JP2014008069A - X-ray diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、取得した画像に映りこんだグリッドのモアレパターンを除去するX線診断装置に関する。 The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus that removes a moire pattern of a grid reflected in an acquired image.
従来のX線診断装置は、X線を被検体に照射するX線管と、X線管に対向して設けられ、被検体を透過したX線を検出するフラットパネル型X線検出器(以下適宜、「FPD」と称する)とを備えている。FPDには、そのX線検出面を覆うように散乱線除去グリッド(以下適宜、「グリッド」と称する)が設けられている。 A conventional X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray tube that irradiates a subject with X-rays, and a flat panel X-ray detector (hereinafter referred to as an X-ray detector that is provided facing the X-ray tube and detects X-rays transmitted through the subject). Appropriately referred to as “FPD”). The FPD is provided with a scattered radiation removal grid (hereinafter referred to as “grid” as appropriate) so as to cover its X-ray detection surface.
グリッドは、X線が被検体を通過したときに発生した散乱X線を除去するためのものである。グリッドは、X線を吸収する吸収体(例えば鉛)と、X線を透過する透過体(例えばアルミニウムや空気)とが交互に配設して構成されている。グリッドにより散乱X線が除去されて、FPDには、散乱X線が除去されたX線が入射される。これにより、FPDは、ぼけが抑えられた鮮明な画像を出力することができる。 The grid is for removing scattered X-rays generated when X-rays pass through the subject. The grid is configured by alternately arranging an absorber (for example, lead) that absorbs X-rays and a transmissive body (for example, aluminum or air) that transmits X-rays. The scattered X-rays are removed by the grid, and the X-rays from which the scattered X-rays are removed are incident on the FPD. As a result, the FPD can output a clear image with reduced blur.
一方で、従来のX線診断装置において、FPDで取得した画像にグリッドのモアレパターンが映りこんでしまう問題がある。そのグリッドのモアレパターンは、FPDの解像度(密度)と、グリッドにおける交互に配設された吸収体と透過体の密度と、の違いにより発生する。画像からモアレパターンを除去する方法については、種々の提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in the conventional X-ray diagnostic apparatus, there is a problem that a moire pattern of a grid is reflected in an image acquired by FPD. The moire pattern of the grid is generated due to the difference between the resolution (density) of the FPD and the density of the absorber and the transparent body arranged alternately in the grid. Various proposals have been made for a method of removing a moire pattern from an image (see, for example, Patent Document 1).
次に、従来における、画像からグリッドのモアレパターンを除去する方法の一例を、図18を参照して説明する。まず、FPD104により画像を取得する。取得した画像(元画像)には、グリッドのモアレパターンが映りこんでいる。周波数特性生成部121により、元画像に映りこんだグリッドのモアレパターンを横断する方向に、1ラインずつフーリエ変換(FFT)を行う。フーリエ変換後の周波数特性から、ピーク周波数検出部123よりピーク周波数を検出する。フィルタ作成部125によりピーク周波数からモアレパターンを除去するためのバンドパスフィルタを作成する。モアレパターン抽出部142により、バンドパスフィルタ基づいて元画像に対してフィルタ処理を行い、モアレパターンのみの画像を抽出する。そして、減算部144により、元画像からモアレパターンのみの画像を減算して除去する。このようにして元画像からモアレパターンを除去している。上述のバンドパスフィルタは、予め設定された固定形状のものが用いられる。
Next, an example of a conventional method for removing a grid moire pattern from an image will be described with reference to FIG. First, an image is acquired by the FPD 104. The acquired image (original image) includes a moire pattern of the grid. The frequency
しかしながら、従来装置では、取得した画像によって、グリッドのモアレパターンを除去した画像(モアレパターン除去画像)の視認性を劣化させてしまう問題がある。すなわち、従来装置において、バンドパスフィルタの周波数帯を広くすると、モアレパターンをより完全に除去することができる。しかしながら、広い周波数帯のフィルタでは、元画像からモアレパターン以外のパターンも除去してしまい、画像の視認性を劣化させてしまう。そのため、フィルタの周波数帯をできるだけ狭くしたい要望がある。しかしながら、単純に、フィルタの周波数帯を狭くするだけでは、モアレパターン除去画像内の平坦領域のモアレパターンが完全に除去できない。 However, the conventional apparatus has a problem that the visibility of an image (moire pattern removed image) from which the moire pattern of the grid is removed is deteriorated by the acquired image. That is, in the conventional apparatus, when the frequency band of the bandpass filter is widened, the moire pattern can be more completely removed. However, a filter in a wide frequency band also removes patterns other than the moire pattern from the original image, thereby degrading the visibility of the image. Therefore, there is a demand for making the frequency band of the filter as narrow as possible. However, simply by narrowing the frequency band of the filter, the moire pattern in the flat area in the moire pattern removal image cannot be completely removed.
また、特許文献1の装置では、2つの特性の異なる緩特性フィルタリング部および急特性フィルタリング部と、元画像における画素値の変化の激しさをマッピングした微分値マップを生成する微分値マップ生成部とを備えている。更に、この装置は、微分値マップを参照して、元画像に対して、急特性モアレ画像と穏特性モアレ画像とを画素毎に切り替えながら元画像に映りこんだモアレ(パターン)の除去を行う除去画像生成部を備えている。微分値マップは、元画像を基に生成される。しかしながら、モアレパターンが映りこんでいる元画像からでは、モアレパターンが原因で精度よく切り替えて除去画像を生成することが難しい。
Further, in the apparatus of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、グリッドのモアレパターン除去後の画像における視認性を向上させることが可能なX線診断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an X-ray diagnostic apparatus capable of improving the visibility of an image after removing a moire pattern from a grid.
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るX線診断装置は、被検体にX線を照射するX線照射部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、前記X線検出器のX線入射側に配置され、散乱したX線を除去するグリッドと、前記X線検出器が出力する元画像に映りこんだ前記グリッドのモアレパターンの第1高調波のピーク周波数を検出するピーク周波数検出部と、前記ピーク周波数に基づき決定される基準周波数と、該基準周波数よりも低い周波数との間で予め設定された幅に形成された周波数帯を含む狭帯域フィルタに基づいて、前記元画像から狭帯域モアレパターンを除去して狭帯域モアレパターン除去画像を取得する狭帯域モアレパターン除去部と、前記狭帯域フィルタよりも前記周波数帯が広く形成された広帯域フィルタに基づいて、前記元画像および前記狭帯域モアレパターン除去画像のうちいずれか一方から広帯域モアレパターンを除去して広帯域モアレパターン除去画像を取得する広帯域モアレパターン除去部と、前記狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を算出して平坦度マップを取得する平坦度算出部と、前記平坦度マップの平坦領域では前記広帯域モアレパターン除去画像を出力し、前記平坦度マップの平坦領域以外の領域では前記狭帯域モアレパターン除去画像を出力する出力選択部と、を備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention includes an X-ray irradiation unit that irradiates a subject with X-rays, an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject, and the X-rays of the X-ray detector. A grid arranged on the incident side for removing scattered X-rays, and a peak frequency detection unit for detecting the peak frequency of the first harmonic of the moire pattern of the grid reflected in the original image output from the X-ray detector And narrowing the original image based on a narrowband filter including a frequency band formed in a preset width between a reference frequency determined based on the peak frequency and a frequency lower than the reference frequency. Based on a narrowband moire pattern removal unit that removes a band moire pattern and obtains a narrowband moire pattern removal image, and a wideband filter in which the frequency band is formed wider than the narrowband filter, the original A wideband moire pattern removal unit that obtains a wideband moire pattern removal image by removing a wideband moire pattern from either the image or the narrowband moire pattern removal image, and calculates flatness in the narrowband moire pattern removal image A flatness calculation unit that acquires a flatness map, and outputs the wideband moire pattern removal image in a flat region of the flatness map, and the narrowband moire pattern removal image in a region other than the flat region of the flatness map. And an output selection unit that outputs the signal.
