imaging region of the subject by combining these images , For each of the histograms, a clipping step for cutting out overlapping portions in the plurality of images from each image as a synthesis unit, a histogram creation step for creating a histogram from the pixel values in each synthesis unit, and A gradation conversion table creating step for creating a gradation conversion table capable of executing histogram equalization, and a pair of adjacent images among the plurality of images On the other hand, a gradation conversion process for performing gradation conversion using a gradation conversion table created from one image for one image, and creating the image after gradation conversion from the other image A reverse gradation conversion step of performing reverse gradation conversion using the converted gradation conversion table, and combining the other image with one image that has been subjected to the gradation conversion and reverse gradation conversion. An adjacent image composition step for creating a composite image is executed, and the gradation conversion step and the reverse gradation conversion step are performed on the composite image synthesized in the adjacent image composition step and an image adjacent to the composite image. And an image synthesizing step for applying an operation for executing the synthesizing step to the plurality of images.

請求項1および請求項2に記載の発明によれば、複数の画像を撮影するときの各画像間の撮影条件が異なった場合においても、複数の画像を合成して長尺画像とするときに各画像間の輝度ムラを正確に解消することが可能となる。   According to the first and second aspects of the present invention, when a plurality of images are combined into a long image even when shooting conditions between the images are different when shooting a plurality of images. It becomes possible to eliminate the luminance unevenness between the images accurately.

この発明に係るX線撮影装置の概要図である。1 is a schematic diagram of an X-ray imaging apparatus according to the present invention. この発明の他の実施形態に係るX線撮影装置の概要図である。It is a schematic diagram of the X-ray imaging apparatus which concerns on other embodiment of this invention. X線撮影装置により被検者1の下肢全域を撮影する様子を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the whole leg of the subject 1 is image | photographed with a X-ray imaging apparatus. この発明に係るX線撮影装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main electrical structures of the X-ray imaging apparatus which concerns on this invention. 画像処理部8を画像メモリ9とともに示すブロック図である。2 is a block diagram showing an image processing unit 8 together with an image memory 9. FIG. この発明に係るX線撮影方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the X-ray imaging method which concerns on this invention. この発明に係るX線撮影方法の概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of the X-ray imaging method which concerns on this invention. ヒストグラムイコライゼーションの概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of histogram equalization. ヒストグラムイコライゼーションの概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of histogram equalization. ヒストグラムイコライゼーション後の逆階調変換の概念を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the concept of the reverse gradation conversion after histogram equalization.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係るX線撮影装置の概要図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an X-ray imaging apparatus according to the present invention.

このX線撮影装置は、被検体である被検者1を乗せる臥位テーブル5と、被検者1に向けてX線を照射するX線管2と、X線管2から照射されたX線の照射領域を矩形状に制限するコリメータ3と、被検者1を通過したX線を測定するフラットパネルディテクタ4とを備える。X線管2およびコリメータ3と、フラットパネルディテクタ4とは、図示しない移動機構により、互いに同期して、被検者1の長手方向に沿い、互いに同期して水平移動するよう構成されている。   This X-ray imaging apparatus includes a prone position table 5 on which a subject 1 as a subject is placed, an X-ray tube 2 that irradiates the subject 1 with X-rays, and an X-ray irradiated from the X-ray tube 2. A collimator 3 that limits the irradiation region of the line to a rectangular shape and a flat panel detector 4 that measures X-rays that have passed through the subject 1 are provided. The X-ray tube 2 and the collimator 3 and the flat panel detector 4 are configured to move horizontally along the longitudinal direction of the subject 1 in synchronization with each other by a moving mechanism (not shown).

図2は、この発明の他の実施形態に係るX線撮影装置の概要図である。なお、図1に示す実施形態と同一の部材については、同一の符号を付している。   FIG. 2 is a schematic diagram of an X-ray imaging apparatus according to another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the member same as embodiment shown in FIG.

