JP2016172098A - Radiation image processing device and method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、散乱線除去グリッドを使用せずに取得した放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理装置および方法並びに放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation image processing apparatus and method for performing image processing on a radiation image acquired without using a scattered radiation removal grid, and a program for causing a computer to execute the radiation image processing method.
従来、被写体を透過した放射線により被写体の放射線画像を撮影する際、とくに被写体の厚さが大きいと、被写体内において放射線が散乱し、この散乱放射線（以下散乱線とする）により、取得される放射線画像のコントラストが低下するという問題がある。このため、放射線画像の撮影時には、放射線を検出して放射線画像を取得するための放射線検出器に散乱線が照射されないように、被写体と放射線検出器との間に散乱線除去グリッド（以下単にグリッドとする）を配置して撮影を行うことがある。グリッドを用いて撮影を行うと被写体により散乱された放射線が放射線検出器に照射されにくくなるため、放射線画像のコントラストを向上させることができる。 Conventionally, when a radiographic image of a subject is captured by radiation that has passed through the subject, especially when the subject is thick, the radiation is scattered within the subject, and the radiation acquired by this scattered radiation (hereinafter referred to as scattered radiation) There is a problem that the contrast of the image is lowered. For this reason, when capturing a radiation image, a scattered radiation removal grid (hereinafter simply referred to as a grid) is provided between the subject and the radiation detector so that the radiation detector for detecting the radiation and acquiring the radiation image is not irradiated with the scattered radiation. ) May be used for shooting. When imaging is performed using the grid, the radiation scattered by the subject is less likely to be applied to the radiation detector, so that the contrast of the radiation image can be improved.
一方、グリッドを用いた撮影を行うと、被写体像とともにグリッドに対応した細かな縞模様（モアレ）が放射線画像に含まれてしまうため、画像が見難いものとなってしまう。このため、グリッドに起因する縞模様を放射線画像から除去する処理が知られている。 On the other hand, when photographing using a grid is performed, a fine striped pattern (moire) corresponding to the grid is included in the radiation image together with the subject image, so that the image becomes difficult to see. For this reason, the process which removes the striped pattern resulting from a grid from a radiographic image is known.
グリッドは、放射線を透過しない鉛等と、放射線を透過しやすいアルミニウムやファイバー等のインタースペース素材とが、例えば４．０本／ｍｍ程度の細かな格子密度で交互に配置されて構成されていることから、重量があるものとなっている。このため、病室等において行うポータブル撮影では、寝ている患者と放射線検出器との間にグリッドを配置する必要があり、その結果、配置の作業の負担、および撮影時の患者の負担が大きいものとなる。また、収束型のグリッドの場合、放射線の斜入により放射線画像に濃度ムラが発生するおそれがある。また、放射線画像には被写体像とともにグリッドのピッチに対応した細かな縞模様（モアレ）が記録されてしまい、放射線画像が見難いものとなってしまうおそれもある。 The grid is configured such that lead or the like that does not transmit radiation and interspace materials such as aluminum and fibers that easily transmit radiation are alternately arranged at a fine lattice density of, for example, about 4.0 pieces / mm. Therefore, it has become heavy. For this reason, in portable imaging performed in hospital rooms, etc., it is necessary to place a grid between the sleeping patient and the radiation detector. As a result, the burden of the placement work and the burden on the patient at the time of imaging are large. It becomes. In the case of a convergent grid, density unevenness may occur in the radiation image due to the oblique insertion of radiation. Further, in the radiographic image, a fine stripe pattern (moire) corresponding to the pitch of the grid is recorded together with the subject image, and the radiographic image may be difficult to see.
このため、グリッドを使用することなく放射線画像の撮影を行い、グリッドによる散乱線の除去による画質改善の効果を、画像処理により放射線画像に対して付与する処理が提案されている（特許文献１および非特許文献１参照）。特許文献１および非特許文献１の手法は、放射線画像を複数の周波数成分に周波数分解し、散乱線の成分と見なせる低周波成分に対して、コントラストまたはラチチュードを制御する散乱線除去処理を行い、処理後の周波数成分を合成することにより、散乱線の成分が除去された放射線画像を取得するものである。なお、上記特許文献１に記載された手法は、低周波成分の階層および低周波成分の画素値に応じたゲインを低周波成分に乗算することにより、散乱線除去処理を行っている。ここで、ゲインは１未満の値であり、低周波帯域ほど、また明るい画素値ほど小さな値となっている。また、非特許文献１に記載された手法では、低周波成分をその画素値に応じて変換するテーブルを用いて、低周波帯域ほど等比数列的に大きく抑制されるようにしている。 For this reason, a process has been proposed in which a radiographic image is taken without using a grid, and an effect of image quality improvement by removing scattered rays by the grid is applied to the radiographic image by image processing (Patent Document 1 and Non-patent document 1). The methods of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 frequency-divide a radiographic image into a plurality of frequency components, and perform a scattered radiation removal process that controls contrast or latitude on a low-frequency component that can be regarded as a scattered radiation component. By synthesizing the processed frequency components, a radiation image from which scattered radiation components have been removed is obtained. The method described in Patent Document 1 performs scattered radiation removal processing by multiplying a low-frequency component by a gain corresponding to the low-frequency component hierarchy and the pixel value of the low-frequency component. Here, the gain is a value less than 1, and the lower the frequency band, the smaller the brighter pixel value. In the method described in Non-Patent Document 1, a table for converting low-frequency components according to the pixel values is used so that the low-frequency band is largely suppressed in a geometric progression.
