JP2012232061A - Method, program, and apparatus for specifying bone region - Google Patents

Method, program, and apparatus for specifying bone region Download PDF

Info

Publication number
JP2012232061A
JP2012232061A JP2011104327A JP2011104327A JP2012232061A JP 2012232061 A JP2012232061 A JP 2012232061A JP 2011104327 A JP2011104327 A JP 2011104327A JP 2011104327 A JP2011104327 A JP 2011104327A JP 2012232061 A JP2012232061 A JP 2012232061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image data
bone
finger
crotch
metacarpal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011104327A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kamata
毅 鎌田
Akihiro Otaka
章弘 大高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2011104327A priority Critical patent/JP2012232061A/en
Publication of JP2012232061A publication Critical patent/JP2012232061A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method, a program, and an apparatus for specifying a bone region, which facilitate obtaining objective measurement data not depending on the operation of an operator.SOLUTION: A radiographic inspection apparatus 1 includes: a smoothing unit 5 for smoothing image data at least once and obtaining smoothed image data; a first binarization unit 7 for obtaining first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold; a second binarization unit 9 for obtaining second binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold; an outline extracting unit 11 for specifying the positions of two forked parts between fingers from the first binarized data; a bone extracting unit 13 for specifying the positions of two forked parts between bones from the second binarized data; and a centering unit 15 for setting a specific region surrounded by the positions of the two forked parts between the fingers and the positions of the two forked parts between the bones.

Description

本発明は、放射線画像データを対象に骨領域を特定する骨領域特定方法、骨領域特定プログラム、及び骨領域特定装置に関する。   The present invention relates to a bone region specifying method, a bone region specifying program, and a bone region specifying device for specifying a bone region for radiographic image data.

従来から、X線画像を用いて第2中手骨の中点の骨塩量測定を行うMD法が広く用いられている。これは、手の甲を対象に標準物質と共にX線撮影を行い、第2中手骨の中点を通る横断パターン濃度を標準物質の濃度と比較して標準物質の厚みに変換した後、骨密度に関する指標を計算する方法である。また、下記特許文献1には、計測値の再現性を向上させるために被検骨の骨管の方向を定量的に計測する骨計測装置が開示されている。この骨計測装置によれば、放射線撮影により得られた影像を対象に、外部入力デバイスを通じて第2中手骨中央の骨管部中央付近に基準点が手動指定され、その基準点を通過する補助線が自動生成される。そして、その基準点上部に補助線を基準にして観測領域が設定され、その観測領域内の投影プロファイルの対称度が最も大きくなるように補助線の角度が自動調整される。さらに、この調整された補助線を基に、外部入力デバイスを通じて第2中手骨の骨底部および骨頭部が手動計測される。   Conventionally, the MD method for measuring the bone mineral content at the midpoint of the second metacarpal bone using an X-ray image has been widely used. This is done by taking X-rays with the standard substance on the back of the hand, comparing the density of the transverse pattern passing through the midpoint of the second metacarpal bone with the standard substance, and converting it to the thickness of the standard substance. This is a method for calculating an index. Patent Document 1 listed below discloses a bone measuring apparatus that quantitatively measures the direction of the bone canal of a bone to be examined in order to improve the reproducibility of the measurement value. According to this bone measuring apparatus, a reference point is manually designated in the vicinity of the center of the bone canal at the center of the second metacarpal bone through an external input device for an image obtained by radiography, and the auxiliary that passes through the reference point Lines are automatically generated. Then, an observation area is set above the reference point with reference to the auxiliary line, and the angle of the auxiliary line is automatically adjusted so that the symmetry of the projection profile in the observation area is maximized. Further, based on the adjusted auxiliary line, the bone bottom and the bone head of the second metacarpal bone are manually measured through the external input device.

特開2007−151609号公報JP 2007-151609 A

しかしながら、上述したような従来の骨計測装置では、第2中手骨中央の基準点が測定者によって手動で指定され、その基準点に基づいて測定対象範囲が設定されているため、測定操作が煩雑になるとともに、客観的な測定データを得ることが困難である。   However, in the conventional bone measuring apparatus as described above, the reference point at the center of the second metacarpal bone is manually designated by the measurer, and the measurement target range is set based on the reference point. It becomes complicated and it is difficult to obtain objective measurement data.

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、測定者の操作に依存しないような客観的な測定データを容易に得ることが可能な骨領域特定方法、骨領域特定プログラム、及び骨領域特定装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, a bone region specifying method, a bone region specifying program capable of easily obtaining objective measurement data that does not depend on the operation of the measurer, It is another object of the present invention to provide a bone region specifying device.

上記課題を解決するため、本発明の骨領域特定方法は、放射線画像を基に得られた画像データを用いて中手骨を含む領域を特定する骨領域特定方法であって、画像データに対して少なくとも1回の平滑化処理を施して、少なくとも1つの平滑化画像データを得る平滑化工程と、平滑化画像データを第1の閾値で二値化処理した第1の二値化データを得る第1の二値化工程と、平滑化画像データを第1の閾値とは異なる第2の閾値で二値化処理した第2の二値化データを得る第2の二値化工程と、第1の指と第2の指との間にある第1の指股部の位置、及び第1の指と第3の指との間にある第2の指股部の位置を、第1の二値化データから特定する外形抽出工程と、第1の中手骨底と第2の中手骨底との間にある第1の骨股部の位置、及び第1の中手骨底と第3の中手骨底との間にある第2の骨股部の位置を、第2の二値化データから特定する骨部抽出工程と、第1の指股部及び第2の指股部の位置と、第1の骨股部及び第2の骨股部の位置とにより囲まれる特定領域を設定する領域設定工程と、を備える。   In order to solve the above problems, a bone region specifying method of the present invention is a bone region specifying method for specifying a region including a metacarpal bone using image data obtained on the basis of a radiographic image. A smoothing step of performing at least one smoothing process to obtain at least one smoothed image data, and obtaining first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold value A first binarization step, a second binarization step for obtaining second binarization data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold, The position of the first finger crotch between the first finger and the second finger and the position of the second finger crotch between the first finger and the third finger are A contour extraction step specified from the binarized data, a position of the first crotch portion between the first metacarpal bone bottom and the second metacarpal bone bottom, and the first A bone extraction step for identifying a position of the second bone crotch portion between the metacarpal bone bottom and the third metacarpal bone bottom from the second binarized data; a first finger crotch portion; An area setting step of setting a specific area surrounded by the position of the second finger crotch part and the positions of the first bone crotch part and the second bone crotch part.

或いは、本発明の骨領域特定プログラムは、放射線画像を基に得られた画像データを用いて中手骨を含む領域を特定する骨領域特定プログラムであって、コンピュータを、画像データに対して少なくとも1回の平滑化処理を施して、少なくとも1つの平滑化画像データを得る平滑化手段、平滑化画像データを第1の閾値で二値化処理した第1の二値化データを得る第1の二値化手段、平滑化画像データを第1の閾値とは異なる第2の閾値で二値化処理した第2の二値化データを得る第2の二値化手段、第1の指と第2の指との間にある第1の指股部の位置、及び第1の指と第3の指との間にある第2の指股部の位置を、第1の二値化データから特定する外形抽出手段、第1の中手骨底と第2の中手骨底との間にある第1の骨股部の位置、及び第1の中手骨底と第3の中手骨底との間にある第2の骨股部の位置を、第2の二値化データから特定する骨部抽出手段、及び第1の指股部及び第2の指股部の位置と、第1の骨股部及び第2の骨股部の位置とにより囲まれる特定領域を設定する領域設定手段、として機能させる。   Alternatively, the bone region specifying program of the present invention is a bone region specifying program for specifying a region including a metacarpal bone using image data obtained on the basis of a radiographic image. Smoothing means for performing at least one smoothing process to obtain at least one smoothed image data; first to obtain first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold value; Binarizing means, second binarizing means for obtaining second binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold, first finger and first The position of the first finger crotch between the two fingers and the position of the second finger crotch between the first finger and the third finger are obtained from the first binarized data. Contour extracting means to be identified, a position of a first bone crotch between the first metacarpal bone bottom and the second metacarpal bone bottom, and A bone part extracting means for specifying the position of the second crotch part between the first metacarpal bone base and the third metacarpal bone base from the second binarized data, and the first finger crotch And a region setting means for setting a specific region surrounded by the positions of the first and second crotch parts and the positions of the first and second crotch parts.

或いは、本発明の骨領域特定装置は、放射線画像を基に得られた画像データを用いて中手骨を含む領域を特定する骨領域特定装置であって、画像データに対して少なくとも1回の平滑化処理を施して、少なくとも1つの平滑化画像データを得る平滑化手段と、平滑化画像データを第1の閾値で二値化処理した第1の二値化データを得る第1の二値化手段と、平滑化画像データを第1の閾値とは異なる第2の閾値で二値化処理した第2の二値化データを得る第2の二値化手段と、第1の指と第2の指との間にある第1の指股部の位置、及び第1の指と第3の指との間にある第2の指股部の位置を、第1の二値化データから特定する外形抽出手段と、第1の中手骨底と第2の中手骨底との間にある第1の骨股部の位置、及び第1の中手骨底と第3の中手骨底との間にある第2の骨股部の位置を、第2の二値化データから特定する骨部抽出手段と、第1の指股部及び第2の指股部の位置と、第1の骨股部及び第2の骨股部の位置とにより囲まれる特定領域を設定する領域設定手段と、を備える。   Alternatively, the bone region specifying device of the present invention is a bone region specifying device that specifies a region including a metacarpal bone using image data obtained based on a radiographic image, and is at least once for the image data. Smoothing means for performing smoothing processing to obtain at least one smoothed image data, and first binary data for obtaining first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold value A second binarizing unit that obtains second binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold; a first finger; The position of the first finger crotch between the two fingers and the position of the second finger crotch between the first finger and the third finger are obtained from the first binarized data. A contour extraction means to be identified; a position of the first crotch portion between the first metacarpal bone bottom and the second metacarpal bone bottom; and the first metacarpal bone bottom and third Bone part extraction means for specifying the position of the second bone crotch part between the metacarpal bone bottom and the second binarized data, and the positions of the first finger crotch part and the second finger crotch part And a region setting means for setting a specific region surrounded by the positions of the first bone crotch and the second bone crotch.

このような骨領域特定方法、骨領域特定プログラム、或いは骨領域特定装置によれば、画像データを平滑化した平滑化画像データが異なる2つの閾値を用いて二値化されることによって第1及び第2の二値化データが生成され、第1の二値化データを基に第1及び第2の指股部の位置が特定され、第2の二値化データを基に第1及び第2の骨股部の位置が特定され、特定された4つの位置により囲まれる特定領域が設定される。これにより、第1の指の中手骨を含む領域が安定して自動的に設定され、その領域を基にして骨塩量測定等の放射線画像を対象にした各種検査に関する測定データが得られる。その結果、客観的な測定データを煩雑な操作を要することなく簡易に取得することができる。   According to such a bone region specifying method, a bone region specifying program, or a bone region specifying device, the smoothed image data obtained by smoothing the image data is binarized using two different threshold values, and the first and Second binarized data is generated, the positions of the first and second finger crotch portions are specified based on the first binarized data, and the first and second binarized data are determined based on the second binarized data. The position of the 2 bone crotch part is specified, and a specific region surrounded by the specified four positions is set. As a result, a region including the metacarpal bone of the first finger is stably and automatically set, and measurement data relating to various examinations for radiographic images such as bone mineral density measurement can be obtained based on the region. . As a result, objective measurement data can be easily acquired without requiring complicated operations.