この実施形態に係るX線撮影装置は、被検体である被検者1を起立姿勢で撮影するための立位スタンド6と、被検者1に向けてX線を照射するX線管2と、X線管2から照射されたX線の照射領域を矩形状に制限するコリメータ3と、被検者1を通過したX線を測定するフラットパネルディテクタ4とを備える。フラットパネルディテクタ4は、図示しない移動機構により、被検者1の長手方向に沿って垂直方向に移動するよう構成されている。また、X線管2およびコリメータ3は、図示しない揺動機構により、フラットパネルディテクタ4の移動に同期して、X線の照射方向が常にフラットパネルディテクタ4の方向を向く方向に揺動する。   The X-ray imaging apparatus according to this embodiment includes a standing stand 6 for imaging a subject 1 as a subject in a standing posture, and an X-ray tube 2 that irradiates X-rays toward the subject 1. A collimator 3 that limits the X-ray irradiation area irradiated from the X-ray tube 2 to a rectangular shape and a flat panel detector 4 that measures the X-rays that have passed through the subject 1 are provided. The flat panel detector 4 is configured to move in the vertical direction along the longitudinal direction of the subject 1 by a moving mechanism (not shown). Further, the X-ray tube 2 and the collimator 3 are swung in a direction in which the X-ray irradiation direction always faces the direction of the flat panel detector 4 in synchronization with the movement of the flat panel detector 4 by a swing mechanism (not shown).

図3は、図1または図2に示すX線撮影装置により、被検者1の下肢全域を撮影する様子を示す概要図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the entire lower limb of the subject 1 is imaged by the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 1 or 2.

この図に示すように、被検者1の下肢全体を撮影するためには、X線管2から照射され、コリメータ3で照射領域を制限されたX線による撮影領域Eを、被検者1の長手方向に移動させながら、複数回連続してX線撮影を実行する。このときには、各撮影領域Eは、その端部が互いに重複するようにして撮影が実行される。そして、このようにして撮影した撮影領域Eを合成することにより、被検者1の骨部11や、人工関節12を含む下肢全体のX線画像を得ることができる。   As shown in this figure, in order to image the entire lower limb of the subject 1, an imaging region E by X-rays irradiated from the X-ray tube 2 and limited by the collimator 3 is displayed on the subject 1. X-ray imaging is executed continuously several times while moving in the longitudinal direction. At this time, each imaging region E is imaged with its end portions overlapping each other. Then, by synthesizing the imaging region E thus imaged, an X-ray image of the entire lower limb including the bone 11 of the subject 1 and the artificial joint 12 can be obtained.

このとき、下肢全域を撮影する場合には、腹部および骨盤は体厚が比較的大きく、大腿部、ふくらはぎから足先に向かうに従って体厚が順次小さくなる。このため、これらの撮影部位に対応して、管電流を変化させる等のX線条件の変更が必要となる。このX線条件の変更に対応する輝度差等に対応するため、後述する階調変換等が実行される。   At this time, when photographing the entire lower limb, the abdomen and pelvis have relatively large body thicknesses, and the body thicknesses gradually decrease from the thigh and calf to the toes. For this reason, it is necessary to change the X-ray conditions such as changing the tube current corresponding to these imaging regions. In order to cope with a luminance difference corresponding to the change of the X-ray condition, gradation conversion described later is executed.

図4は、この発明に係るX線撮影装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing the main electrical configuration of the X-ray imaging apparatus according to the present invention.

このX線撮影装置は、後述する画像処理部8を含み、装置全体を制御する制御部7を備える。この制御部7は、上述したX線管2と、X線管制御部21を介して接続されている。また、この制御部7は、上述したフラットパネルディテクタ4と接続されている。さらに、この制御部7は、フラットパネルディテクタ4により撮影された画像を記憶する画像メモリ9と、画像処理部8により画像処理された画像を表示するCRT等の表示部10とも接続されている。   This X-ray imaging apparatus includes an image processing unit 8 described later, and includes a control unit 7 that controls the entire apparatus. The control unit 7 is connected to the X-ray tube 2 described above via the X-ray tube control unit 21. The control unit 7 is connected to the flat panel detector 4 described above. Further, the control unit 7 is also connected to an image memory 9 that stores an image photographed by the flat panel detector 4 and a display unit 10 such as a CRT that displays an image processed by the image processing unit 8.

図5は、上述した画像処理部8を画像メモリ9とともに示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram showing the above-described image processing unit 8 together with the image memory 9.