本発明に係るX線診断装置によれば、狭帯域モアレパターン除去部は、ピーク周波数に基づき決定される基準周波数と、この基準周波数よりも低い周波数との間で予め設定された幅に形成された周波数帯を含む狭帯域フィルタに基づいて、元画像から狭帯域モアレパターンを除去して狭帯域モアレパターン除去画像を取得する。また、広帯域モアレパターン除去部は、狭帯域フィルタよりも周波数帯が広く形成された広帯域フィルタを基づいて、元画像および狭帯域モアレパターン除去画像のうちいずれか一方から広帯域モアレパターンを除去して広帯域モアレパターン除去画像を取得する。更に、平坦度算出部は、狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を算出して平坦度マップを取得する。そして、出力選択部は、平坦度マップの平坦領域では広帯域モアレパターン除去画像を出力し、平坦度マップの平坦領域以外の領域では狭帯域モアレパターン除去画像を出力する。 According to the X-ray diagnostic apparatus of the present invention, the narrow-band moire pattern removing unit is formed to have a preset width between a reference frequency determined based on the peak frequency and a frequency lower than the reference frequency. Based on the narrow band filter including the frequency band, the narrow band moire pattern is removed from the original image to obtain the narrow band moire pattern removed image. The wideband moire pattern removing unit removes the wideband moire pattern from either the original image or the narrowband moire pattern removed image based on the wideband filter having a wider frequency band than the narrowband filter. A moire pattern removal image is acquired. Further, the flatness calculation unit calculates the flatness in the narrowband moire pattern removed image and acquires a flatness map. The output selection unit outputs a wideband moire pattern removed image in a flat region of the flatness map, and outputs a narrowband moire pattern removed image in a region other than the flat region of the flatness map.
すなわち、狭帯域フィルタの周波数帯を狭くし、広帯域フィルタの周波数帯を狭帯域フィルタよりも広くする。これにより、狭帯域モアレパターン除去画像は、平坦領域以外の構造物領域で視認性の劣化を抑えることができ、広帯域モアレパターン除去画像は、平坦領域でモアレパターンをより完全に除去することができる。更に、平坦度算出部は、狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を算出して平坦度マップを取得している。狭帯域モアレパターン除去画像は、狭帯域モアレパターンが除去されているので、元画像よりも精度よく平坦度マップを取得することができる。そして、出力選択部は、その平坦度マップに基づき、平坦領域では、広帯域モアレパターン画像を出力し、平坦領域以外の領域では、狭帯域モアレパターン画像を出力する。そのため、選択出力された画像は、平坦領域のモアレパターンがより完全に除去されると共に、平坦領域以外の構造物領域の視認性の劣化が抑えられたものとなる。したがって、グリッドのモアレパターン除去後の画像における視認性を向上させることができる。 That is, the frequency band of the narrow band filter is narrowed, and the frequency band of the wide band filter is wider than that of the narrow band filter. Thereby, the narrow-band moire pattern-removed image can suppress deterioration of visibility in the structure region other than the flat region, and the wide-band moire pattern-removed image can more completely remove the moire pattern in the flat region. . Furthermore, the flatness calculation unit calculates the flatness in the narrowband moire pattern removed image and obtains the flatness map. Since the narrow-band moire pattern-removed image has the narrow-band moire pattern removed, a flatness map can be acquired with higher accuracy than the original image. Then, based on the flatness map, the output selection unit outputs a wideband moire pattern image in a flat region, and outputs a narrowband moire pattern image in a region other than the flat region. For this reason, in the selectively output image, the moire pattern in the flat area is more completely removed, and the deterioration of the visibility of the structure area other than the flat area is suppressed. Therefore, the visibility in the image after removing the moire pattern from the grid can be improved.
また、本発明に係るX線診断装置において、前記平坦度算出部は、処理対象である注目画素とその周囲の画素との輝度変化量を算出して平坦度マップを取得する輝度変化量算出部を備えていることが好ましい。それにより、輝度変化量算出部は、狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を示す平坦度マップを、注目画素とその周囲の画素との輝度変化量を算出することで取得することができる。 In the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention, the flatness calculation unit calculates a luminance change amount between the target pixel to be processed and its surrounding pixels, and acquires a flatness map. It is preferable to provide. Accordingly, the luminance change amount calculation unit can acquire a flatness map indicating the flatness in the narrowband moire pattern-removed image by calculating the luminance change amount between the pixel of interest and the surrounding pixels.
また、本発明に係るX線診断装置において、前記輝度変化量算出部は、前記注目画素の画素値から前記注目画素とその周囲の画素との加算平均値を減算して平坦度マップを取得することが好ましい。それにより、輝度変化量算出部は、平坦度マップを、注目画素の画素値から注目画素とその周囲の画素との加算平均値を減算して輝度変化量を算出することで取得することができる。 In the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention, the luminance change amount calculation unit subtracts an addition average value of the target pixel and surrounding pixels from a pixel value of the target pixel to obtain a flatness map. It is preferable. Thereby, the luminance change amount calculation unit can obtain the flatness map by calculating the luminance change amount by subtracting the addition average value of the target pixel and surrounding pixels from the pixel value of the target pixel. .
また、本発明に係るX線診断装置において、前記平坦度算出部は、前記平坦度マップの各画素の輝度変化量をそれぞれ対応する前記狭帯域モアレパターン除去画像の画素値で除算して正規化処理する正規化処理部を備えていることが好ましい。すなわち、画素値が高い画素では輝度変化量が大きく、画素値が低い画素では輝度変化量が小さい傾向にある。輝度変化量が同じであっても高輝度画素の輝度変化量と低輝度画素の輝度変化量とでは、その重みが異なる。そのため、各画素の輝度変化量をそれぞれ対応する画素の画素値で除算することにより、高輝度画素と低輝度画素との輝度変化量を同じ基準で比較することができる。 Further, in the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention, the flatness calculation unit normalizes the luminance change amount of each pixel of the flatness map by dividing by a pixel value of the corresponding narrowband moire pattern removed image. It is preferable to provide a normalization processing unit for processing. That is, a pixel having a high pixel value has a large luminance change amount, and a pixel having a low pixel value tends to have a small luminance change amount. Even if the brightness change amount is the same, the weight change is different between the brightness change amount of the high brightness pixel and the brightness change amount of the low brightness pixel. Therefore, by dividing the luminance change amount of each pixel by the pixel value of the corresponding pixel, the luminance change amounts of the high luminance pixel and the low luminance pixel can be compared on the same basis.