平滑化工程では、画像データに対して1回の平滑化処理をした第1平滑化画像データと、第1平滑化画像データに対してさらに1回の平滑化処理をした第2平滑化画像データとを得て、第1の二値化工程では、第1平滑化画像データを二値化処理することにより第1の二値化データを得て、第2の二値化工程では、第2平滑化画像データを二値化処理することにより第2の二値化データを得る、ことが好適である。こうすれば、皮膚の輪郭から指股部の位置が確実に検出されると共に、骨の輪郭から骨股部の位置が確実に検出されるので、第1の指の中手骨を含む領域がより安定して設定される。   In the smoothing step, first smoothed image data obtained by performing smoothing processing once on the image data, and second smoothed image data obtained by performing smoothing processing once more on the first smoothed image data. In the first binarization step, the first smoothed image data is binarized to obtain the first binarized data, and in the second binarization step, the second binarization process It is preferable to obtain second binarized data by binarizing the smoothed image data. In this way, the position of the finger crotch is reliably detected from the contour of the skin, and the position of the bone crotch is reliably detected from the contour of the bone. It is set more stably.

また、平滑化工程では、画像データに対して1回の平滑化処理をした第3平滑化画像データと、画像データに対して2回の平滑化処理をした第4平滑化画像データとを得て、第1の二値化工程では、第3平滑化画像データを二値化処理することにより第1の二値化データを得て、第2の二値化工程では、第4平滑化画像データを二値化処理することにより第2の二値化データを得る、ことも好適である。この場合、皮膚の輪郭から指股部の位置が確実に検出されると共に、骨の輪郭から骨股部の位置が確実に検出されるので、第1の指の中手骨を含む領域がより安定して設定される。   In the smoothing step, third smoothed image data obtained by performing smoothing processing once on the image data and fourth smoothed image data obtained by performing smoothing processing twice on the image data are obtained. In the first binarization step, the first smoothed image data is obtained by binarizing the third smoothed image data, and in the second binarization step, the fourth smoothed image is obtained. It is also preferable to obtain second binarized data by binarizing the data. In this case, the position of the finger crotch is reliably detected from the contour of the skin and the position of the bone crotch is reliably detected from the contour of the bone. Set stably.

さらに、平滑化工程では、画像データに対して2回の平滑化処理をした第5平滑化画像データを得て、第1の二値化工程では、第5平滑化画像データを二値化処理することにより第1の二値化データを得て、第2の二値化工程では、第5平滑化画像データを二値化処理することにより第2の二値化データを得る、ことも好適である。こうすれば、1つの平滑化画像データを基に指股部の位置及び骨股部の位置が検出されるので、処理が単純化されて演算量が削減される。   Further, in the smoothing step, fifth smoothed image data obtained by performing the smoothing process twice on the image data is obtained, and in the first binarizing step, the fifth smoothed image data is binarized. It is also preferable to obtain the first binarized data by performing the binarization process on the fifth smoothed image data in the second binarization step. It is. In this way, the position of the finger crotch and the position of the bone crotch are detected based on one smoothed image data, so the processing is simplified and the amount of calculation is reduced.

またさらに、外形抽出工程は、第1の二値化データを対象にして、固定領域において同一値の画素群の所定座標軸方向に最も突出する画素位置を特定する工程と、第1の二値化データを対象にして、画素位置から画素群の境界の位置を追跡する工程と、境界の位置の中から、所定座標軸方向に対して逆方向の極大値となる位置を追跡順に2つ抽出し、当該抽出した2つの位置を第1の指股部と第2の指股部の位置として決定する工程と、を含むことも好適である。かかる構成を採れば、第1の二値化データを基にして中指の先端位置が特定され、その先端位置から指の輪郭が追跡され、その追跡結果から第1及び第2の指股部の位置が決定されるので、安定した指股部の検出が可能にされる。   Further, the outer shape extraction step includes the step of specifying the pixel position that protrudes most in the predetermined coordinate axis direction of the pixel group having the same value in the fixed region with respect to the first binarized data, and the first binarization. The process of tracking the position of the boundary of the pixel group from the pixel position for data, and extracting two positions in the tracking order from the boundary position, which are maximum values in the opposite direction to the predetermined coordinate axis direction, It is also preferable to include a step of determining the two extracted positions as the positions of the first finger crotch and the second finger crotch. If such a configuration is adopted, the tip position of the middle finger is specified based on the first binarized data, the contour of the finger is tracked from the tip position, and the first and second finger crotch portions are tracked from the tracking result. Since the position is determined, stable finger crotch detection is possible.

さらにまた、骨部抽出工程は、第2の二値化データにおける周縁画素の画素値を全て第1の値に設定する工程と、第2の二値化データが有する画素値が第2の値である画素のうち、周縁画素の隅部に最も近い始点画素を特定し、該画素に隣接する終点画素の画素値を第2の値に設定する工程と、第2の二値化データを対象にして、第2の値を有する画素群の境界を始点画素から終点画素まで追跡する工程と、追跡の結果より所定座標軸方向で極大値となる位置を抽出する工程と、当該抽出された位置のうち追跡の順番を基に選び出された2つを第1の骨股部及び第2の骨股部の位置として決定する工程と、を含むことも好適である。この場合、第2の二値化データ中の手骨を含む画素群の端部に始点画素及び終点画素が設定され、それらの画素を用いて画素群の輪郭が追跡され、その追跡結果から第1及び第2の骨股部の位置が決定されるので、安定した骨股部の検出が可能にされる。   Furthermore, the bone portion extraction step includes a step of setting all pixel values of peripheral pixels in the second binarized data to the first value, and a pixel value included in the second binarized data is the second value. Identifying a start point pixel closest to the corner of the peripheral pixel and setting the pixel value of the end point pixel adjacent to the pixel to the second value, and targeting the second binarized data The step of tracking the boundary of the pixel group having the second value from the start point pixel to the end point pixel, the step of extracting the position having the maximum value in the predetermined coordinate axis direction from the tracking result, It is also preferable to include a step of determining two positions selected based on the tracking order as the positions of the first bone crotch and the second bone crotch. In this case, the start point pixel and the end point pixel are set at the end of the pixel group including the hand bone in the second binarized data, and the outline of the pixel group is tracked using these pixels. Since the positions of the first and second bone crotch portions are determined, stable bone crotch detection is possible.

本発明によれば、測定者の操作に依存しないような客観的な測定データを容易に得ることができる。   According to the present invention, objective measurement data that does not depend on the operation of the measurer can be easily obtained.

本発明の好適な一実施形態に係るX線画像検査装置の概略構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of an X-ray image inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. (a)は図1の平滑化部によって生成された第1平滑化画像データのイメージを示す図、(b)は図1の平滑化部によって生成された第2平滑化画像データのイメージを示す図である。(A) is a figure which shows the image of the 1st smoothing image data produced | generated by the smoothing part of FIG. 1, (b) is the image of the 2nd smoothing image data produced | generated by the smoothing part of FIG. FIG. 図2(a)に示した第1平滑化画像データを対象に生成された第1の二値化データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the 1st binarization data produced | generated for 1st smoothing image data shown to Fig.2 (a). 図2(b)に示した第2平滑化画像データを対象に生成された第2の二値化データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the 2nd binarization data produced | generated for 2nd smoothing image data shown in FIG.2 (b). 図1のX線画像検査装置によって実行される骨塩量測定処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the bone mineral content measurement process performed by the X-ray image inspection apparatus of FIG. 図1の外形抽出部によって実行される外形抽出処理の詳細手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed procedure of the external shape extraction process performed by the external shape extraction part of FIG. 図1の外形抽出部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the external shape extraction part of FIG. 図1の外形抽出部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the external shape extraction part of FIG. 図1の骨部抽出部によって実行される骨部抽出処理の詳細手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed procedure of the bone part extraction process performed by the bone part extraction part of FIG. 図1の骨部抽出部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the bone part extraction part of FIG. 図1の骨部抽出部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the bone part extraction part of FIG. 図1の軸出し処理部によって実行される軸出し処理の詳細手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed procedure of the axis alignment process performed by the axis alignment process part of FIG. 図1の軸出し処理部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the axis alignment process part of FIG. 図1の軸出し処理部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the axis alignment process part of FIG. 図1の軸出し処理部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the axis alignment process part of FIG. 図1の軸出し処理部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the axis alignment process part of FIG. 図1の軸出し処理部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the axis alignment process part of FIG. 図1の軸出し処理部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the axis alignment process part of FIG. 図1の中手骨位置推定部によって実行される中手骨位置推定処理の詳細手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detailed procedure of the metacarpal bone position estimation process performed by the metacarpal bone position estimation part of FIG. 中手骨位置推定処理で用いられるフィルタのカーネルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the kernel of the filter used by metacarpal bone position estimation processing. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 図1の中手骨位置推定部の処理対象の画像データのイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the image data of the process target of the metacarpal bone position estimation part of FIG. 記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the computer for performing the program recorded on the recording medium. 記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。It is a perspective view of a computer for executing a program stored in a recording medium.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る骨領域特定方法および骨領域特定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a bone region specifying method and a bone region specifying device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本発明の好適な一実施形態に係る骨領域特定装置であるX線画像検査装置1の概略構成を示す機能ブロック図である。同図に示すX線画像検査装置1は、X線透過画像を基に得られた画像データを取得し、その画像データを参照して骨塩量を測定するための情報処理装置である。この画像データは、厚さが一方向に変化するように形成されたアルミニウム製の標準物質と検査対象者の手とを同時にX線撮影したX線透過画像をビットマップ形式やJPEG形式等のデジタルデータに変換したものである。画像データは、通信ネットワークやCD−ROM、DVD、半導体メモリ等の記録媒体を介してX線画像検査装置1に入力される。ここで、画像データは、X線透過画像が写されたX線フィルムをデジタルカメラで撮影したり、専用の読取装置(図示せず)を用いて、X線透過画像が記録されたイメージングプレートにレーザ照射をして輝尽性蛍光像を得ることによって生成される。   FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of an X-ray image inspection apparatus 1 which is a bone region specifying apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. The X-ray image inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 is an information processing apparatus for acquiring image data obtained based on an X-ray transmission image and measuring the bone mineral content with reference to the image data. This image data is an X-ray transmission image obtained by simultaneously X-raying an aluminum standard substance formed so that its thickness changes in one direction and the hand of the subject to be inspected, in a digital format such as bitmap format or JPEG format. It is converted to data. The image data is input to the X-ray image inspection apparatus 1 via a communication network, a recording medium such as a CD-ROM, a DVD, and a semiconductor memory. Here, the image data is recorded on an imaging plate on which an X-ray transmission image is recorded by photographing an X-ray film on which the X-ray transmission image is captured with a digital camera or using a dedicated reading device (not shown). It is generated by obtaining a photostimulable fluorescent image by laser irradiation.