この画像処理部8は、後述するように、上述した撮影領域Eの画像において、隣接して重複する重複部分を合成部として切り出す切り出し部81と、この合成部の画素値からヒストグラムを作成するヒストグラム作成部82と、ヒストグラムイコライゼーションを実行するための階調変換テーブルを作成する階調変換テーブル作成部83と、階調変換および逆階調変換を実行する階調変換部84と、隣接する画像とを合成する画像合成部85とを備える。   As will be described later, the image processing unit 8 includes a cutout unit 81 that cuts out adjacent overlapping portions as a combining unit in the image of the shooting region E, and a histogram that creates a histogram from the pixel values of the combining unit. A creating unit 82; a tone conversion table creating unit 83 that creates a tone conversion table for executing histogram equalization; a tone converting unit 84 that performs tone conversion and inverse tone conversion; and an adjacent image And an image synthesis unit 85 for synthesizing.

次に、この発明に係るX線撮影方法について説明する。図6は、この発明に係るX線撮影方法を示すフローチャートである。また、図7は、この発明に係るX線撮影方法の概念を示す説明図である。さらに、図8および図9は、ヒストグラムイコライゼーションの概念を示す説明図であり、図10は、ヒストグラムイコライゼーション後の逆階調変換の概念を示す説明図である。   Next, an X-ray imaging method according to the present invention will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the X-ray imaging method according to the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the concept of the X-ray imaging method according to the present invention. 8 and 9 are explanatory diagrams showing the concept of histogram equalization, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing the concept of inverse gradation conversion after histogram equalization.

この発明に係るX線撮影方法を実行するときには、最初に、X線撮影を行う(ステップS1)。このときには、図3に示すように、X線管2から照射され、コリメータ3で照射領域を制限されたX線による撮影領域Eを、被検者1の長手方向に移動させながら、複数回連続してX線撮影を実行する。このときには、各撮影領域Eは、その端部が互いに重複するようにして撮影が実行される。   When executing the X-ray imaging method according to the present invention, X-ray imaging is first performed (step S1). At this time, as shown in FIG. 3, the X-ray imaging region E irradiated from the X-ray tube 2 and whose irradiation region is limited by the collimator 3 is continuously moved a plurality of times while moving in the longitudinal direction of the subject 1. Then, X-ray imaging is executed. At this time, each imaging region E is imaged with its end portions overlapping each other.

次に、各撮影領域Eの画像について、互いに重複する部分を合成部として切り出す切り出し工程を実行する(ステップS2)。このときには、各撮影領域Eに対応する複数の画像のうち、最初に二つの画像を選択する。例えば、図7に示すように、最初の画像Aとそれに隣接する画像Bとが選択された場合、図5に示す切り出し部81により、これらの画像AおよびBの重複部分のうち、画像Aにおける重複部分を合成部aとして切り出すとともに、画像Bにおける重複部分を合成部bとして切り出す。これらの合成部aおよび合成部bは、後述する画像合成工程において、画像Aと画像Bとを合成するときののりしろ部分として使用される。   Next, a cut-out process is performed to cut out overlapping portions of the images in each shooting area E as a synthesis unit (step S2). At this time, two images are first selected from the plurality of images corresponding to each imaging region E. For example, as shown in FIG. 7, when the first image A and the image B adjacent thereto are selected, the cutout unit 81 shown in FIG. The overlapping part is cut out as a combining part a, and the overlapping part in the image B is cut out as a combining part b. The combining unit a and the combining unit b are used as margins when the image A and the image B are combined in an image combining step to be described later.

次に、これらの合成部a、bの画素値から、各々、ヒストグラムを作成するヒストグラム作成工程を実行する(ステップS3)。このヒストグラム作成工程は、図5に示すヒストグラム作成部82により実行される。図8(a)は、ヒストグラム作成部82により作成された合成部aのヒストグラムHa(x)を示し、図9(a)は、ヒストグラム作成部82により作成された合成部bのヒストグラムHb(x)を示している。なお、この図において、横軸は画素値を示し、縦軸は頻度を示している。   Next, a histogram creation step for creating a histogram from the pixel values of the synthesis units a and b is executed (step S3). This histogram creation step is executed by the histogram creation unit 82 shown in FIG. 8A shows the histogram Ha (x) of the synthesis unit a created by the histogram creation unit 82, and FIG. 9A shows the histogram Hb (x) of the synthesis unit b created by the histogram creation unit 82. ). In this figure, the horizontal axis indicates the pixel value, and the vertical axis indicates the frequency.