また、本発明に係るX線診断装置において、前記平坦度算出部は、前記平坦度マップを複数個の画素で分割した領域ごとに輝度変化量の加算平均を行い、その加算平均値を分割した領域の各画素に適用させて平滑化する平滑化処理部を備えていることが好ましい。輝度変化量を平滑化することにより任意の領域で出力選択部による出力選択を行うことができる。また、平坦領域以外の領域内に点在する平坦領域と判定された領域を平坦領域以外の領域として処理することができる。平坦領域以外の領域内に点在する平坦領域まで広帯域モアレパターン除去画像を出力させると視認性劣化を招くおそれがある。 Further, in the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention, the flatness calculation unit performs an average of luminance change amounts for each region obtained by dividing the flatness map by a plurality of pixels, and divides the average value. It is preferable to include a smoothing processing unit that applies the smoothing to each pixel in the region. By smoothing the luminance change amount, output selection by the output selection unit can be performed in an arbitrary region. In addition, a region determined as a flat region scattered in a region other than the flat region can be processed as a region other than the flat region. If the wideband moire pattern-removed image is output up to flat regions scattered in regions other than the flat region, visibility may be deteriorated.
本発明に係るX線診断装置によれば、狭帯域フィルタの周波数帯を狭くし、広帯域フィルタの周波数帯を狭帯域フィルタよりも広くする。これにより、狭帯域モアレパターン除去画像は、平坦領域以外の構造物領域で視認性の劣化を抑えることができ、広帯域モアレパターン除去画像は、平坦領域でモアレパターンをより完全に除去することができる。更に、平坦度算出部は、狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を算出して平坦度マップを取得している。狭帯域モアレパターン除去画像は、狭帯域モアレパターンが除去されているので、元画像よりも精度よく平坦度マップを取得することができる。そして、出力選択部は、その平坦度マップに基づき、平坦領域では、広帯域モアレパターン画像を出力し、平坦領域以外の領域では、狭帯域モアレパターン画像を出力する。そのため、選択出力された画像は、平坦領域のモアレパターンがより完全に除去されると共に、平坦領域以外の構造物領域の視認性の劣化が抑えられたものとなる。したがって、グリッドのモアレパターン除去後の画像における視認性を向上させることができる。 According to the X-ray diagnostic apparatus of the present invention, the frequency band of the narrow band filter is narrowed and the frequency band of the wide band filter is wider than that of the narrow band filter. Thereby, the narrow-band moire pattern-removed image can suppress deterioration of visibility in the structure region other than the flat region, and the wide-band moire pattern-removed image can more completely remove the moire pattern in the flat region. . Furthermore, the flatness calculation unit calculates the flatness in the narrowband moire pattern removed image and obtains the flatness map. Since the narrow-band moire pattern-removed image has the narrow-band moire pattern removed, a flatness map can be acquired with higher accuracy than the original image. Then, based on the flatness map, the output selection unit outputs a wideband moire pattern image in a flat region, and outputs a narrowband moire pattern image in a region other than the flat region. For this reason, in the selectively output image, the moire pattern in the flat area is more completely removed, and the deterioration of the visibility of the structure area other than the flat area is suppressed. Therefore, the visibility in the image after removing the moire pattern from the grid can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は、実施例に係るX線診断装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、元画像に映りこんだモアレパターンの一例を示す図である。図3は、周波数特性におけるピーク周波数検出の説明に供する図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a moire pattern reflected in the original image. FIG. 3 is a diagram for explaining the peak frequency detection in the frequency characteristics.
図1を参照する。X線診断装置1は、被検体Mを載置する天板2と、被検体MにX線を照射するX線管3と、被検体Mを挟んでX線管3と対向して配置され、被検体Mを透過したX線を検出するX線検出器4と、X線検出器4のX線入射側に配置され、散乱したX線を除去するグリッド5とを備えている。なお、X線管3は本発明におけるX線照射部に相当する。
Please refer to FIG. The X-ray
X線管3は、X線管制御部6によりX線照射に必要な制御が実行される。X線管制御部6は、X線管3の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部7を有している。X線管制御部6は、後述する入力部12で設定された管電圧や管電流や照射時間等のX線条件に応じてX線管3からX線を照射させている。
The
X線検出器4は、X線管3から照射されたX線を検出し、X線強度分布に応じた信号であるX線検出信号を出力する。X線検出器4は、フラットパネル型X線検出器(FPD)等で構成される。X線検出器4は、例えば、0.15um(マイクロメートル)ピクセルピッチで構成され、3.33lp/mmの解像度を持つ。また、グリッド5は、例えば、50line/cm(5lp/mm)のグリッド密度で構成される。
The