このX線画像検査装置1は、図1に示すように、機能的構成要素として、シェーディング補正部3、平滑化部(平滑化手段)5、第1の二値化部(第1の二値化手段)7、第2の二値化部(第2の二値化手段)9、外形抽出部(外形抽出手段)11、骨部抽出部(骨部抽出手段)13、軸出し処理部(領域設定手段)15、中手骨位置推定部17、及び計測値計算部19を備える。以下、各構成要素の機能について説明する。   As shown in FIG. 1, the X-ray image inspection apparatus 1 includes, as functional components, a shading correction unit 3, a smoothing unit (smoothing means) 5, a first binarization unit (first binary). 7), a second binarization unit (second binarization unit) 9, an outer shape extraction unit (outer shape extraction unit) 11, a bone part extraction unit (bone part extraction unit) 13, and an axial processing unit ( (Region setting means) 15, metacarpal bone position estimation unit 17, and measurement value calculation unit 19. Hereinafter, the function of each component will be described.

シェーディング補正部3は、入力された画像データを対象にシェーディング補正を施し、画像データの輝度ムラを補正する。具体的には、シェーディング補正部3は、画像データに9×9メディアンフィルタを適用することにより画素データを平滑化し、平滑化した画像データのフレーム内の左右の固定領域内での平均輝度値をそれぞれ算出する。さらに、シェーディング補正部3は、算出した2つの平均輝度値間の差を用いて補正カーブを算出し、平滑化された画像データ全体を対象に、その補正カーブによって1回目のシェーディング補正を施す。そして、シェーディング補正部3は、上記のようにしてシェーディング補正された画像データ中における手と標準物質の領域を除くバックグラウンド領域を、水平ライン及び垂直ラインに沿ってサンプリングし、サンプリング値を基に水平方向及び垂直方向の補正カーブを2次の最小2乗法を用いて算出し、算出した補正カーブを用いてシェーディング補正用画像を生成する。シェーディング補正部3は、1回目のシェーディング補正が行われた画像データに対して、シェーディング補正用画像を差し引くことで2回目のシェーディング補正が施された画像データを得る。   The shading correction unit 3 performs shading correction on the input image data, and corrects luminance unevenness of the image data. Specifically, the shading correction unit 3 smoothes the pixel data by applying a 9 × 9 median filter to the image data, and calculates the average luminance value in the left and right fixed areas in the frame of the smoothed image data. Calculate each. Further, the shading correction unit 3 calculates a correction curve using the difference between the two calculated average luminance values, and applies the first shading correction to the entire smoothed image data using the correction curve. Then, the shading correction unit 3 samples the background region excluding the region of the hand and the standard material in the image data subjected to the shading correction as described above along the horizontal line and the vertical line, and based on the sampling value. The horizontal and vertical correction curves are calculated using a second-order least square method, and a shading correction image is generated using the calculated correction curves. The shading correction unit 3 obtains image data subjected to the second shading correction by subtracting the shading correction image from the image data subjected to the first shading correction.

平滑化部5は、シェーディング補正部3からシェーディング補正後の画像データが入力され、その画像データに対して平滑化処理を施す。すなわち、平滑化部5は、画像データに9×9メディアンフィルタを適用することでノイズ除去を行った後、その画像データに対して、9×9平均値フィルタを1回適用することで1回平滑化処理が施された第1平滑化画像データを生成する。さらに、平滑化部5は、第1平滑化画像データに9×9平均値フィルタをもう1回適用することで計2回平滑化処理が施された第2平滑化画像データを生成する。図2(a)には、平滑化部5によって生成された第1平滑化画像データの例、図2(b)には、平滑化部5によって生成された第2平滑化画像データの例を示している。このように、2つの平滑化画像データには、そのフレームに沿った座標軸X,Yによって決まる座標毎に画素値が設定されており、フレームの中央においてY軸方向に沿って配置された標準物質の像Sと、その標準物質を挟んで指先を−Y軸方向に向けるように配置された左右の手の像H,Hが表されている。また、2つの平滑化画像データを比較して分かるように、第1平滑化画像データでは左右の手の像H,Hの皮膚の部分とバックグラウンド画像との境界が明瞭に現れている。これに対して、第2平滑化画像データでは左右の手の像H,Hの皮膚の部分とバックグラウンド画像との境界がさらなる平滑化処理によりぼやけ、左右の手の像H,Hの手骨と皮膚の部分との境界がより明瞭に現れている。これは、平滑化部5による平滑化処理の回数によって画像データの解像度の低下する度合いが変化するためである。したがって、左右の手の像H,Hの皮膚の部分とバックグラウンド画像との境界から指と指との間の指股部の位置を特定する場合、少なくとも1回の平滑化処理を施した平滑化画像データを基にし、また、左右の手の像H,Hの手骨と皮膚の部分との境界から中手骨底と中手骨底との間の骨股部の位置を特定する場合、少なくとも2回の平滑化処理を施した平滑化画像データを基にしたほうがよい。この場合、指股部の位置や骨股部の位置を正確に特定できる。 The smoothing unit 5 receives the image data after shading correction from the shading correction unit 3 and performs a smoothing process on the image data. That is, the smoothing unit 5 performs noise removal by applying a 9 × 9 median filter to image data, and then applies a 9 × 9 average filter once to the image data. First smoothed image data subjected to the smoothing process is generated. Further, the smoothing unit 5 generates second smoothed image data that has been subjected to the smoothing process twice in total by applying the 9 × 9 average value filter to the first smoothed image data once more. 2A shows an example of the first smoothed image data generated by the smoothing unit 5, and FIG. 2B shows an example of the second smoothed image data generated by the smoothing unit 5. Show. As described above, in the two smoothed image data, pixel values are set for each coordinate determined by the coordinate axes X and Y along the frame, and the standard material arranged along the Y-axis direction at the center of the frame. And the left and right hand images H L and H R arranged so that the fingertip is directed in the −Y-axis direction with the reference material interposed therebetween. Moreover, as can be seen by comparing the two smoothed image data, in the first smoothed image data image H L of the right and left hands, the boundary between the portion and the background image of the skin of the H R is appeared clearly . In contrast, the image H L of the right and left hands in the second smoothed image data, H boundary between the portion and the background image of the skin of the R blurred by further smoothing process, the image H L of the right and left hands, H The boundary between R 's hand bone and the skin portion appears more clearly. This is because the degree of reduction in the resolution of the image data changes depending on the number of times the smoothing unit 5 performs the smoothing process. Therefore, the image H L of the right and left hands, when specifying the position of the finger crotch part between the boundary between the portion and the background image of the skin of H R between the finger and the finger, facilities at least one smoothing position of the bone crotch between the smoothed image data based on, also, the image H L of the right and left hands, from the boundary between the hand bones and parts of the skin of the H R and metacarpal bottom and metacarpal bottom When specifying the smoothing image data, it is better to use smoothed image data that has been subjected to smoothing processing at least twice. In this case, the position of the finger crotch and the position of the bone crotch can be accurately specified.

第1の二値化部7は、平滑化部5から出力された第1平滑化画像データを対象に、予め設定された第1の閾値VTH1を用いて、各座標の画素値を第1の閾値VTH1との比較結果に応じて二値化データ(第1の二値化データ)に置き換えることによって二値化する。このような第1の閾値VTH1としては、画像データにおける左右の手の像H,Hの皮膚部分をバックグラウンド画像から浮き彫りにできるような適切な値が予め選択されて設定されている。図3には、図2(a)に示した第1平滑化画像データを対象に生成された第1の二値化データの例を示している。この場合は、バックグラウンド画像の領域Aを画素値“0”、左右の手の像の領域AHL1,AHR1を画素値“1“に置き換えている。 The first binarization unit 7 uses the first threshold value V TH1 set in advance for the first smoothed image data output from the smoothing unit 5, and sets the first pixel value of each coordinate. The binarization is performed by replacing the binarized data (first binarized data) according to the comparison result with the threshold value VTH1 . Such first threshold value V TH1, the image H L of the right and left hands in the image data, proper values, such as the skin portion of the H R can from the background image embossed is configured preselected . FIG. 3 shows an example of the first binarized data generated for the first smoothed image data shown in FIG. In this case, is replaced pixel value area A 1 of the background image "0", the area A HL1, A HR1 of the image of the left and right hands to the pixel value "1".

第2の二値化部9は、平滑化部5から出力された第2平滑化画像データを対象に、予め設定された第1の閾値VTH1とは異なる第2の閾値VTH2を用いて、各座標の画素値を第2の閾値VTH2との比較結果に応じて二値化データ(第2の二値化データ)に置き換えることによって二値化する。このような第2の閾値VTH2としては、画像データにおける左右の手の像H,Hの手骨部分を皮膚部分から浮き彫りにできるような適切な値が予め選択されて設定されている。例えば、バックグラウンド領域、皮膚部分、及び手骨部分の順で画素値が大きくなるネガ画像を対象とする場合には、第2の閾値VTH2は第1の閾値VTH1より大きい値に設定される。逆に、バックグラウンド領域、皮膚部分、及び手骨部分の順で画素値が小さくなるポジ画像を対象とする場合には、第2の閾値VTH2は第1の閾値VTH1より小さい値に設定される。図4には、図2(b)に示した第2平滑化画像データを対象に生成された第2の二値化データの例を示している。この場合は、バックグラウンド画像及び左右の手の手骨を除く領域Aを画素値“0”、左右の手の手骨部分の領域AHL2,AHR2を画素値“1”に置き換えている。 The second binarization unit 9 targets the second smoothed image data output from the smoothing unit 5 and uses a second threshold value V TH2 that is different from the preset first threshold value V TH1. Then, binarization is performed by replacing the pixel value of each coordinate with binarized data (second binarized data) according to the comparison result with the second threshold value VTH2 . Such second threshold V TH2, the image H L of the right and left hands in the image data, a hand bone portions of H R is an appropriate value that can be highlighted from the skin portion is set preselected . For example, when a negative image in which the pixel value increases in the order of the background region, the skin portion, and the hand bone portion is the target, the second threshold value V TH2 is set to a value larger than the first threshold value V TH1. The Conversely, when a positive image in which the pixel value decreases in the order of the background region, the skin portion, and the hand bone portion, the second threshold value V TH2 is set to a value smaller than the first threshold value V TH1. Is done. FIG. 4 shows an example of the second binarized data generated for the second smoothed image data shown in FIG. In this case is replaced by the background image and pixel values of the area A 2 except for the hand bones of the left and right hand "0", the area A HL2 of hand bone portions of the left and right hands, A HR2 pixel value "1" .