次に、各ヒストグラムHa(x)、Hb(x)に対して、各々、ヒストグラムイコライゼーションを実行することが可能な階調変換テーブルを作成する階調変換テーブル作成工程を実行する(ステップS4)。この階調変換テーブル作成工程は、図5に示す階調変換テーブル作成部83により実行される。   Next, a gradation conversion table creation step for creating a gradation conversion table capable of executing histogram equalization is executed for each of the histograms Ha (x) and Hb (x) (step S4). This gradation conversion table creation step is executed by the gradation conversion table creation unit 83 shown in FIG.

このヒストグラムイコライゼーションとは、ヒストグラム均一化、あるいは、階調イコライゼーション等とも呼称される処理であり、画像に対して画素値のヒストグラムをとり、頻度の高い画素値の領域は拡大し、頻度の低い画素値の領域は縮小するような階調変換を行って、変換後のヒストグラムが一様になるようにする画像処理である。   This histogram equalization is a process called histogram equalization or gradation equalization. A histogram of pixel values is taken with respect to an image, and a region having a high frequency pixel value is enlarged, and a pixel having a low frequency is enlarged. The value area is image processing that performs gradation conversion to reduce the image so that the converted histogram becomes uniform.

このヒストグラムイコライゼーションを実行することが可能な階調変換テーブルは、下記の式により計算することができる。ここで、x0は変換を行う前の画像の画素値であり、xは階調変換テーブル(LUT)の入力値であり、pmaxは最大画素値である。   A gradation conversion table capable of executing this histogram equalization can be calculated by the following equation. Here, x0 is the pixel value of the image before conversion, x is the input value of the gradation conversion table (LUT), and pmax is the maximum pixel value.

Figure 2011110247
Figure 2011110247

図8(b)は階調変換テーブル作成工程で得た合成部aに対する階調変換テーブルLUTaを示し、図9(b)は階調変換テーブル作成工程で得た合成部bに対する階調変換テーブルLUTbを示している。なお、この図において、横軸は変換前の画素値を示し、縦軸は変換後の画素値を示している。   FIG. 8B shows a tone conversion table LUTa for the synthesis unit a obtained in the tone conversion table creation step, and FIG. 9B shows a tone conversion table for the synthesis unit b obtained in the tone conversion table creation step. LUTb is shown. In this figure, the horizontal axis indicates the pixel value before conversion, and the vertical axis indicates the pixel value after conversion.

合成部aと合成部bとは、X線撮影条件が異なる場合には、図8(a)に示すヒストグラムHa(x)と図8(b)に示すヒストグラムHb(x)とは異なる。しかしながら、両者はもともと同じ部位をX線撮影した画像であることから、図8(a)に示すヒストグラムHa(x)に対して図8(b)に示す階調変換テーブルLUTaを利用してヒストグラムイコライゼーションを実行したあとのヒストグラムHae(x)と、図9(a)に示すヒストグラムHb(x)に対して図9(b)に示す階調変換テーブルLUTbを利用してヒストグラムイコライゼーションを実行したあとのヒストグラムHbe(x)とは、全く同一のヒストグラムとなる(図8(c)および図9(c)参照)。   When the X-ray imaging conditions are different between the combining unit a and the combining unit b, the histogram Ha (x) illustrated in FIG. 8A and the histogram Hb (x) illustrated in FIG. 8B are different. However, since both are images obtained by X-ray imaging of the same part from the beginning, the histogram Ha (x) shown in FIG. 8A is used by using the gradation conversion table LUTa shown in FIG. 8B. After performing histogram equalization using the gradation conversion table LUTb shown in FIG. 9B for the histogram Hae (x) after execution of equalization and the histogram Hb (x) shown in FIG. The histogram Hbe (x) is exactly the same histogram (see FIG. 8C and FIG. 9C).

次に、階調変換テーブルLUTbを利用して画像B全域に対して階調変換を実行し(ステップS5)、さらに階調変換後の画像に対して、階調変換テーブルLUTaを利用して逆階調変換を実行する(ステップS6)。これらの階調変換工程および逆階調変換工程は、図5に示す階調変換部84により実行される。   Next, gradation conversion is performed on the entire area of the image B using the gradation conversion table LUTb (step S5), and the image after gradation conversion is inverted using the gradation conversion table LUTa. Tone conversion is executed (step S6). These gradation conversion process and inverse gradation conversion process are executed by the gradation conversion unit 84 shown in FIG.