X線検出器4の後段には、順番にA/D変換器8と画像処理部9とが設けられている。A/D変換器8は、X線検出器4から出力されたアナログのX線検出信号をデジタル信号に変換する。画像処理部9は、デジタルのX線検出信号に基づいた画像に対して種々の画像処理を行う。また、X線診断装置1は、この装置1の各構成を統括的に制御する主制御部10と、画像処理部9で処理された画像を表示する表示部11と、操作者が入力設定や各種操作を行う入力部12と、処理された画像を記憶する記憶部13とを備えている。
An A /
主制御部10は、中央演算処理装置(CPU)などで構成され、各種プログラムを実行するようになっている。主制御部10は、例えば、被検体Mが載置された天板2、X線管3またはX線検出器4を所定の位置に移動させる制御を行う。表示部11は、モニタ等で構成される。入力部12は、キーボードやマウス等で構成される。記憶部13は、ROM(Read-only Memory)、RAM(Random-Access Memory)またはハードディスク等、取り外し可能なものを含む記憶媒体で構成される。
The
上述のように、画像処理部9は画像に対して種々の画像処理を行う。画像処理部9に送られる元画像P0には、グリッド5のモアレパターンが映りこんでいる。画像処理部9は、X線検出器4の出力に基づいて取得された元画像P0に実際に映りこんだグリッド5のモアレパターンを除去する。
As described above, the
画像処理部9が行う画像処理の概要について説明する。元画像P0は、周波数特性生成部21により周波数解析がされる。次に、ピーク周波数検出部23は、周波数解析に基づいて、元画像P0に含まれるモアレ成分を示すピークを検出する。検出されたピークの周波数は、狭帯域モアレパターン除去部25、および広帯域モアレパターン除去部27のそれぞれに送出される。狭帯域モアレパターン除去部25は、ピーク値に基づき狭帯域フィルタ40を作成し、これを元画像P0に作用させ、モアレパターンが除去された狭帯域モアレパターン除去画像P1を生成する。同様に広帯域モアレパターン除去部27は、ピーク値に基づき広帯域フィルタ50を作成し、これを狭帯域モアレパターン除去画像P1に作用させ、モアレパターンが更に除去された広帯域モアレパターン除去画像P2を生成する。出力選択部31は、狭帯域モアレパターン除去画像P1および広帯域モアレパターン除去画像P2を基に出力選択画像P7を生成する。出力選択画像P7は、モアレが残存の程度が視認性を低下させないように部分的に異なる画像となっている。なお、出力選択部31は、狭帯域モアレパターン除去画像P1を基に平坦度算出部29が作成した平坦度マップP6を参照して動作するが、これについては後述のものとする。
An outline of image processing performed by the
<周波数特性生成部の構成>
周波数特性生成部21は、元画像P0を周波数変換する。図2を参照する。元画像P0には、モアレパターンmp0が映りこんでいる。符号fは、画像内における被検体Mの平坦領域を示す。周波数特性生成部21は、例えば、複数の画素が二次元マトリクス状に構成された元画像P0の画素列Lごとに1次元のフーリエ変換(FFT)を行う。これにより、図3のような周波数特性が取得される。画素列Lは、モアレパターンmp0の縞目と直交するX方向に配置するものである。周波数特性生成部21は、図2中の元画像P0の上側から順番に画素列Lごとに周波数特性を取得する。
<Configuration of frequency characteristic generator>
The frequency
<ピーク周波数検出部の構成>
ピーク周波数検出部23は、元画像P0に映りこんだグリッド5のモアレパターンmp0の第1高調波のピーク周波数Pk1を検出する。すなわち、ピーク周波数検出部23は、図3に示すような周波数特性からモアレパターンmp0の最も周期の長い波成分を示す第1高調波(基本波ともいう)のピーク周波数Pk1を検出する。なお、符号Pk2は、第2高調波のピーク周波数を示す。第2高調波のピーク周波数Pk2は、第1高調波のピーク周波数Pk1の2倍の周波数であり、第1高調波のピーク周波数Pk1から得られる。なお、元画像P0の画素列Lごとの周波数特性から任意のピーク周波数Pk1を決定する。
<Configuration of peak frequency detector>
The
<狭帯域モアレパターン除去部の構成>
次に、狭帯域モアレパターン除去部25について説明する。図4(a)は、狭帯域モアレパターン除去部の詳細構成を示す図である。狭帯域モアレパターン除去部25は、狭帯域フィルタ40に基づいて、元画像P0から狭帯域モアレパターンmp1を除去して狭帯域モアレパターン除去画像P1を取得する。具体的には、狭帯域モアレパターン除去部25は、狭帯域フィルタ40を作成する狭帯域フィルタ作成部41と、狭帯域モアレパターンmp1を元画像P0から抽出する狭帯域モアレパターン抽出部42と、抽出された狭帯域モアレパターンmp1よりノイズを取り除く縦LPF処理部43と、元画像P0から狭帯域モアレパターン(正確には縦LPF処理後のパターン)mp1を減算して、元画像P0に映りこむモアレパターンを除去する狭帯域モアレパターン減算部44とを備えている。
<Configuration of narrowband moire pattern removal unit>
Next, the narrow band moire
狭帯域フィルタ作成部41は、狭帯域フィルタ40を作成する。図5(a)は狭帯域フィルタ40の形状の一例を示す図である。狭帯域フィルタ40は、ピーク周波数Pk1と、このピーク周波数Pk1よりも低い周波数fr1との間で予め設定された幅に形成された周波数帯201aを含むものである。なお、ピーク周波数Pk1を含む周波数帯を周波数帯201a,201bとし、ピーク周波数Pk2を含む周波数帯を広帯域周波数帯201c,201dとする。
The narrowband
周波数帯201a〜201dの幅は、例えば、フィルタ係数が0.5の位置の周波数fr1〜fr4で決定される。周波数帯201a〜201dは、同じ幅で構成されるが、それぞれ異なる幅を有してもよい。なお、周波数帯201aは本発明の周波数帯に相当する。
The widths of the
本実施例において、狭帯域モアレパターン抽出部42は、元画像P0に対するフィルタ処理として、FIR(Finite Impulse Response)フィルタ処理を行う。この場合、狭帯域フィルタ作成部41は、狭帯域フィルタ40に対して1次元の逆フーリエ変換(逆FFT)を行い、FIRフィルタ係数を算出する。そのため、狭帯域モアレパターン抽出部42には、FIRフィルタ係数が送られる。FIRフィルタ係数は、例えばfc1〜fc15で表されるものとする。
In this embodiment, the narrowband moire
狭帯域モアレパターン抽出部42は、狭帯域フィルタ40に基づいて元画像P0に対してFIRフィルタ処理を行い、狭帯域モアレパターンmp1を抽出する。図6は、FIRフィルタ処理の説明に供する図である。図6において、FIRフィルタは、横方向(X方向)の画素列a1〜a29であり、FIRフィルタ係数fc1〜fc15で重み付けされる。なお、FIRフィルタ係数の個数が画素列の個数よりも少ないのは、複数の画素に対して同じFIRフィルタ係数が用いられるからである。
The narrowband moire
FIRフィルタ処理は、注目画素をa15とする場合、FIRフィルタ処理後の対応する位置の画素r15は、次のように計算される。r15=a15×fc1+(a14+a16)×fc2+(a13+a17)×fc3+(a12+a18)×fc4+・・・+(a1+a29)×fc15。FIRフィルタ処理は、元画像P0の各画素に対して行われて、狭帯域モアレパターンmp1が抽出される。図7は、狭帯域モアレパターンmp1を含む画像(狭帯域モアレパターン画像)P1aを示す図である。 In the FIR filter process, when the target pixel is a15, the pixel r15 at the corresponding position after the FIR filter process is calculated as follows. r15 = a15 × fc1 + (a14 + a16) × fc2 + (a13 + a17) × fc3 + (a12 + a18) × fc4 +... + (a1 + a29) × fc15. The FIR filter process is performed on each pixel of the original image P0, and a narrowband moire pattern mp1 is extracted. FIG. 7 is a diagram illustrating an image (narrowband moire pattern image) P1a including the narrowband moire pattern mp1.