外形抽出部11は、第1の二値化部7から出力された第1の二値化データを対象にして、左手の第2指(人差し指)と左手の第3指(中指)との間にある第1の指股部の位置PF1と、左手の第2指(人差し指)と左手の第1指(親指)との間にある第2の指股部の位置PF2とを特定する。また、骨部抽出部13は、第2の二値化部9から出力された第2の二値化データを対象にして、左手の第2中手骨底と左手の第3中手骨底との間にある第1の骨股部の位置PF3と、左手の第2中手骨底と左手の第1中手骨底との間にある第2の骨股部の位置PF4とを特定する。 The outer shape extraction unit 11 targets the first binarized data output from the first binarization unit 7 between the second finger (index finger) of the left hand and the third finger (middle finger) of the left hand. The first finger crotch portion position P F1 and the second finger crotch portion position P F2 between the second finger (index finger) of the left hand and the first finger (thumb) of the left hand are specified. . In addition, the bone extraction unit 13 targets the second binarized data output from the second binarization unit 9 and uses the second metacarpal base of the left hand and the third metacarpal base of the left hand. the first and the position P F3 bone crotch portion located between the position P F4 of the second bone crotch portion located between the second metacarpal bone bottom and left of the first metacarpal bone bottom of the left hand Is identified.

軸出し処理部15は、外形抽出部11によって特定された2点の位置PF1,PF2と、骨部抽出部13によって特定された2点の位置PF3,PF4とで囲まれる領域を設定する。さらに、軸出し処理部15は、シェーディング補正部3によってシェーディング補正された画像データ中の設定した領域を対象にして、左手の第2中手骨の軸出しを行う。 The centering processing unit 15 includes a region surrounded by the two positions P F1 and P F2 specified by the contour extraction unit 11 and the two positions P F3 and P F4 specified by the bone extraction unit 13. Set. Further, the axis alignment processing unit 15 performs alignment of the second metacarpal bone of the left hand with respect to the set region in the image data that has been subjected to the shading correction by the shading correction unit 3.

中手骨位置推定部17は、軸出し処理部15によって軸出しされた軸を基準にして、シェーディング補正部3によってシェーディング補正された画像データを参照して、第2中手骨のトップ位置とボトム位置を推定する。この第2中手骨のトップ位置とは、第2中手骨の先端(骨頭部)の位置を意味し、第2中手骨のボトム位置とは、第2中手骨の基端(骨底部)の位置を意味する。   The metacarpal bone position estimation unit 17 refers to the image data that has been subjected to shading correction by the shading correction unit 3 on the basis of the axis that has been axised by the axising processing unit 15, and determines the top position of the second metacarpal bone. Estimate the bottom position. The top position of the second metacarpal means the position of the distal end (bone head) of the second metacarpal, and the bottom position of the second metacarpal refers to the proximal end (bone) of the second metacarpal. This means the position of the bottom.

計測値計算部19は、中手骨位置推定部17によって推定されたトップ位置とボトム位置との間の中間点が決定され、その中間点を中心にした矩形の解析領域を設定する。さらに、計測値計算部19は、シェーディング補正部3によってシェーディング補正された画像データ中から、解析領域の骨長手方向と交差する投影プロファイルを数本(30〜40本)読み出す。そして、計測値計算部19は、投影プロファイル中の両端のエッジ点間の画素値のバックグラウンドからのオフセット分Gを検出し、この検出値Gの積分値ΣGをエッジ点間距離Dで除算した後、この値ΣG/Dをさらに標準物質であるアルミニウムの厚さに換算して骨塩量評価に用いる骨密度パラメータとして算出する。計測値計算部19は、算出した値ΣG/Dをディスプレイやプリンタ等の外部出力デバイスや外部データに出力する。 The measurement value calculation unit 19 determines an intermediate point between the top position and the bottom position estimated by the metacarpal bone position estimation unit 17, and sets a rectangular analysis region centered on the intermediate point. Further, the measurement value calculation unit 19 reads several (30 to 40) projection profiles that intersect with the bone longitudinal direction of the analysis region from the image data that has been subjected to the shading correction by the shading correction unit 3. Then, the measurement value calculating unit 19 detects the offset amount G S from the background pixel value between edge points of both ends in the projection profiles, distances D between the integrated value ShigumaG S edge points of the detection value G S Then, this value ΣG S / D is further converted into the thickness of aluminum as a standard material and calculated as a bone density parameter used for bone mineral content evaluation. The measurement value calculator 19 outputs the calculated value ΣG S / D to an external output device such as a display or a printer or external data.

次に、本実施形態のX線画像検査装置1によって実行される骨塩量測定方法を説明するとともに、本実施形態の骨領域特定方法について詳細に説明する。   Next, the bone mineral content measuring method executed by the X-ray image inspection apparatus 1 of the present embodiment will be described, and the bone region specifying method of the present embodiment will be described in detail.

図5は、X線画像検査装置1によって実行される骨塩量測定処理の手順を示すフローチャートである。まず、X線画像検査装置1に外部から画像データが入力されると、シェーディング補正部3によって画像データにシェーディング補正が施される(ステップS01)。シェーディング補正された画像データは、平滑化部5によって平滑化処理が施されて、第1平滑化画像データ及び第2平滑化画像データが生成される(ステップS02)。その後、第1の二値化部7によって第1平滑化画像データが二値化されることによって、第1の二値化データが生成される(ステップS03)。さらに、第2の二値化部9によって第2平滑化画像データが二値化されることによって、第2の二値化データが生成される(ステップS04)。   FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the bone mineral content measurement process executed by the X-ray image inspection apparatus 1. First, when image data is input from the outside to the X-ray image inspection apparatus 1, the shading correction unit 3 performs shading correction on the image data (step S01). The shading-corrected image data is subjected to a smoothing process by the smoothing unit 5 to generate first smoothed image data and second smoothed image data (step S02). Thereafter, the first binarized unit 7 binarizes the first smoothed image data, thereby generating first binarized data (step S03). Further, the second binarized unit 9 binarizes the second smoothed image data, thereby generating second binarized data (step S04).

次に、外形抽出部11によって、第1の二値化データを対象にして外形抽出処理が実行されることにより、第1及び第2の指股部の位置PF1,PF2が特定される(ステップS05)。さらに、骨部抽出部13によって、第2の二値化データを対象にして骨部抽出処理が実行されることにより、第1及び第2の骨股部の位置PF3,PF4が特定される(ステップS06)。その後、軸出し処理部15によって、シェーディング補正された画像データ中に、4点の位置PF1,PF2,PF3,PF4で囲まれた領域が設定され、その領域を対象にして第2中手骨の軸を計算する軸出し処理が実行される(ステップS07)。 Next, the outer shape extraction unit 11 performs the outer shape extraction process on the first binarized data, thereby specifying the positions P F1 and P F2 of the first and second finger crotch portions. (Step S05). Further, the bone portion extraction unit 13 performs the bone portion extraction process on the second binarized data, thereby specifying the positions P F3 and P F4 of the first and second bone crotch portions. (Step S06). Thereafter, an area surrounded by the four positions P F1 , P F2 , P F3 , and P F4 is set in the image data that has been subjected to the shading correction by the axis alignment processing unit 15. An axising process for calculating the axis of the metacarpal bone is executed (step S07).

そして、中手骨位置推定部17によって、軸出しされた軸を基準にしてシェーディング補正された画像データが参照されることによって、第2中手骨のトップ位置及びボトム位置が推定される(ステップS08、中手骨位置推定処理)。その後、計測値計算部19によって、シェーディング補正された画像データ中にトップ位置とボトム位置の中間点を基準にした解析領域が設定され、その解析領域の画素値を読み出すことによって、骨密度パラメータが算出される(ステップS09)。最後に、計測値計算部19によって算出された骨密度パラメータが外部に出力される(ステップS10)。   Then, the metacarpal bone position estimating unit 17 estimates the top position and the bottom position of the second metacarpal bone by referring to the image data that has been subjected to the shading correction based on the centered axis (step). S08, metacarpal bone position estimation process). Thereafter, the measurement value calculation unit 19 sets an analysis region based on the midpoint between the top position and the bottom position in the image data that has been subjected to the shading correction, and by reading the pixel value of the analysis region, the bone density parameter is set. Calculated (step S09). Finally, the bone density parameter calculated by the measurement value calculation unit 19 is output to the outside (step S10).

また、図6は、外形抽出部11によって実行される外形抽出処理の詳細手順を示すフローチャート、図7〜8は、外形抽出部11の処理対象の画像データのイメージを示す図である。   FIG. 6 is a flowchart showing a detailed procedure of the contour extraction process executed by the contour extraction unit 11, and FIGS. 7 to 8 are diagrams showing images of image data to be processed by the contour extraction unit 11.

この外形抽出処理においては、まず、第1の二値化データにおいて左上(以下、+X軸方向を右方向、+Y軸方向を下方向とする。)の矩形状の固定領域Aが設定され(ステップS101)、その固定領域Aにおいて、画素値が“1”となる最も上方の画素位置の座標が、第3指(中指)の先端位置Pとして探索される(ステップS102、図7)。すなわち、この位置Pは、同一の画素値“1”の画素群である領域AHL1の−Y軸方向に最も突出する画素位置として探索される。 In this outline extraction process, first, the upper left in the first binary data (hereinafter, + X-axis direction to the right direction, the + Y-axis direction and the downward direction.) Is rectangular fixing region A 3 is set for ( step S101), in the fixed area a 3, the coordinates of the uppermost pixel position a pixel value of "1" is searched as a front end position P 1 of the third finger (middle finger) (step S102, FIG. 7) . That is, the position P 1 is searched as the pixel position most projecting in the -Y-axis direction of a region A HL1 is a pixel group having the same pixel value of "1".

次に、第1の二値化データにおける左手像の領域AHL1の境界の画素位置が、第3指の先端位置Pから時計回りに追跡され、追跡された位置が追跡された順番のインデックス情報と共に一時記憶される(ステップS103、図8)。その後、追跡された境界位置の中から、Y軸方向の極大値となる位置が追跡順に抽出され、抽出された位置のうち最も若番のものが第1の指股部の位置PF1として決定される(ステップS104)。さらに、抽出された位置のうち2番目に若番のものが第2の指股部の位置PF2として決定される(ステップS105)。 Next, the boundary of the pixel position of the region A HL1 left hand image of the first binary data is, from the front end position P 1 of the third finger is tracked clockwise, the index of the order of tracked position is tracked The information is temporarily stored together with the information (step S103, FIG. 8). Thereafter, determined from among the tracked boundary position, the maximum value and a position of the Y-axis direction is extracted in the order of tracing, those youngest number among the extracted position as the position P F1 of the first finger crotch (Step S104). Furthermore, those Wakaban the second among the extracted position is determined as the position P F2 of the second finger crotch (step S105).

また、図9は、骨部抽出部13によって実行される骨部抽出処理の詳細手順を示すフローチャート、図10〜11は、骨部抽出部13の処理対象の画像データのイメージを示す図である。   FIG. 9 is a flowchart showing a detailed procedure of the bone extraction process executed by the bone extraction unit 13, and FIGS. 10 to 11 are diagrams showing images of image data to be processed by the bone extraction unit 13. .