図10(a)に示す合成部bのヒストグラムHb(x)に対して階調変換テーブルLUTbを利用してヒストグラムイコライゼーションを実行したあとのヒストグラムHbe(x)に対して、図10(b)に示すように階調変換テーブルLUTaを利用して逆階調変換を行った場合には、図10(c)に示すヒストグラムH(x)が得られる。このヒストグラムH(x)は、図8(a)に示す合成部aのヒストグラムHa(x)と全く同一となる。そして、上述した階調変換工程および逆階調変換工程を画像B全体に対して実行することにより、画像B全体にこれと同様の効果を得ることが可能となる。   FIG. 10B shows the histogram Hbe (x) after the histogram equalization using the gradation conversion table LUTb for the histogram Hb (x) of the synthesis unit b shown in FIG. As shown, when inverse gradation conversion is performed using the gradation conversion table LUTa, a histogram H (x) shown in FIG. 10C is obtained. This histogram H (x) is exactly the same as the histogram Ha (x) of the synthesis unit a shown in FIG. Then, by executing the above-described gradation conversion process and inverse gradation conversion process on the entire image B, it is possible to obtain the same effect on the entire image B.

しかる後、このようにして変換した画像Bと画像Aとを合成する画像合成工程を実行する(ステップS7)。この画像合成工程は、図5に示す画像合成部85により実行される。これにより、図7に示すように、画像Aと画像Bとの撮影条件が異なった場合においても、画像Aと画像Bとが画像間の輝度ムラを解消された状態で合成された画像Cが作成される。   Thereafter, an image synthesizing process for synthesizing the image B and the image A thus converted is executed (step S7). This image composition step is executed by the image composition unit 85 shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 7, even when the shooting conditions of the image A and the image B are different, the image C synthesized with the image A and the image B with the luminance unevenness between the images eliminated. Created.

以上の工程が完了すれば、さらに、合成すべき画像があるか否か判定する(ステップS8)。合成すべき画像がない場合には、処理を終了する。一方、さらに合成すべき画像がある場合には、処理を継続する。この場合には、合成後の画像Cと、この画像Cに隣接して互いに重複部分を有する画像とに対して、上記と同様の、階調変換工程、逆階調変換工程および合成工程を実行する。すなわち、画像Cとこの画像Cに隣接する画像とが互いに重複する部分を合成部として切り出し、この合成部に着目して、上記と同様の、階調変換工程、逆階調変換工程および合成工程を実行する。このような動作を繰り返すことにより、被検体1の長尺撮影領域に対応するX線画像が作成される。   When the above steps are completed, it is further determined whether there is an image to be synthesized (step S8). If there is no image to be synthesized, the process ends. On the other hand, if there is an image to be further synthesized, the processing is continued. In this case, the gradation conversion process, the reverse gradation conversion process, and the composition process similar to those described above are performed on the image C after the composition and the image adjacent to the image C and having an overlapping portion. To do. That is, a portion where the image C and the image adjacent to the image C overlap with each other is cut out as a combining unit, and paying attention to the combining unit, the same gradation conversion process, reverse gradation conversion process, and combining process as described above Execute. By repeating such an operation, an X-ray image corresponding to the long imaging region of the subject 1 is created.

1 被検者
2 X線管
3 コリメータ
4 フラットパネルディテクタ
5 臥位テーブル
6 立位スタンド
7 制御部
8 画像処理部
9 画像メモリ
10 表示部
81 切り出し部
82 ヒストグラム作成部
83 階調変換テーブル作成部
84 階調変換部
85 画像合成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 2 X-ray tube 3 Collimator 4 Flat panel detector 5 Standing table 6 Standing stand 7 Control part 8 Image processing part 9 Image memory 10 Display part 81 Cutout part 82 Histogram preparation part 83 Gradation conversion table preparation part 84 Tone conversion unit 85 Image composition unit

Claims (2)