縦LPF処理部43は、狭帯域モアレパターン抽出部42で抽出された狭帯域モアレパターンmp1の縞目に沿った縦方向(Y方向)に1次元のローパスフィルタ処理(平滑化処理)を行って、狭帯域モアレパターンmp1よりノイズを取り除く。図8(a)を参照する。狭帯域モアレパターンmp1に重畳するノイズについて説明する。狭帯域モアレパターン画像P1aには狭帯域モアレパターンmp1が抽出されている。しかし、狭帯域モアレパターン画像P1aは、これに加えて例えば、狭帯域モアレパターンmp1と同周期のパターン203が抽出されている。このパターン203は、狭帯域モアレパターンmp1と交差し、狭帯域モアレパターンmp1とは無関係である。縦LPF処理部43は、その斜め方向のパターン203を除去して、狭帯域モアレパターン画像P1aに映りこむ画像を狭帯域モアレパターンmp1のみにする。
The vertical
縦LPF処理部43は、図8(b)に示すフィルタで狭帯域モアレパターン画像P1aに1次元のローパスフィルタ処理を行う。ローパスフィルタ処理は、狭帯域モアレパターンmp1に沿った縦方向(Y方向)の画素列であり、例えば、処理対象の注目画素の上下8画素を含む17画素を加算平均する。加算平均値は、新たな画像における注目画素に対応する位置の画素の新たな画素値となる。ローパスフィルタ処理は、狭帯域モアレパターン画像P1aの各画素に対して行われて、ローパスフィルタ処理後の狭帯域モアレパターン画像P1bを取得する。
The vertical
狭帯域モアレパターン減算部44は、図9に示すように、元画像P0から狭帯域モアレパターン画像P1bを減算して元画像P0からモアレパターンが除去された狭帯域モアレパターン除去画像P1を取得する。狭帯域フィルタ40は、後述する広帯域フィルタ50よりも周波数帯201aが狭く形成されている。狭帯域フィルタ40を比較的狭く形成することで、元画像P0に映りこんだモアレパターンmp0以外のパターンを除去してしまうことを抑えることができる。そのため、骨などの構造物領域において、画質の劣化を抑えることができる。しかしながら、図9に示すように、狭帯域モアレパターン除去画像P1には、モアレパターンmp0が完全に除去しきれず、モアレパターンmp0の一部が残った状態となる。この画像に残存するモアレパターンをモアレパターンmp0aと呼ぶことにする。
As shown in FIG. 9, the narrowband moire
図1に戻る。狭帯域モアレパターン除去画像P1は、広帯域モアレパターン除去部27、平坦度算出部29および出力選択部31に送られる。
Returning to FIG. The narrowband moire pattern removal image P1 is sent to the wideband moire
<広帯域モアレパターン除去部の構成>
次に、広帯域モアレパターン除去部27について説明する。図4(b)は、広帯域モアレパターン除去部の詳細構成を示す図である。広帯域モアレパターン除去部27は、広帯域フィルタ50に基づいて、狭帯域モアレパターン除去画像P1から広帯域モアレパターンmp2を除去して広帯域モアレパターン除去画像P2を取得する。広帯域モアレパターン除去部27は、広帯域フィルタ作成部51、広帯域モアレパターン抽出部52、縦LPF処理部53および広帯域モアレパターン減算部54を備えている。
<Configuration of Broadband Moire Pattern Removal Unit>
Next, the broadband moiré
狭帯域モアレパターン除去部25と広帯域モアレパターン除去部27は、作成するフィルタの形状が異なる。図5(b)は広帯域フィルタ50の形状の一例を示す図である。広帯域フィルタ50は、狭帯域フィルタ40の周波数帯201aよりも周波数帯202aが広く形成されたものである。また、広帯域フィルタ50は、狭帯域フィルタ40のバンドパスフィルタと異なり、ハイパスフィルタで構成されている。なお、周波数帯202aが本発明の周波数帯に相当する。
The narrowband moire
広帯域モアレパターン除去部27は、フィルタ形状および処理対象の画像が異なり、それ以外について狭帯域モアレパターン除去部25と同じ構成である。すなわち、広帯域フィルタ作成部51は、図5(b)に示すように、広帯域フィルタ50を作成する。広帯域モアレパターン抽出部52は、広帯域フィルタ50に基づいて狭帯域モアレパターン除去画像P1に対してフィルタ処理(例えばFIRフィルタ処理)を行い、広帯域モアレパターンmp2を抽出する。これにより、広帯域モアレパターンmp2を含む画像(広帯域モアレパターン画像)P2aを取得する。
The wideband moire
縦LPF処理部53は、広帯域モアレパターン抽出部52で抽出された広帯域モアレパターンmp2の縞目に沿った縦方向(Y方向)に1次元のローパスフィルタ処理(平滑化処理)を行って、広帯域モアレパターンよりノイズを取り除く。これにより、広帯域モアレパターン画像P2aから、広帯域モアレパターンmp2のみが映りこむ広帯域モアレパターン画像P2bが取得される。広帯域モアレパターン減算部54は、図10に示すように、狭帯域モアレパターン除去画像P1から広帯域モアレパターン画像P2bを減算して広帯域モアレパターン除去画像P2を取得する。広帯域モアレパターン除去画像P2は、モアレパターンmp0がより完全に除去されたものとすることができる。なお、広帯域モアレパターン除去画像P2は、出力選択部31に送られる。
The vertical
実施例の構成では、狭帯域モアレ除去画像P1と広帯域モアレ除去画像P2とを組み合わせて一つの出力選択画像P7を生成する。そこで、出力選択画像P7の各部でどちらの画像P1,P2を用いるかが問題となる。この画像の選択は、平坦度算出部29が生成する平坦度マップP6に基づいて行われる。平坦度マップP6は、輝度変化の程度がどの程度平坦かを表している。すなわち、同じような画素値で構成される画像上の領域の平坦度は、高い。逆に、画像上における輝度変化が激しく荒れた領域では平坦度は低い。
In the configuration of the embodiment, the narrow-band moire-removed image P1 and the wide-band moire-removed image P2 are combined to generate one output selection image P7. Therefore, it becomes a problem which image P1, P2 is used in each part of the output selection image P7. This image selection is performed based on the flatness map P6 generated by the
<平坦度算出部の構成>
次に、平坦度算出部29について説明する。平坦度算出部29は、広帯域モアレパターン除去部27と並列で処理され、狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を算出して平坦度マップを取得する。平坦度マップは、狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦領域と、平坦領域以外の構造物領域を識別するためのものである。例えば、被検体Mの撮影において、平坦領域は、筋肉などの領域であり、構造物領域は、骨などの領域である。
<Configuration of flatness calculation unit>
Next, the
図11は、平坦度算出部の詳細構成を示す図である。平坦度算出部29は、狭帯域モアレパターン除去画像P1から輝度変化量C1を算出し、輝度変化量C1で構成される画像P3を取得する輝度変化量算出部61と、画像P3について正規化処理して中間マップP4を取得する正規化処理部62と、中間マップP4を複数個の画素で分割した領域ごとに輝度変化量C2を平滑化処理する平滑化処理部63とを備えている。なお、中間マップP4は、正規化された輝度変化量C2で構成される。
FIG. 11 is a diagram illustrating a detailed configuration of the flatness calculation unit. The
輝度変化量算出部61は、処理対象である注目画素とその周囲の画素との輝度変化量を算出して平坦度マップの一種である画像P3を取得する。すなわち、輝度変化量算出部61は、狭帯域モアレパターン除去画像P1上の注目画素の画素値Bから注目画素とその周囲の画素との加算平均値Aを減算して画像P3(輝度変化量C1がマッピングされたもの)を取得する。具体的には、輝度変化量算出部61は、図12に示すように、注目画素と、その周囲の例えば上下左右10画素とを含む21×21画素を加算平均し、加算平均値Aを算出する。なお、図12において、作図上、注目画素の周囲の画素が上下左右6画素で示されるものとする。 The luminance change amount calculation unit 61 calculates the luminance change amount between the target pixel to be processed and its surrounding pixels, and acquires an image P3 that is a kind of flatness map. That is, the luminance change amount calculation unit 61 subtracts the addition average value A of the target pixel and the surrounding pixels from the pixel value B of the target pixel on the narrowband moire pattern removed image P1 to generate an image P3 (luminance change amount C1 Is mapped). Specifically, as shown in FIG. 12, the luminance change amount calculation unit 61 calculates the average value A by adding and averaging 21 × 21 pixels including the pixel of interest and the surrounding 10 pixels, for example, up, down, left, and right. To do. In FIG. 12, it is assumed that pixels around the pixel of interest are indicated by six pixels in the vertical and horizontal directions for drawing.