この骨部抽出処理においては、まず、第2の二値化データにおけるフレームに沿った周縁画素が全て画素値“0”に設定される(ステップS201)。次に、第2の二値化データ中で最も左下に位置する画素値“1”の座標が、始点画素の位置Pとして特定される。この位置Pは、画素値“1”の画素のうち、フレームの左下隅部に位置する周縁画素に最も近い位置を探索することにより特定される。さらに、その始点画素の下方に隣接する画素の座標が終点画素の位置Pとして特定され、その終点画素の画素値が“1”に設定される(ステップS202、図10)。これらの位置P,Pは、手骨部分の領域AHL2の境界追跡処理時の始点及び終点として利用される。 In this bone part extraction process, first, all the peripheral pixels along the frame in the second binarized data are set to the pixel value “0” (step S201). Then, the coordinates of the pixel value of "1" is located in the most lower left in the second binary data is identified as the position P 2 of the start point pixel. The position P 2, of the pixels of the pixel value of "1" is identified by searching the closest to the peripheral edge pixels located in the lower left corner of the frame. Furthermore, the coordinates of pixels adjacent to the lower side of the starting pixel is identified as the position P 3 of the end point pixel, the pixel values of the end pixel is set to "1" (step S202, FIG. 10). These positions P 2 and P 3 are used as a start point and an end point in the boundary tracking process of the region A HL2 of the hand bone part.

次に、第2の二値化データにおける画素値“1”を有する左手手骨像の領域AHL2の境界の画素位置が、始点画素の位置Pから時計回りに終点画素の位置Pまで追跡され、第5中手骨、第4中手骨、第3中手骨、第2中手骨、及び第1中手骨の順番で追跡された境界線の位置が、追跡された順番のインデックス情報と共に一時記憶される(ステップS203、図11(a))。その後、追跡された境界位置が、Y軸方向の座標値で平滑化される(図11(b))。この平滑化は、移動平均により実行され、その窓サイズは固定値である。 Next, the pixel position of the boundary of the area A HL2 of the left hand bone image having a pixel value "1" in the second binary data is, from the position P 2 of the start point pixel to the position P 3 of the end pixels clockwise The position of the tracked boundary line in the order of the fifth metacarpal, the fourth metacarpal, the third metacarpal, the second metacarpal, and the first metacarpal is It is temporarily stored together with the index information (step S203, FIG. 11 (a)). Thereafter, the tracked boundary position is smoothed with the coordinate values in the Y-axis direction (FIG. 11B). This smoothing is performed by moving average, and its window size is a fixed value.

さらに、平滑化された境界線の位置の中から、Y軸方向で極大値となる4点の位置が抽出される(ステップS204)。次に、抽出された位置のうち追跡の順番で3番目のものが選び出されて、第1の骨股部の位置PF3として決定されるとともに、追跡の順番で4番目のものが選び出されて、第2の骨股部の位置PF4として決定される(ステップS205)。ここで、ステップS205で骨股部の位置決定に失敗した場合には、図5のステップS04の処理に戻って、第2の閾値VTH2を変更して再度第2の二値化処理を繰り返す。この場合、第2の閾値VTH2が所定の変更幅で変更され、所定の上限回数まで二値化データを生成しても骨股部の位置決定に失敗した場合には、エラー処理として処理が中断される。 Further, the positions of four points that are maximum values in the Y-axis direction are extracted from the positions of the smoothed boundary lines (step S204). Next, as the third in the order of tracking of the extracted position singled out, while being determined as the position P F3 of the first bone crotch, exits select the fourth one in the order of track It is, is determined as the position P F4 of the second bone crotch (step S205). Here, when the position determination of the hip crotch portion fails in step S205, the process returns to the process of step S04 of FIG. 5 to change the second threshold value VTH2 and repeat the second binarization process again. . In this case, if the second threshold value V TH2 is changed with a predetermined change width and binarization data is generated up to a predetermined upper limit number of times, but the position determination of the bone crotch portion fails, the error processing is performed. Interrupted.

また、図12は、軸出し処理部15によって実行される軸出し処理の詳細手順を示すフローチャート、図13〜18は、軸出し処理部15の処理対象の画像データのイメージを示す図である。   FIG. 12 is a flowchart showing a detailed procedure of the axis alignment processing executed by the axis alignment processing unit 15, and FIGS. 13 to 18 are diagrams showing images of image data to be processed by the axis alignment processing unit 15.

この軸出し処理では、まず、シェーディング補正された画像データに対して、9×9メディアンフィルタが適用されることで平滑化処理が施される(ステップS301)。次に、この画像データに対して固定の閾値を用いた7×7の動的二値化処理が実行される(ステップS302、図13(a))。次に、動的二値化された画像データに5×5メディアンフィルタが3回適用されることで、その画像データに平滑化処理が施される(ステップS303、図13(b))。   In this axial alignment process, first, a smoothing process is performed by applying a 9 × 9 median filter to image data that has been subjected to shading correction (step S301). Next, a 7 × 7 dynamic binarization process using a fixed threshold is performed on the image data (step S302, FIG. 13A). Next, the 5 × 5 median filter is applied to the dynamically binarized image data three times to perform smoothing processing on the image data (step S303, FIG. 13B).

さらに、平滑化された画像データ中に、外部抽出処理(図5のステップS05)及び骨部抽出処理(ステップS06)で特定された4点の位置PF1,PF2,PF3,PF4が設定される(ステップS304、図14)。そして、2点の位置PF2,PF4の間、及び2点の位置PF1,PF3の間をそれぞれ一定比(固定比)で分割した位置が算出された後、算出された2つの位置からその2つの位置を結ぶ線に沿ってフレーム内側へ向かって画素が参照され、画素値“0”から“1”に変化する位置P,Pが追跡開始点として探索される(ステップS305、図14)。このときの画素の探索方向はX軸に対して斜めに傾いている。そこで、追跡開始点が4連結の境界探索の始点として適用できるように、最初に探索された位置からX軸に沿って外側に向かって画素値が“1”から“0”に変化する位置を再度探索し、その位置を追跡開始点として決定することが好ましい。 Further, the four positions P F1 , P F2 , P F3 , and P F4 specified by the external extraction process (step S05 in FIG. 5) and the bone part extraction process (step S06) are included in the smoothed image data. It is set (step S304, FIG. 14). Then, after calculating the positions obtained by dividing the two points positions P F2 and P F4 and between the two points positions P F1 and P F3 by a fixed ratio (fixed ratio), the two calculated positions Are referred to toward the inner side of the frame along a line connecting the two positions, and positions P 4 and P 5 at which the pixel values change from “0” to “1” are searched as tracking start points (step S305). , FIG. 14). The pixel search direction at this time is inclined obliquely with respect to the X axis. Therefore, a position at which the pixel value changes from “1” to “0” from the first searched position toward the outside along the X axis so that the tracking start point can be applied as the start point of the 4-connected boundary search. It is preferable to search again and determine the position as a tracking start point.

その後、平滑化された画像データ中の第2中手骨の左右のエッジ部分の画像AE1,AE2の境界線が、それぞれ、追跡開始点から追跡される(ステップS306、図15)。このとき、左エッジの画像AE1は時計回りに追跡され、右エッジの画像AE2は反時計回りに追跡される。さらに、追跡された左エッジの境界線の点列が追跡順の末尾から追跡順に対して逆順に再追跡され、Y座標が極小となるトップ位置の点Pから追跡開始点までの点列Lが特定される(図16(a))。加えて、追跡された左エッジの境界線の点列が追跡順の先頭から追跡され、Y座標が極大となるボトム位置の点Pが探索された後、境界線の点列の末尾から逆順に再追跡され、末尾からボトム位置の点Pまでの点列Lが特定される(図16(b))。そして、特定された点列L,Lが結合された後に上下端の一画素ずつの画素データが削除されることによって、第2中手骨の左エッジ部分の外側のラインが抽出される。同様に、追跡する方向を逆回転として、第2中手骨の右エッジ部分の外側のラインが抽出される。 Thereafter, the boundary lines of the images A E1 and A E2 of the left and right edge portions of the second metacarpal in the smoothed image data are tracked from the tracking start point (step S306, FIG. 15). At this time, the image A E1 at the left edge is tracked clockwise, and the image A E2 at the right edge is tracked counterclockwise. Furthermore, the point sequence of the boundary line of the tracked left edge is re-tracked from the end of the tracking sequence in reverse order to the tracking sequence, and the sequence of points L from the top position point P 6 at which the Y coordinate is minimized to the tracking start point 1 is specified (FIG. 16A). In addition, the point sequence of the tracked left edge boundary line is tracked from the top of the tracking order, and after searching for the bottom position point P 7 where the Y coordinate is maximum, the sequence is reversed from the end of the boundary line sequence. re tracked, the point sequence L 2 from the end to the point P 7 of bottom position specified in (FIG. 16 (b)). Then, after the identified point sequences L 1 and L 2 are combined, the pixel data of each pixel at the upper and lower ends is deleted, so that a line outside the left edge portion of the second metacarpal is extracted. . Similarly, the line outside the right edge portion of the second metacarpal bone is extracted with the direction of tracking as the reverse rotation.

次に、抽出された左右のエッジ部分のラインL,Lが整形される(ステップS307)。すなわち、両ラインL,Lが、互いにY軸方向に共通の長さとなるように切り詰めるために、Y軸方向の共通範囲Wを残して上下端の部分L,Lが削除される(図17(a))。さらに、両ラインL,Lを構成する点列を対象にして、同一のY座標の点のうち最も外側の点だけ残して残余の点は削除するように整形処理される(図17(b))。 Next, the extracted lines L 3 and L 4 of the left and right edge portions are shaped (step S307). That is, the upper and lower end portions L 5 and L 6 are deleted, leaving the common range W 1 in the Y-axis direction, so that both lines L 3 and L 4 have a common length in the Y-axis direction. (FIG. 17A). Furthermore, with respect to the point sequence constituting both lines L 3 and L 4 , the shaping process is performed so as to leave only the outermost point among the points of the same Y coordinate and delete the remaining points (FIG. 17 ( b)).

さらに、整形された左右のエッジ部分のラインL,Lを基にして、第2中手骨の軸出しが行われる(ステップS308、図18)。詳細には、エッジ部分のラインL,L間の中点が各Y座標で算出され、それらの中点で構成される点列が構成される。その後、その点列データを基に1次のカーブフィッティングによって係数a,bが算出され、その点列を近似する一次関数y=ax+bが導出される。なお、画像データの座標系はY軸の下方がY座標の増加する方向となっているので、傾き(係数a)が無限となることを防ぐためにX軸とY軸を転置して係数a,bの計算が行われる。 Further, the second metacarpal bone is centered based on the shaped lines L 3 and L 4 of the left and right edge portions (step S308, FIG. 18). Specifically, the midpoint between the lines L 3 and L 4 of the edge portion is calculated with each Y coordinate, and a point sequence composed of these midpoints is constructed. Thereafter, coefficients a and b are calculated by linear curve fitting based on the point sequence data, and a linear function y = ax + b that approximates the point sequence is derived. In the coordinate system of the image data, the direction below the Y axis is the direction in which the Y coordinate increases. Therefore, in order to prevent the inclination (coefficient a) from becoming infinite, the X axis and the Y axis are transposed to obtain the coefficients a, Calculation of b is performed.

また、図19は、中手骨位置推定部17によって実行される中手骨位置推定処理の詳細手順を示すフローチャート、図20は、中手骨位置推定処理で用いられるフィルタのフィルタリング係数の行列であるカーネルの一例を示す図、図21〜28は、中手骨位置推定部17の処理対象の画像データのイメージを示す図である。   FIG. 19 is a flowchart showing a detailed procedure of the metacarpal bone position estimation process executed by the metacarpal bone position estimation unit 17, and FIG. 20 is a filter coefficient matrix used in the metacarpal bone position estimation process. FIGS. 21 to 28 are diagrams illustrating an example of a certain kernel, and FIGS. 21 to 28 are diagrams illustrating images of image data to be processed by the metacarpal bone position estimation unit 17.