被検体に沿って移動するX線検出器と、前記X線検出手段に向けてX線を照射するX線管とを備え、前記被検体を複数回連続して撮影することによりその端部が互いに重複する複数の画像を取得し、これらの画像を合成することにより被検体の長尺撮影領域に対応するX線画像を作成するX線撮影装置において、
前記複数の画像における重複部分を、合成部として各画像から切り出す切り出し部と、
前記各合成部における画素値から、各々、ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、
前記各ヒストグラムに対して、各々、ヒストグラムイコライゼーションを実行することが可能な階調変換テーブルを作成する階調変換テーブル作成部と、
互いに重複する画像のうち、一方の画像に対してその画像から作成された階調変換テーブルを利用して階調変換を実行するとともに、階調変換を実行後の画像に対して他方の画像から作成された階調変換テーブルを利用して逆階調変換を実行する階調変換部と、
前記他方の画像と、前記階調変換部で階調変換と逆階調変換を実行した一方の画像とを合成する画像合成部と、
を備えたことを特徴とするX線撮影装置。
An X-ray detector that moves along the subject, and an X-ray tube that irradiates the X-ray toward the X-ray detection means. In an X-ray imaging apparatus that acquires a plurality of images that overlap each other and creates an X-ray image corresponding to a long imaging region of a subject by combining these images,
A cutout unit that cuts out overlapping portions in the plurality of images from each image as a combining unit;
A histogram creation unit that creates a histogram from the pixel values in each synthesis unit,
A gradation conversion table creating unit that creates a gradation conversion table capable of executing histogram equalization for each histogram,
Of the overlapping images, gradation conversion is performed on one image using a gradation conversion table created from the image, and the image after gradation conversion is performed from the other image. A gradation conversion unit that performs reverse gradation conversion using the created gradation conversion table;
An image composition unit that synthesizes the other image and one image obtained by performing gradation conversion and inverse gradation conversion in the gradation conversion unit;
An X-ray imaging apparatus comprising:
被検体に沿って移動するX線検出器と、前記X線検出手段に向けてX線を照射するX線管とを使用し、前記被検体を複数回連続して撮影することによりその端部が互いに重複する複数の画像を取得するとともに、これらの画像を合成することにより被検体の長尺撮影領域に対応するX線画像を作成するX線撮影方法において、
前記複数の画像における重複部分を、合成部として各画像から切り出す切り出し工程と、
前記各合成部における画素値から、各々、ヒストグラムを作成するヒストグラム作成工程と、
前記各ヒストグラムに対して、各々、ヒストグラムイコライゼーションを実行することが可能な階調変換テーブルを作成する階調変換テーブル作成工程と、
前記複数の画像のうちの互いに隣接する一対の画像に対し、一方の画像に対してその画像から作成された階調変換テーブルを利用して階調変換を実行する階調変換工程と、階調変換を実行後の画像に対して他方の画像から作成された階調変換テーブルを利用して逆階調変換を実行する逆階調変換工程と、前記他方の画像と前記階調変換と逆階調変換とを実行した一方の画像とを合成して合成画像を作成する隣接画像合成工程を実行するとともに、前記隣接画像合成工程において合成された合成画像とこの合成画像に隣接する画像とに対して、前記階調変換工程、前記逆階調変換工程および前記合成工程を実行する動作を、前記複数の画像に対して適用する画像合成工程と、
を備えたことを特徴とするX線撮影方法。
Using an X-ray detector that moves along the subject and an X-ray tube that irradiates the X-rays toward the X-ray detection means, and imaging the subject multiple times in succession, an end thereof In the X-ray imaging method of acquiring a plurality of images overlapping each other and creating an X-ray image corresponding to the long imaging region of the subject by combining these images,
A cutout step of cutting out overlapping portions in the plurality of images from each image as a combining unit,
A histogram creation step for creating a histogram from the pixel values in the respective synthesis units,
A gradation conversion table creating step for creating a gradation conversion table capable of executing histogram equalization for each of the histograms;
A gradation conversion step of performing gradation conversion on a pair of adjacent images among the plurality of images using a gradation conversion table created from the image, and the gradation; A reverse gradation conversion step of performing reverse gradation conversion on the image after the conversion using a gradation conversion table created from the other image, the other image and the gradation conversion An adjacent image composition step is performed for synthesizing one of the images subjected to the tone conversion to create a composite image, and for the composite image synthesized in the adjacent image composition step and an image adjacent to the composite image An image synthesizing step for applying the operations for executing the tone conversion step, the reverse tone conversion step, and the synthesis step to the plurality of images;
An X-ray imaging method comprising:
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