上述のように、輝度変化量算出部61は、加算平均値Aから注目画素の画素値Bを減算し、輝度変化量C1を算出する。輝度変化量C1は、C1=|B−A|で表される。輝度変化量C1は、新たな画像における注目画素に対応する位置の画素の新たな画素値となる。この処理は、狭帯域モアレパターン除去画像P1の各画素に対して行われて、輝度変化量C1で表された新たな画像を平坦度マップとして取得する。この画像を画像P3とする。なお、本発明においては、画像P3は、平坦度マップの一種であるとする。以降の説明における中間マップP4,縮小マップP5も同様である。平坦度マップP6は、この画像P3に種々の画像処理を施して調整がされた最終的な平坦度マップである。 As described above, the luminance change amount calculation unit 61 subtracts the pixel value B of the target pixel from the addition average value A to calculate the luminance change amount C1. The luminance change amount C1 is expressed by C1 = | B−A |. The luminance change amount C1 becomes a new pixel value of the pixel at the position corresponding to the target pixel in the new image. This process is performed for each pixel of the narrowband moire pattern removal image P1, and a new image represented by the luminance change amount C1 is acquired as a flatness map. This image is set as an image P3. In the present invention, the image P3 is a kind of flatness map. The same applies to the intermediate map P4 and the reduced map P5 in the following description. The flatness map P6 is a final flatness map that has been adjusted by performing various image processes on the image P3.
正規化処理部62は、画像P3に対して正規化処理を行う。すなわち、画像P3平坦度マップの各画素(輝度変化量C1)をそれぞれに対応する位置の狭帯域モアレパターン除去画像P1の画素値で除算して正規化処理する。すなわち、正規化処理後の輝度変化量をC2とするとC2=|B−A|/Bで表される。
The
この輝度変化量C2は、元画像P0の画素値が高い画素では大きく、元画像P0の画素値が低い画素では小さい傾向にある。例えば、画素値が1000の注目画素と画素値が10の注目画素とがあるものとする。両方の輝度変化量が2である場合、輝度変化量が同じ値である。しかしながら、画素値が1000のときにおける輝度変化量2と、画素値が10のときにおける輝度変化量2とでは、2/1000=0.002と、2/10=0.2と、重みが異なる。そのため、高輝度画素と低輝度画素の輝度変化量を同じ基準で比較できるようにしている。
This luminance change amount C2 tends to be large for pixels with a high pixel value in the original image P0 and small for pixels with a low pixel value in the original image P0. For example, it is assumed that there is a target pixel having a pixel value of 1000 and a target pixel having a pixel value of 10. When both of the luminance change amounts are 2, the luminance change amounts are the same value. However, the weight change is 2/1000 = 0.002 and 2/10 = 0.2 for the
正規化処理部62は、画像P3を構成する各画素(輝度変化量C1)について輝度変化量C2を求め、輝度変化量C2が2次元的に配列した中間マップP4を生成する。中間マップP4は、画像処理途中の平坦度マップであり、これが最終的なものではない。
The
平滑化処理部63は、中間マップP4を複数個の画素で分割した領域ごとに輝度変化量の加算平均を行い、その加算平均値を分割した領域の各画素に適用させて平滑化する。平滑化処理部63は、図13に示すように、例えば中間マップP4が64×64画素で構成される場合、例えば16×16画素で加算平均を行って1画素に縮小する。すると、4×4画素の縮小された縮小マップP5が取得される。そして、4×4画素の縮小マップP5を元の64×64画素の大きさに戻すこと(拡大)で平滑化処理された平坦度マップP6を得る。なお、縮小マップP5の1画素から平坦度マップP6の16×16画素の大きさに戻す際に、平坦度マップP6の16×16画素の全ての輝度変化量は、縮小マップP5の1画素の輝度変化量が与えられる。縮小マップP5は、画像処理途中の平坦度マップであり、これが最終的なものではない。
The smoothing
<出力選択部の構成>
出力選択部31は、平坦度マップP6の平坦領域では広帯域モアレパターン除去画像を出力し、平坦度マップP6の平坦領域以外の領域では狭帯域モアレパターン除去画像を出力する。すなわち、出力選択部31は、図14に示すように、平坦度マップP6に基づいて、狭帯域モアレパターン除去画像P1および広帯域モアレパターン除去画像P2のうちいずれか一方の画像を出力するのかを選択する。
<Configuration of output selector>
The
平坦度マップP6の輝度変化量がしきい値未満であれば、平坦領域と識別され、しきい値以上であれば、平坦領域以外の領域と識別される。平滑化処理部63により16×16画素で加算平均を行った分割した領域の各画素(16×16画素)は、同じ輝度変化量であるので、その16×16画素の領域単位で出力選択部31による選択出力をするようになっている。図14に示すように、平坦度マップP6の平坦領域(符号f)では、広帯域モアレパターン除去画像が出力される。一方、平坦度マップP6の平坦領域以外の領域では、狭帯域モアレパターン除去画像が出力される。
If the luminance change amount of the flatness map P6 is less than the threshold value, it is identified as a flat region, and if it is greater than or equal to the threshold value, it is identified as a region other than the flat region. Since each pixel (16 × 16 pixels) in the divided area obtained by averaging by 16 × 16 pixels by the smoothing
次に図15を参照して、本実施例のX線診断装置1の動作をフローチャートに沿って説明する。
Next, with reference to FIG. 15, the operation of the X-ray
〔ステップS01〕X線撮影
X線診断装置1において、X線管3から被検体Mに向けてX線を照射する(図1参照)。照射されたX線は、被検体Mを透過し、グリッド5で散乱X線が除去されてX線検出器4に入射する。X線検出器4は、X線強度分布に応じたX線検出信号を出力する。A/D変換器8は、X線検出器4から出力されたアナログのX線検出信号をデジタル信号に変換する。デジタル変換されたX線検出信号に基づいて画像(元画像)を取得する。
[Step S01] X-ray Imaging In the X-ray
〔ステップS02〕ピーク周波数検出
周波数特性生成部21は、元画像P0を周波数変換する(図2参照)。ピーク周波数検出部23は、周波数特性から元画像P0に映りこんだグリッド5のモアレパターンmp0の第1高調波のピーク周波数Pk1を検出する(図3参照)。
[Step S02] Peak Frequency Detection The frequency
〔ステップS03〕狭帯域モアレパターン除去処理
狭帯域モアレパターン除去部25は、狭帯域フィルタ40に基づいて、元画像P0から狭帯域モアレパターンmp1を除去して狭帯域モアレパターン除去画像P1を取得する。狭帯域フィルタ40は、ピーク周波数Pk1と、このピーク周波数Pk1よりも低い周波数fr1との間で予め設定された幅に形成された周波数帯201aを含むものである(図5(a)参照)。狭帯域フィルタ40は、広帯域フィルタ50よりも周波数帯201aが狭く形成されている。狭帯域フィルタ40を比較的狭く形成することで、元画像P0に映りこんだモアレパターンmp0以外のパターンを除去してしまうことを抑えることができる。そのため、骨などの構造物領域において、画質の劣化を抑えることができる。なお、狭帯域モアレパターン除去画像P1には、モアレパターンmp0aが残る。
[Step S03] Narrowband Moire Pattern Removal Processing The narrowband moire
〔ステップS04〕広帯域モアレパターン除去処理
広帯域モアレパターン除去部27は、広帯域フィルタ50に基づいて、狭帯域モアレパターン除去画像P1から広帯域モアレパターンmp2を除去して広帯域モアレパターン除去画像P2を取得する。広帯域フィルタ50は、狭帯域フィルタ40の周波数帯201aよりも周波数帯202aが広く形成されている(図5(b)参照)。これにより、狭帯域モアレパターン除去画像P1内の平坦領域において、モアレパターンmp0をより完全に除去することができる。
[Step S04] Broadband Moire Pattern Removal Processing The wideband moire
〔ステップS11〕輝度変化量の算出
輝度変化量算出部61は、狭帯域モアレパターン除去画像P1内において、注目画素の画素値Bから注目画素とその周囲の画素との加算平均値Aを減算して平坦度マップ(輝度変化量C1)P3を取得する。すなわち、輝度変化量算出部61は、図12に示すように、注目画素を含む21×21画素の画素値の加算平均値をAとし、注目画素の画素値をBとして、輝度変化量C1=|B−A|を算出する。この処理を各画素で行うことにより、新たな画像として平坦度マップの一種である画像P3を取得する。
[Step S11] Calculation of luminance change amount The luminance change amount calculation unit 61 subtracts the addition average value A of the target pixel and its surrounding pixels from the pixel value B of the target pixel in the narrowband moire pattern removal image P1. The flatness map (luminance change amount C1) P3 is acquired. That is, as shown in FIG. 12, the luminance change amount calculating unit 61 sets the average value of 21 × 21 pixel values including the target pixel as A, sets the pixel value of the target pixel as B, and sets the luminance change amount C1 = | B−A | is calculated. By performing this process for each pixel, an image P3, which is a kind of flatness map, is acquired as a new image.