この中手骨位置推定処理では、まず、シェーディング補正された画像データに対して、9×5エッジ強調フィルタが適用されることで画像データの上側エッジが強調される(ステップS401、図21)。図20には、このとき使用される9×5エッジ強調フィルタのフィルタリング係数の行列であるカーネルの一例を示している。さらに、シェーディング補正された画像データに対して、9×5エッジ強調フィルタが適用されることで画像データの下側エッジが強調される(ステップS401、図22)。このとき、9×5エッジ強調フィルタのカーネルとしては、図20に示すカーネル中の各係数の符号を反転させたものが使用される。   In this metacarpal bone position estimation process, first, the upper edge of the image data is emphasized by applying a 9 × 5 edge enhancement filter to the image data subjected to the shading correction (step S401, FIG. 21). FIG. 20 shows an example of a kernel that is a matrix of filtering coefficients of the 9 × 5 edge enhancement filter used at this time. Furthermore, the lower edge of the image data is enhanced by applying a 9 × 5 edge enhancement filter to the image data that has been subjected to the shading correction (step S401, FIG. 22). At this time, as the kernel of the 9 × 5 edge enhancement filter, a kernel obtained by inverting the sign of each coefficient in the kernel shown in FIG. 20 is used.

次に、エッジ強調処理された2つの画像データに対して、適切な閾値(固定値)によって9×9の動的二値化処理が施される(ステップS402)。そして、動的二値化処理が施された2つの画像データ中において、ステップS307で検出された共通範囲W内の画素値が“0”に置き換えられることにより、画像データ中の共通範囲Wがクリアされる(ステップS403)。さらに、動的二値化された2つの画像データに対して、3×3メディアンフィルタが適用されることによって平滑化処理が施される(ステップS404、図23(a),(b))。ここでは、上側エッジ強調された二値化画像データ(トップ位置検出用画像データ)に対しては1回メディアンフィルタが適用され、下側エッジ強調された二値化画像データ(ボトム位置検出用画像データ)に対しては2回メディアンフィルタが適用される。 Next, 9 × 9 dynamic binarization processing is performed on the two image data subjected to the edge enhancement processing with an appropriate threshold value (fixed value) (step S402). Then, in the two image data subjected to the dynamic binarization processing, the pixel value in the common range W 1 detected in step S307 is replaced with “0”, thereby the common range W in the image data. 1 is cleared (step S403). Further, a smoothing process is performed by applying a 3 × 3 median filter to the two binarized image data (step S404, FIGS. 23A and 23B). Here, the median filter is applied once to the binarized image data (top position detection image data) with the upper edge enhanced, and the binarized image data (bottom position detection image with the lower edge enhanced). The median filter is applied twice to (data).

その後、平滑化されたトップ位置検出用画像データを対象にして、第2中手骨のトップ位置が探索される(ステップS405)。具体的には、共通範囲W1の中間の線L上に探索開始点が設定され、軸出し処理で軸出しされた軸Lの左側に固定画素数の窓範囲Wが設定される(図24)。次に、窓範囲Wを軸Lに沿って上方に画素が探索され、画素値が“1”から“0”に変化する位置が探索される。このとき、共通範囲Wの上半分に共通範囲Wと同じ幅を有する範囲Wを加えた範囲Wが探索範囲とされ、探索範囲の端に到達した場合には、探索された画素がその後の処理から除外される。画素値が“1”から“0”に変化する位置は、その位置のリストを示す射影リストARに記憶され、記憶された射影リストARが参照されて水平方向の連結画素数が算出される(図25)。この場合、Y座標値の差が一定値以下でX軸方向に隣り合う画素値“1”の画素の連続数が連結画素数として算出される。 Thereafter, the top position of the second metacarpal bone is searched for the smoothed top position detection image data (step S405). Specifically, the search starting point to the intermediate line L 7 of the common range W1 is set, the window range W 2 of the number of fixed-pixel to the left of the axis L 8 which is put the shaft in the axial centering process is set ( FIG. 24). Next, a pixel upward is searched along the window range W 2 in the axial L 8, a position which varies from "0" to the pixel value "1" is searched. At this time, a range W 4 obtained by adding a range W 3 having the same width as the common range W 1 to the upper half of the common range W 1 is set as a search range, and when the end of the search range is reached, the searched pixel Are excluded from further processing. The position where the pixel value changes from “1” to “0” is stored in the projection list AR 1 indicating a list of the positions, and the number of connected pixels in the horizontal direction is calculated by referring to the stored projection list AR 1. (FIG. 25). In this case, the consecutive number of pixels having a pixel value “1” adjacent to each other in the X-axis direction with the difference in the Y coordinate values being equal to or smaller than a certain value is calculated as the number of connected pixels.

次に、算出された連結画素数のうちで連結数の大きな連結画素が軸Lから左側方向に探索され、最初に見つかった連結画素ARが選択される。そして、その連結画素AR中に軸L上の画素があれば、その位置Pが第2中手骨のトップ位置として決定される。一方、連結画素AR中に軸L上の画素が無く、かつ、Y座標値が同値の画素が一定個数以下の場合は、最も軸Lに近い画素と同じY座標値を持つ軸L上の位置Pが、第2中手骨のトップ位置として決定される(図26)。この場合は、連結画素のサンプル点数がカーブフィッティング処理のためには不十分であるからである。さらに、連結画素AR中に軸L上の画素が無く、かつ、Y座標値が同値の画素が一定個数を超えている場合は、連結画素の集合が2次式でカーブフィッティングされ、算出された近似曲線C1と軸Lとの交点の位置P10が、第2中手骨のトップ位置として決定される(図27)。 Then, a large connected pixels of the connection number is searched from the axis L 8 in the left direction, connected pixels AR 2 is found first is selected among the number of connected pixels calculated. If there is a pixel on the axis L 8 in the connected pixels AR 2, the position P 8 is determined as the top position of the second metacarpal bone. On the other hand, connected pixels AR without pixel on the axis L 8 is in 2, and, if Y coordinate value equivalence of pixels less than a predetermined number, the axis L with the same Y-coordinate value as a pixel closest to the axis L 8 position P 9 on the 8 is determined as the top position of the second metacarpal bone (Figure 26). This is because the number of sample points of the connected pixels is insufficient for the curve fitting process. Further, connected pixels AR without pixel on the axis L 8 is in 2, and, if the Y-coordinate value equivalent of the pixel exceeds the predetermined number, the set of connected pixels are curve fitting a quadratic equation, calculation It is the position P 10 of the intersection between the approximate curve C1 and axis L 8 has is determined as the top position of the second metacarpal bone (Figure 27).

また、上記手順とほぼ同様にして、平滑化されたボトム位置検出用画像データを対象にして、第2中手骨のボトム位置が探索される(ステップS406)。具体的には、共通範囲W1の中間の線L上に探索開始点が設定され、軸出し処理で軸出しされた軸Lの左側に固定画素数の窓範囲Wが設定される(図28)。次に、窓範囲Wを軸Lに沿って下方に画素が探索され、画素値が“1”から“0”に変化する位置が探索される。このとき、共通範囲Wの下半分に共通範囲Wと同じ幅を有する範囲Wを加えた範囲Wが探索範囲とされ、探索範囲の端に到達した場合には、探索された画素がその後の処理から除外される。画素値が“1”から“0”に変化する位置は、その位置のリストを示す射影リストARに記憶され、記憶された射影リストARが参照されて水平方向の連結画素数が算出される。 In the same manner as in the above procedure, the bottom position of the second metacarpal bone is searched for the smoothed bottom position detection image data (step S406). Specifically, the search starting point to the intermediate line L 9 of the common range W1 is set, the window range W 5 left fixed number of pixels of the axis L 8 which is put the shaft in the axial centering process is set ( FIG. 28). Next, the pixel is searched downward along the axis L 8 in the window range W 5, and the position where the pixel value changes from “1” to “0” is searched. At this time, a range W 7 obtained by adding a range W 6 having the same width as the common range W 1 to the lower half of the common range W 1 is set as a search range, and when the end of the search range is reached, the searched pixel Are excluded from further processing. The position where the pixel value changes from “1” to “0” is stored in the projection list AR 3 indicating the position list, and the number of connected pixels in the horizontal direction is calculated by referring to the stored projection list AR 3. The

次に、算出された連結画素数のうちで連結数の大きな連結画素が軸Lから左側方向に探索され、最初に見つかった連結画素が選択される。そして、その連結画素AR中に軸L上の画素があれば、その位置Pが第2中手骨のボトム位置として決定される。一方、連結画素AR中に軸L上の画素が無い場合には、連結画素の集合が1次式でカーブフィッティングされ、算出された近似直線と軸Lとの交点の位置P11が、第2中手骨のボトム位置として決定される。このとき、算出された1次式の係数が正の場合には、射影リストのX座標の先頭側と末尾側を入れ替えて1次式のカーブフィッティングが再実行される。これにより、1次式の係数が負とされる。 Then, a large connected pixels of the connection number is searched from the axis L 8 in the left direction, connected pixels found first is selected among the calculated connected number of pixels. If there is a pixel on the axis L 8 in the connected pixels AR 2, the position P 8 is determined as a bottom position of the second metacarpal bone. On the other hand, when the pixel on the axis L 8 is not in the connected pixels AR 2, the set of connected pixels are curve fitting by a linear equation, the position P 11 of the intersection of the approximate line and the axis L 8 calculated , Determined as the bottom position of the second metacarpal bone. At this time, if the calculated coefficient of the primary expression is positive, the first-side curve fitting is performed again by exchanging the head side and the end side of the X coordinate of the projection list. As a result, the coefficient of the linear expression is made negative.

以下、コンピュータをX線画像検査装置1として動作させる骨領域特定プログラムについて説明する。   Hereinafter, a bone region specifying program that causes a computer to operate as the X-ray image inspection apparatus 1 will be described.

本発明の実施形態に係る骨領域特定プログラムは、記録媒体に格納されて提供される。記録媒体としては、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、DVD、あるいはROM等の記録媒体、あるいは半導体メモリ等が例示される。   The bone region specifying program according to the embodiment of the present invention is provided by being stored in a recording medium. Examples of the recording medium include a floppy (registered trademark) disk, a CD-ROM, a DVD, a ROM, or a recording medium, or a semiconductor memory.

図29は、記録媒体に記録されたプログラムを実行するためのコンピュータのハードウェア構成を示す図であり、図30は、記録媒体に記憶されたプログラムを実行するためのコンピュータの斜視図である。コンピュータとして、CPUを具備しソフトウエアによる処理や制御を行なうサーバ装置、パーソナルコンピュータ等の各種データ処理装置を含む。   FIG. 29 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer for executing a program recorded in a recording medium, and FIG. 30 is a perspective view of the computer for executing a program stored in the recording medium. The computer includes various data processing devices such as a server device that includes a CPU and performs processing and control by software, and a personal computer.