〔ステップS12〕正規化処理
正規化処理部62は、画像P3の各画素の輝度変化量C1をそれぞれ対応する位置の狭帯域モアレパターン除去画像の画素値で除算して正規化処理して中間マップP4を生成する。すなわち、輝度変化量C1の算出で用いた注目画素の画素値Bで輝度変化量C1を除算する。正規化処理後の輝度変化量C2は、C2=|B−A|/Bで算出される。
[Step S12] Normalization Processing The
〔ステップS13〕平滑化処理
平滑化処理部63は、中間マップP4を複数個の画素(例えば16×16画素)で分割した領域ごとに輝度変化量の加算平均を行い、その加算平均値を分割した領域の各画素(16×16画素)に適用させて平滑化する。この平坦化処理により平坦度マップP6を取得する。すなわち、平滑化処理部63は、図13に示すように、例えば16×16画素で加算平均を行って1画素に縮小する。そして、元の大きさに戻す際に、元の大きさの16×16画素には、全画素に加算平均された輝度変化量が与えられる。
[Step S13] Smoothing Processing The smoothing
〔ステップS05〕出力選択
出力選択部31は、図14に示すように、平坦度マップP6の平坦領域fでは広帯域モアレパターン除去画像P2を出力し、平坦度マップP6の平坦領域f以外の構造物領域では狭帯域モアレパターン除去画像P1を出力する。このように平坦度マップP6によって選択的に出力され、狭帯域モアレパターン除去画像P1と広帯域モアレパターン除去画像P2とを組み合わせた出力選択画像P7が取得される。すなわち、出力選択部31では、視認性を劣化させたくない構造物領域と視認性に依存しない平坦領域fで選択的に出力している。また、残ったモアレパターンmp0aが構造物領域では目立たなく、平坦領域fでは目立ってしまう性質を利用している。
[Step S05] Output Selection As shown in FIG. 14, the
また、平滑化処理部63は、中間マップP4を複数画素で分割した領域単位で平滑化している。すなわち、出力選択部31による画像の出力選択を画素単位で行うのではなく、平滑化により任意の領域単位で行っている。出力選択部31による画像の出力選択を画素単位で行う場合、平坦領域f以外の領域内に平坦領域fが点在すると、選択出力された画像の視認性を劣化させるおそれがある。しかしながら、複数画素で分割した領域単位で平滑化することにより、その画像の視認性の劣化を抑えることができる。
Further, the smoothing
〔ステップS06〕表示・保存
ステップS05で出力選択された出力選択画像P7は、画像処理部9でその他必要な処理が行われる。そして、出力選択画像P7は、表示部11に表示され、また、記憶部13に記憶される。
[Step S06] Display / Save The output selection image P7 selected for output in step S05 is subjected to other necessary processing in the
以上のように本発明の実施例によれば、狭帯域フィルタ40の周波数帯201aを狭くし、広帯域フィルタ50の周波数帯202aを狭帯域フィルタ40よりも広くする。これにより、狭帯域モアレパターン除去画像P1は、平坦領域f以外の構造物領域で視認性の劣化を抑えることができ、広帯域モアレパターン除去画像P2は、平坦領域fでモアレパターンmp0をより完全に除去することができる。更に、平坦度算出部29は、狭帯域モアレパターン除去画像P1内の平坦度を算出して平坦度マップP6を取得している。狭帯域モアレパターン除去画像P1は、モアレパターンmp0が一度除去されているので、元画像P0よりも精度よく平坦度マップP6を取得することができる。そして、出力選択部31は、その平坦度マップP6に基づき、平坦領域fでは、広帯域モアレパターン除去画像P2を出力し、平坦領域f以外の領域では、狭帯域モアレパターン除去画像P1を出力している。そのため、選択出力された画像は、平坦領域fのモアレパターンmp0がより完全に除去されると共に、平坦領域f以外の構造物領域で視認性の劣化が抑えられたものとなる。したがって、グリッド5のモアレパターンmp0除去後の画像における視認性を向上させることができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した各実施例では、広帯域フィルタ50は、ハイパスフィルタであったが、バンドパスフィルタであってもよい。図16(a)に示すように、広帯域フィルタ50aは、第1高調波のピーク周波数Pk1および第2高調波のピーク周波数Pk2のそれぞれにバンドパスフィルタが形成されている。広帯域フィルタ50aを構成する各周波数帯202a〜202dの幅は、それぞれ狭帯域フィルタ40の周波数帯201a〜201d(図5(a))より広くなるように形成されている。
(1) In each embodiment described above, the
なお、バンドパスフィルタの広帯域フィルタ50aは、図16(b)に示すように、ピーク周波数Pk1,Pk2に対してバンドパスフィルタの基準となる周波数(基準周波数)204がオフセット205して形成されていてもよい。すなわち、基準周波数204は、ピーク周波数Pk1,Pk2に基づき決定される。基準周波数204は、オフセット無しのピーク周波数Pk1,Pk2と、ピーク周波数Pk1,Pk2に対してオフセット205した周波数を含む。
Note that, as shown in FIG. 16B, the
(2)上述した実施例および変形例(1)では、広帯域モアレパターン除去部27は、狭帯域モアレパターン除去画像P1から広帯域モアレパターンmp2を除去して広帯域モアレパターン除去画像P2を取得していた。しかしながら、図17に示すように、広帯域モアレパターン除去部27は、元画像P0から広帯域モアレパターンmp2を除去して広帯域モアレパターン除去画像P2を取得してもよい。例えば、図5(b)に示すように、広帯域フィルタ50が狭帯域フィルタ40を全て含む場合に適用可能である。
(2) In the above-described embodiment and modification (1), the wideband moire
(3)上述した実施例および各変形例において、狭帯域・広帯域モアレパターン除去部25,27は、それぞれ狭帯域・広帯域モアレパターンmp1,mp2の抽出を、FIRフィルタによって行っていた。しかしながら、これに限定されない。例えば、図3の周波数特性において、領域D1、D2を予め設定された幅に抜き出して逆フーリエ変換を行い、狭帯域・広帯域モアレパターンmp1,mp2を抽出した狭帯域・広帯域モアレパターン画像P1,P2を取得してもよい。また、狭帯域・広帯域モアレパターン除去部25,27は、図3の周波数特性の領域D1、D2を予め設定された幅に除去したものを逆フーリエ変換することで、狭帯域・広帯域モアレパターン除去画像P1,P2を取得してもよい。
(3) In the above-described embodiments and modifications, the narrowband / broadband moire
(4)上述した実施例および各変形例では、狭帯域・広帯域モアレパターン除去部25,27は、縦LPF処理部43,53を備えていたが、省略する構成であってもよい。
(4) In the above-described embodiments and modifications, the narrowband / wideband moire
(5)上述した実施例および各変形例では、広帯域モアレパターン除去部27は、元画像P0から得たピーク周波数Pk1を用いているが、これに限定されない。例えば、狭帯域モアレパターン除去画像P1から得たピーク周波数を用いてもよい。
(5) In the above-described embodiments and modifications, the broadband moire
(4)上述した実施例および各変形例において、画像処理部9は、プログラムを実行させるためのCPU等で構成される制御部と、プログラム等を記憶するROMやRAM等の記憶媒体で構成される記憶部とを備えてもよい。記憶部には、各ステップS01〜S06,S11〜S13の動作のプログラムを記憶させて、そのプログラムを制御部で実行するようにしてもよい。この場合、このプログラムに必要な操作は、入力部12で入力され、出力選択画像P7は表示部11に表示される。
(4) In the above-described embodiments and modifications, the
(5)上述した実施例および各変形例において、画像処理部9に限定されず、各ステップS01〜S06,S11〜S13の動作を、その動作のプログラムを記憶部13に記憶し、主制御部10で実行するようにしてもよい。この場合、このプログラムに必要な操作は入力部12で入力され、出力選択画像P7は表示部11に表示される。また、その動作のプログラムは、LAN等のネットワークシステムでX線診断装置1と接続されたパソコン上でも実行できるようにしてもよい。
(5) In the above-described embodiments and modifications, the operation is not limited to the
1 … X線診断装置