図29に示すように、コンピュータ30は、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ装置、CD−ROMドライブ装置、DVDドライブ装置等の読取装置12と、オペレーティングシステムを常駐させた作業用メモリ(RAM)14と、記録媒体10に記憶されたプログラムを記憶するメモリ16と、ディスプレイといった表示装置18と、入力装置であるマウス20及びキーボード22と、データ等の送受を行うための通信装置24と、プログラムの実行を制御するCPU26とを備えている。コンピュータ30は、記録媒体10が読取装置12に挿入されると、読取装置12から記録媒体10に格納された骨領域特定プログラムにアクセス可能になり、当該骨領域特定プログラムによって、本実施形態のX線画像検査装置1として動作することが可能になる。   As shown in FIG. 29, the computer 30 includes a reading device 12 such as a floppy (registered trademark) disk drive device, a CD-ROM drive device, a DVD drive device, and a working memory (RAM) 14 in which an operating system is resident. , A memory 16 for storing a program stored in the recording medium 10, a display device 18 such as a display, a mouse 20 and a keyboard 22 as input devices, a communication device 24 for transmitting and receiving data and the like, and execution of the program CPU 26 for controlling the above. When the recording medium 10 is inserted into the reading device 12, the computer 30 can access the bone region specifying program stored in the recording medium 10 from the reading device 12. It becomes possible to operate as the line image inspection apparatus 1.

図30に示すように、骨領域特定プログラムは、搬送波に重畳されたコンピュータデータ信号41としてネットワークを介して提供されるものであってもよい。この場合、コンピュータ30は、通信装置24によって受信した骨領域特定プログラムをメモリ16に格納し、当該骨領域特定プログラムを実行することができる。   As shown in FIG. 30, the bone region specifying program may be provided via a network as a computer data signal 41 superimposed on a carrier wave. In this case, the computer 30 can store the bone region specifying program received by the communication device 24 in the memory 16 and execute the bone region specifying program.

以上説明したX線画像検査装置1及びこれを用いた骨領域特定方法によれば、第2中手骨を含む領域が安定して自動的に設定され、その領域を基にして骨塩量測定等の放射線画像を対象にした各種検査に関する測定データが得られる。その結果、客観的な測定データを基準点の手動設定等の煩雑な操作を要することなく簡易に取得することができる。特に、本実施形態では、第1平滑化画像データから生成された第1の二値化データを基に、皮膚の輪郭から2つの指股部の位置PF1,PF2が確実に検出されると共に、第2平滑化画像データから生成された第2の二値化データを基に、骨の輪郭から骨股部の位置PF3,PF4が確実に検出されるので、第2中手骨を含む領域がより安定して設定される。 According to the X-ray image inspection apparatus 1 described above and the bone region specifying method using the same, a region including the second metacarpal bone is stably and automatically set, and bone mineral content is measured based on the region. Measurement data relating to various examinations for radiation images such as the above are obtained. As a result, objective measurement data can be easily obtained without requiring complicated operations such as manual setting of reference points. In particular, in this embodiment, based on the first binarized data generated from the first smoothed image data, the two finger crotch positions P F1 and P F2 are reliably detected from the skin contour. At the same time, based on the second binarized data generated from the second smoothed image data, the positions P F3 and P F4 of the bone crotch are reliably detected from the contour of the bone. The region including is set more stably.

また、外形抽出部11による外形抽出処理によれば、第1の二値化データを基にして中指の先端位置が特定され、その先端位置から指の輪郭が追跡され、その追跡結果から2つの指股部の位置が決定されるので、安定した指股部の検出が可能にされる。   Further, according to the outer shape extraction process by the outer shape extraction unit 11, the tip position of the middle finger is specified based on the first binarized data, the contour of the finger is tracked from the tip position, and two results are obtained from the tracking result. Since the position of the finger crotch is determined, the finger crotch can be detected stably.

さらに、骨部抽出部13による骨部抽出処理により、第2の二値化データ中の手骨を含む画素群の端部に始点画素及び終点画素が設定され、それらの画素を用いて画素群の輪郭が追跡され、その追跡結果から2つの骨股部の位置が決定されるので、安定した骨股部の検出が可能にされる。   Further, by the bone part extraction processing by the bone part extraction unit 13, the start point pixel and the end point pixel are set at the end of the pixel group including the hand bone in the second binarized data, and the pixel group is set using these pixels. Since the contours of the two bones are tracked and the positions of the two hips are determined from the tracking results, stable bone hips can be detected.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記実施形態の平滑化処理(図5のステップS02)においては、第1及び第2平滑化画素データを直列に処理して生成する代わりに、画像データに対して1回平滑化処理を施した第3平滑化画像データ(第1平滑化画像データにあたる平滑化画像データ)を生成し、それと並列に画像データに対して2回平滑化処理を施した第4平滑化画像データ(第2平滑化画像データにあたる平滑化画像データ)を生成してもよい。この場合は、第1二値化処理(ステップS03)では、第3平滑化画像データが二値化され、第2二値化処理(ステップS04)では、第4平滑化画像データが二値化される。このようにしても、少なくとも2回の平滑化処理を施した平滑化画像データを基にして骨部抽出を行うので、第1の骨股部および第2の骨股部の正確な特定ができ、第2中手骨を含む領域が安定して設定される。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. That is, in the smoothing process of the above embodiment (step S02 in FIG. 5), instead of generating the first and second smoothed pixel data in series, the smoothing process is performed once on the image data. Third smoothed image data (smoothed image data corresponding to the first smoothed image data) is generated, and the fourth smoothed image data (second smoothed) is subjected to the smoothing process twice on the image data in parallel therewith. Smoothed image data corresponding to the smoothed image data) may be generated. In this case, in the first binarization process (step S03), the third smoothed image data is binarized, and in the second binarization process (step S04), the fourth smoothed image data is binarized. Is done. Even in this case, since the bone part is extracted based on the smoothed image data subjected to the smoothing process at least twice, the first bone crotch part and the second bone crotch part can be accurately identified. The region including the second metacarpal bone is stably set.

さらに、上記実施形態の平滑化処理(図5のステップS02)においては、第1及び第2平滑化画素データを直列に処理して生成する代わりに、画像データに対して2回平滑化処理を施した第5平滑化画像データ(第2平滑化画像データならびに第4平滑化画像データにあたる平滑化画像データ)のみを生成してもよい。この場合は、第1二値化処理(ステップS03)では、第5平滑化画像データが二値化され、第2二値化処理(ステップS04)でも、第5平滑化画像データが二値化される。このようにすれば、1つの平滑化画像データを基に指股部の位置及び骨股部の位置が検出されるので、処理が単純化されて演算量が削減される。また、少なくとも2回の平滑化処理を施した平滑化画像データを基にして骨部抽出を行うので、第1の骨股部および第2の骨股部の正確な特定ができ、第2中手骨を含む領域が安定して設定される。   Further, in the smoothing process of the above embodiment (step S02 in FIG. 5), instead of generating the first and second smoothed pixel data in series, the smoothing process is performed twice on the image data. Only the applied fifth smoothed image data (the smoothed image data corresponding to the second smoothed image data and the fourth smoothed image data) may be generated. In this case, in the first binarization process (step S03), the fifth smoothed image data is binarized, and in the second binarization process (step S04), the fifth smoothed image data is binarized. Is done. In this way, since the position of the finger crotch and the position of the bone crotch are detected based on one smoothed image data, the processing is simplified and the amount of calculation is reduced. In addition, since the bone part extraction is performed based on the smoothed image data subjected to at least two smoothing processes, the first bone crotch part and the second bone crotch part can be accurately identified. The area including the hand bone is set stably.

また、本実施形態のX線画像検査装置1及びこれを用いた骨領域特定方法では、第2中手骨を含む領域が自動検出されているが、この領域に限らず、第3中手骨(第3指の中手骨)や第4中手骨(第4指の中手骨)等の他の領域を自動検出してもよい。   In the X-ray image inspection apparatus 1 and the bone region specifying method using the same in the present embodiment, the region including the second metacarpal bone is automatically detected. Other areas such as (metacarpal bone of the third finger) and fourth metacarpal bone (metacarpal bone of the fourth finger) may be automatically detected.

1…X線画像検査装置、5…平滑化部(平滑化手段)、7…第1の二値化部(第1の二値化手段)、9…第2の二値化部(第2の二値化手段)、11…外形抽出部(外形抽出手段)、13…骨部抽出部(骨部抽出部)、15…軸出し処理部(領域設定手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray image inspection apparatus, 5 ... Smoothing part (smoothing means), 7 ... 1st binarization part (1st binarization means), 9 ... 2nd binarization part (2nd) , 11... Outer shape extraction unit (outer shape extraction unit), 13... Bone part extraction unit (bone part extraction unit), 15.

Claims (8)