3 … X線管
4 … X線検出器
5 … グリッド
9 … 画像処理部
23 … ピーク周波数検出部
25 … 狭帯域モアレパターン除去部
27 … 広帯域モアレパターン除去部
29 … 平坦度算出部
31 … 出力選択部
40 … 狭帯域フィルタ
50,50a … 広帯域フィルタ
61 … 輝度変化量算出部
62 … 正規化処理部
63 … 平滑化処理部
P0 … 元画像
P1 … 狭帯域モアレパターン除去画像
P2 … 広帯域モアレパターン除去画像
mp0 … モアレパターン
mp1 … 狭帯域モアレパターン
mp2 … 広帯域モアレパターン
Pk1 … 第1高調波のピーク周波数
201a〜201d … 周波数帯
204 … 基準周波数
fr1〜fr4 … 周波数
DESCRIPTION OF
Claims (5)
被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線検出器のX線入射側に配置され、散乱したX線を除去するグリッドと、
前記X線検出器が出力する元画像に映りこんだ前記グリッドのモアレパターンの第1高調波のピーク周波数を検出するピーク周波数検出部と、
前記ピーク周波数に基づき決定される基準周波数と、該基準周波数よりも低い周波数との間で予め設定された幅に形成された周波数帯を含む狭帯域フィルタに基づいて、前記元画像から狭帯域モアレパターンを除去して狭帯域モアレパターン除去画像を取得する狭帯域モアレパターン除去部と、
前記狭帯域フィルタよりも前記周波数帯が広く形成された広帯域フィルタに基づいて、前記元画像および前記狭帯域モアレパターン除去画像のうちいずれか一方から広帯域モアレパターンを除去して広帯域モアレパターン除去画像を取得する広帯域モアレパターン除去部と、
前記狭帯域モアレパターン除去画像内の平坦度を算出して平坦度マップを取得する平坦度算出部と、
前記平坦度マップの平坦領域では前記広帯域モアレパターン除去画像を出力し、前記平坦度マップの平坦領域以外の領域では前記狭帯域モアレパターン除去画像を出力する出力選択部と、
を備えていることを特徴とするX線診断装置。 An X-ray irradiation unit that irradiates the subject with X-rays;
An X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject;
A grid disposed on the X-ray incident side of the X-ray detector and removing scattered X-rays;
A peak frequency detector for detecting a peak frequency of the first harmonic of the moire pattern of the grid reflected in the original image output by the X-ray detector;
Based on a narrowband filter including a frequency band formed in a preset width between a reference frequency determined based on the peak frequency and a frequency lower than the reference frequency, a narrowband moiré is obtained from the original image. A narrowband moire pattern removal unit that removes the pattern and obtains a narrowband moire pattern removal image;
A wideband moire pattern-removed image is obtained by removing a wideband moire pattern from either the original image or the narrowband moire pattern-removed image based on a wideband filter having a wider frequency band than the narrowband filter. A broadband moiré pattern removal unit to be acquired;
A flatness calculation unit that calculates flatness in the narrowband moire pattern removed image and obtains a flatness map;
An output selection unit that outputs the broadband moiré pattern removal image in a flat region of the flatness map, and outputs the narrowband moiré pattern removal image in a region other than the flat region of the flatness map;
An X-ray diagnostic apparatus comprising:
前記平坦度算出部は、処理対象である注目画素とその周囲の画素との輝度変化量を算出して平坦度マップを取得する輝度変化量算出部を備えていることを特徴とするX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 1,
X-ray diagnosis characterized in that the flatness calculation unit includes a luminance change amount calculation unit that calculates a luminance change amount between a target pixel to be processed and surrounding pixels and obtains a flatness map. apparatus.
前記輝度変化量算出部は、前記注目画素の画素値から前記注目画素とその周囲の画素との加算平均値を減算して平坦度マップを取得することを特徴とするX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 2,
The X-ray diagnostic apparatus, wherein the luminance change amount calculation unit obtains a flatness map by subtracting an average value of the target pixel and surrounding pixels from a pixel value of the target pixel.
前記平坦度算出部は、前記平坦度マップの各画素の輝度変化量をそれぞれ対応する前記狭帯域モアレパターン除去画像の画素値で除算して正規化処理する正規化処理部を備えていることを特徴とするX線診断装置。 The X-ray diagnostic apparatus according to claim 2 or 3,
The flatness calculation unit includes a normalization processing unit that performs normalization processing by dividing a luminance change amount of each pixel of the flatness map by a pixel value of the corresponding narrowband moire pattern removed image. A characteristic X-ray diagnostic apparatus.
前記平坦度算出部は、前記平坦度マップを複数個の画素で分割した領域ごとに輝度変化量の加算平均を行い、その加算平均値を分割した領域の各画素に適用させて平滑化する平滑化処理部を備えていることを特徴とするX線診断装置。 In the X-ray diagnostic apparatus according to any one of claims 2 to 4,
The flatness calculation unit performs an average of luminance change amounts for each region obtained by dividing the flatness map by a plurality of pixels, and applies the averaged value to each pixel in the divided region for smoothing. An X-ray diagnostic apparatus comprising a processing unit.
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