放射線画像を基に得られた画像データを用いて中手骨を含む領域を特定する骨領域特定方法であって、
平滑化手段が、前記画像データに対して少なくとも1回の平滑化処理を施して、少なくとも1つの平滑化画像データを得る平滑化工程と、
第1の二値化手段が、前記平滑化画像データを第1の閾値で二値化処理した第1の二値化データを得る第1の二値化工程と、
第2の二値化手段が、前記平滑化画像データを前記第1の閾値とは異なる第2の閾値で二値化処理した第2の二値化データを得る第2の二値化工程と、
外形抽出手段が、第1の指と第2の指との間にある第1の指股部の位置、及び第1の指と第3の指との間にある第2の指股部の位置を、前記第1の二値化データから特定する外形抽出工程と、
骨部抽出手段が、第1の中手骨底と第2の中手骨底との間にある第1の骨股部の位置、及び第1の中手骨底と第3の中手骨底との間にある第2の骨股部の位置を、前記第2の二値化データから特定する骨部抽出工程と、
領域設定手段が、前記第1の指股部及び前記第2の指股部の位置と、前記第1の骨股部及び前記第2の骨股部の位置とにより囲まれる特定領域を設定する領域設定工程と、
を備えることを特徴とする骨領域特定方法。
A bone region specifying method for specifying a region including a metacarpal bone using image data obtained based on a radiographic image,
A smoothing step in which smoothing means performs at least one smoothing process on the image data to obtain at least one smoothed image data;
A first binarization step in which first binarization means obtains first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold;
A second binarization step in which a second binarization unit obtains second binarization data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold; ,
The outer shape extraction means includes a position of the first finger crotch between the first finger and the second finger, and a position of the second finger crotch between the first finger and the third finger. An outer shape extraction step for specifying a position from the first binarized data;
The bone portion extraction means includes a position of the first crotch portion between the first metacarpal bone bottom and the second metacarpal bone bottom, and the first metacarpal bone bottom and the third metacarpal bone. A bone extraction step for identifying the position of the second bone crotch between the bottom and the second binarized data;
The region setting means sets a specific region surrounded by the positions of the first and second crotch portions and the positions of the first and second crotch portions. An area setting process;
A bone region specifying method comprising:
前記平滑化工程では、前記画像データに対して1回の平滑化処理をした第1平滑化画像データと、前記第1平滑化画像データに対してさらに1回の平滑化処理をした第2平滑化画像データとを得て、
前記第1の二値化工程では、前記第1平滑化画像データを二値化処理することにより前記第1の二値化データを得て、
前記第2の二値化工程では、前記第2平滑化画像データを二値化処理することにより前記第2の二値化データを得る、
ことを特徴とする請求項1記載の骨領域特定方法。
In the smoothing step, first smoothed image data obtained by performing smoothing processing once on the image data and second smoothing obtained by performing smoothing processing once more on the first smoothed image data. To obtain the converted image data,
In the first binarization step, the first binarized data is obtained by binarizing the first smoothed image data,
In the second binarization step, the second binarized data is obtained by binarizing the second smoothed image data.
The bone region specifying method according to claim 1.
前記平滑化工程では、前記画像データに対して1回の平滑化処理をした第3平滑化画像データと、前記画像データに対して2回の平滑化処理をした第4平滑化画像データとを得て、
前記第1の二値化工程では、前記第3平滑化画像データを二値化処理することにより前記第1の二値化データを得て、
前記第2の二値化工程では、前記第4平滑化画像データを二値化処理することにより前記第2の二値化データを得る、
ことを特徴とする請求項1記載の骨領域特定方法。
In the smoothing step, third smoothed image data obtained by performing smoothing processing once on the image data, and fourth smoothed image data obtained by performing smoothing processing twice on the image data. Get,
In the first binarization step, the first binarized data is obtained by binarizing the third smoothed image data,
In the second binarization step, the second binarized data is obtained by binarizing the fourth smoothed image data.
The bone region specifying method according to claim 1.
前記平滑化工程では、前記画像データに対して2回の平滑化処理をした第5平滑化画像データを得て、
前記第1の二値化工程では、前記第5平滑化画像データを二値化処理することにより前記第1の二値化データを得て、
前記第2の二値化工程では、前記第5平滑化画像データを二値化処理することにより前記第2の二値化データを得る、
ことを特徴とする請求項1記載の骨領域特定方法。
In the smoothing step, a fifth smoothed image data obtained by performing the smoothing process twice on the image data is obtained,
In the first binarization step, the first binarized data is obtained by binarizing the fifth smoothed image data,
In the second binarization step, the second binarized data is obtained by binarizing the fifth smoothed image data.
The bone region specifying method according to claim 1.
前記外形抽出工程は、
前記第1の二値化データを対象にして、固定領域において同一値の画素群の所定座標軸方向に最も突出する画素位置を特定する工程と、
前記第1の二値化データを対象にして、前記画素位置から前記画素群の境界の位置を追跡する工程と、
前記境界の位置の中から、前記所定座標軸方向に対して逆方向の極大値となる位置を前記追跡順に2つ抽出し、当該抽出した2つの位置を前記第1の指股部と前記第2の指股部の位置として決定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の骨領域特定方法。
The outer shape extraction step includes
Specifying the pixel position most protruding in the predetermined coordinate axis direction of the pixel group having the same value in the fixed region for the first binarized data;
Tracking the position of the boundary of the pixel group from the pixel position for the first binarized data;
Two positions having local maximum values in the opposite direction to the predetermined coordinate axis direction are extracted from the boundary positions in the tracking order, and the extracted two positions are the first finger crotch portion and the second finger position. Determining the position of the finger crotch of
The bone region specifying method according to any one of claims 1 to 4, characterized by comprising:
前記骨部抽出工程は、
前記第2の二値化データにおける周縁画素の画素値を全て第1の値に設定する工程と、
前記第2の二値化データが有する画素値が第2の値である画素のうち、前記周縁画素の隅部に最も近い始点画素を特定し、該画素に隣接する終点画素の画素値を第2の値に設定する工程と、
前記第2の二値化データを対象にして、前記第2の値を有する画素群の境界を前記始点画素から前記終点画素まで追跡する工程と、
前記追跡の結果より所定座標軸方向で極大値となる位置を抽出する工程と、
当該抽出された位置のうち前記追跡の順番を基に選び出された2つを前記第1の骨股部及び前記第2の骨股部の位置として決定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の骨領域特定方法。
The bone part extraction step includes
Setting all the pixel values of peripheral pixels in the second binarized data to the first value;
Among the pixels whose pixel values of the second binarized data are the second values, the start point pixel closest to the corner of the peripheral pixel is specified, and the pixel value of the end point pixel adjacent to the pixel is set as the first pixel value. Setting the value to 2;
Tracing the boundary of the pixel group having the second value from the start point pixel to the end point pixel for the second binarized data;
Extracting a position having a maximum value in a predetermined coordinate axis direction from the result of the tracking;
Determining two positions selected based on the order of tracking among the extracted positions as the positions of the first bone crotch and the second bone crotch;
The bone region specifying method according to any one of claims 1 to 5, characterized by comprising:
放射線画像を基に得られた画像データを用いて中手骨を含む領域を特定する骨領域特定プログラムであって、
コンピュータを、
前記画像データに対して少なくとも1回の平滑化処理を施して、少なくとも1つの平滑化画像データを得る平滑化手段、
前記平滑化画像データを第1の閾値で二値化処理した第1の二値化データを得る第1の二値化手段、
前記平滑化画像データを前記第1の閾値とは異なる第2の閾値で二値化処理した第2の二値化データを得る第2の二値化手段、
第1の指と第2の指との間にある第1の指股部の位置、及び第1の指と第3の指との間にある第2の指股部の位置を、前記第1の二値化データから特定する外形抽出手段、
第1の中手骨底と第2の中手骨底との間にある第1の骨股部の位置、及び第1の中手骨底と第3の中手骨底との間にある第2の骨股部の位置を、前記第2の二値化データから特定する骨部抽出手段、及び
前記第1の指股部及び前記第2の指股部の位置と、前記第1の骨股部及び前記第2の骨股部の位置とにより囲まれる特定領域を設定する領域設定手段、
として機能させることを特徴とする骨領域特定プログラム。
A bone region specifying program for specifying a region including a metacarpal bone using image data obtained based on a radiographic image,
Computer
Smoothing means for performing at least one smoothing process on the image data to obtain at least one smoothed image data;
First binarization means for obtaining first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold;
Second binarization means for obtaining second binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold;
The position of the first finger crotch between the first finger and the second finger and the position of the second finger crotch between the first finger and the third finger are An external shape extracting means for specifying the binarized data of 1;
The position of the first hip crotch between the first metacarpal floor and the second metacarpal floor, and between the first metacarpal floor and the third metacarpal floor A bone extraction means for specifying the position of the second bone crotch from the second binarized data; the positions of the first finger crotch and the second finger crotch; and the first Area setting means for setting a specific area surrounded by the position of the hip crotch and the second bone crotch,
A bone region specifying program characterized by functioning as
放射線画像を基に得られた画像データを用いて中手骨を含む領域を特定する骨領域特定装置であって、
前記画像データに対して少なくとも1回の平滑化処理を施して、少なくとも1つの平滑化画像データを得る平滑化手段と、
前記平滑化画像データを第1の閾値で二値化処理した第1の二値化データを得る第1の二値化手段と、
前記平滑化画像データを前記第1の閾値とは異なる第2の閾値で二値化処理した第2の二値化データを得る第2の二値化手段と、
第1の指と第2の指との間にある第1の指股部の位置、及び第1の指と第3の指との間にある第2の指股部の位置を、前記第1の二値化データから特定する外形抽出手段と、
第1の中手骨底と第2の中手骨底との間にある第1の骨股部の位置、及び第1の中手骨底と第3の中手骨底との間にある第2の骨股部の位置を、前記第2の二値化データから特定する骨部抽出手段と、
前記第1の指股部及び前記第2の指股部の位置と、前記第1の骨股部及び前記第2の骨股部の位置とにより囲まれる特定領域を設定する領域設定手段と、
を備えることを特徴とする骨領域特定装置。
A bone region specifying device for specifying a region including a metacarpal bone using image data obtained based on a radiographic image,
Smoothing means for performing at least one smoothing process on the image data to obtain at least one smoothed image data;
First binarizing means for obtaining first binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a first threshold;
Second binarization means for obtaining second binarized data obtained by binarizing the smoothed image data with a second threshold different from the first threshold;
The position of the first finger crotch between the first finger and the second finger and the position of the second finger crotch between the first finger and the third finger are An external shape extracting means for specifying the binarized data of 1;
The position of the first hip crotch between the first metacarpal floor and the second metacarpal floor, and between the first metacarpal floor and the third metacarpal floor A bone extraction means for specifying the position of the second bone crotch from the second binarized data;
Area setting means for setting a specific area surrounded by the positions of the first and second finger crotch parts and the positions of the first and second bone crotch parts;
A bone region specifying device comprising:
JP2011104327A 2011-05-09 2011-05-09 Method, program, and apparatus for specifying bone region Withdrawn JP2012232061A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011104327A JP2012232061A (en) 2011-05-09 2011-05-09 Method, program, and apparatus for specifying bone region

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011104327A JP2012232061A (en) 2011-05-09 2011-05-09 Method, program, and apparatus for specifying bone region

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012232061A true JP2012232061A (en) 2012-11-29

Family

ID=47433034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011104327A Withdrawn JP2012232061A (en) 2011-05-09 2011-05-09 Method, program, and apparatus for specifying bone region

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012232061A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015210648A (en) * 2014-04-25 2015-11-24 住友電気工業株式会社 Image processing method and device for metallographic image, and image processing program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015210648A (en) * 2014-04-25 2015-11-24 住友電気工業株式会社 Image processing method and device for metallographic image, and image processing program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107480677B (en) Method and device for identifying interest region in three-dimensional CT image
US20230263463A1 (en) Osteoporosis diagnostic support apparatus
JP6416582B2 (en) Method and apparatus for metal artifact removal in medical images
JP6156847B2 (en) Radiation image processing apparatus and method, and program
CN108888284A (en) Image adjusting method, device and equipment, storage medium
JP6598850B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
JP2012047569A (en) Pipe thickness measurement equipment and method
US20160210740A1 (en) Method and system for spine position detection
US9867586B2 (en) Stereo X-ray tube based suppression of outside body high contrast objects
JP2002094772A (en) Radiographic image processing method and radiographic image processor
JP2019212138A (en) Image processing device, image processing method and program
JP4872093B2 (en) Bone age estimation device, bone age estimation method, and bone age estimation program
JP6603709B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, and image processing program
JP2012232061A (en) Method, program, and apparatus for specifying bone region
JP2012232062A (en) Method, program, and apparatus for specifying analyzed region
JP2010005373A (en) Radiographic image correction method, apparatus and program
JP2023530870A (en) A method for measuring the length of biological tissue contained in a slide image, and a computing system for doing the same
JPH09294740A (en) Osteometry
KR101334029B1 (en) Method for extracting muscle of head and neck and method of ROI analysis
JP2015084894A (en) Cardio-thoracic ratio calculation device
JP2006239270A (en) Abnormal shadow detector, abnormal shadow detection method, and its program
JP2006230904A (en) Image processor and image processing method
Maeda et al. Automatic measurement of the Cobb angle for adolescent idiopathic scoliosis using convolutional neural network
US20220358709A1 (en) Surface determination using three-dimensional voxel data
Manonmani et al. 2D to 3D conversion of images using Defocus method along with Laplacian matting for improved medical diagnosis

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140805