特許文献１および非特許文献１の手法によれば、撮影時にグリッドが不要となるため、撮影時の患者の負担を軽減することができ、かつ濃度ムラおよびモアレによる画質の低下を防止することができる。 According to the methods of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, since a grid is not required at the time of photographing, it is possible to reduce the burden on the patient at the time of photographing and to prevent deterioration in image quality due to density unevenness and moire. it can.
ところで、グリッドは、被写体を透過して放射線検出器に直接照射される一次線よりも、散乱線を多く除去または吸収するように構成されている。グリッドには様々な種類があり、グリッドを構成する鉛、アルミニウム等の材質、断面における縦横比である格子比、および格子密度等に応じて散乱線の除去の性能が異なるものとなっている。このため、画像処理によりグリッドによる散乱線の除去の効果を得ようとする場合、使用が想定される仮想的なグリッド（以下仮想グリッドと称する）の散乱線除去性能を反映させた散乱線除去処理を行う必要がある。 By the way, the grid is configured to remove or absorb more scattered rays than the primary rays that pass through the subject and are directly applied to the radiation detector. There are various types of grids, and the performance of removing scattered radiation varies depending on the material such as lead and aluminum constituting the grid, the lattice ratio which is the aspect ratio in the cross section, and the lattice density. For this reason, when it is going to acquire the effect of the removal of the scattered radiation by a grid by image processing, the scattered radiation removal process which reflected the scattered radiation removal performance of the virtual grid (henceforth a virtual grid) assumed to be used Need to do.
しかしながら、特許文献１および非特許文献１に記載された手法は、放射線画像の低周波成分の画素値に応じて散乱線除去処理を行っているため、処理により取得される放射線画像は、仮想グリッドの散乱線除去性能を反映したものとはならない。 However, since the methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 perform the scattered radiation removal process according to the pixel value of the low-frequency component of the radiation image, the radiation image acquired by the process is a virtual grid. It does not reflect the scattered radiation removal performance of
また、グリッドを使用して放射線画像の撮影を行う場合、散乱線が多い箇所では比較的多くの放射線が除去され、散乱線が少ない箇所ではそれほど多くの放射線は除去されない。したがって、被写体を透過した放射線における散乱線の分布に応じて、グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像の画質が異なるものとなる。 In addition, when taking a radiographic image using a grid, a relatively large amount of radiation is removed at locations where there are many scattered rays, and not much radiation is removed at locations where there are few scattered rays. Therefore, the image quality of the radiographic image acquired by performing imaging using the grid differs according to the distribution of scattered radiation in the radiation transmitted through the subject.
しかしながら、特許文献１および非特許文献１に記載された手法では、散乱線の分布を考慮することなく、放射線画像の低周波成分の画素値に応じて放射線画像の全体において一律に散乱成分を除去しているため、実際に仮想グリッドを用いて撮影を行うことにより取得した放射線画像と、画像処理により取得した放射線画像とで画質が異なってしまうこととなる。 However, in the methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, the scattered component is uniformly removed in the entire radiation image according to the pixel value of the low-frequency component of the radiation image without considering the distribution of scattered radiation. For this reason, the image quality differs between the radiographic image acquired by actually performing imaging using the virtual grid and the radiographic image acquired by image processing.
このため、グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像と、グリッドを使用せずに、特許文献１および非特許文献１の手法を用いて画像処理により散乱成分を除去した放射線画像が混在する場合、観察者である医師は、画質が異なる放射線画像が混在した状態で診断を行う必要がある。しかしながら、画質が異なる放射線画像が混在すると、医師は正確に診断を行うことができなくなるおそれがある。 For this reason, the radiographic image acquired by imaging using a grid and the radiographic image which removed the scattering component by image processing using the method of patent documents 1 and nonpatent literature 1 without using a grid are used. In the case of coexistence, a doctor who is an observer needs to perform diagnosis in a state where radiographic images having different image quality are mixed. However, if radiographic images with different image quality are mixed, the doctor may not be able to accurately diagnose.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、実際にグリッドを使用して撮影を行った場合と同様の散乱線を除去する効果が得られるように、放射線画像に対して画像処理を施すことができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and performs image processing on a radiographic image so as to obtain the same effect of removing scattered radiation as when photographing is actually performed using a grid. The purpose is to be able to.
本発明による放射線画像処理装置は、被写体を透過した散乱線を除去するためのグリッドを使用して、被写体を撮影することにより取得された放射線画像に対して画像処理を行う放射線画像処理装置において、
放射線画像に対して使用したグリッドに起因する縞模様を除去する処理を行って、グリッド使用放射線画像を取得する手段と、
使用したグリッドとは異なる仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得する特性取得手段と、
仮想グリッド特性に基づいて、グリッド使用放射線画像の散乱線除去処理を行う散乱線除去手段とを備えたことを特徴とするものである。
A radiographic image processing apparatus according to the present invention is a radiographic image processing apparatus that performs image processing on a radiographic image acquired by photographing a subject using a grid for removing scattered radiation that has passed through the subject.
Means for obtaining a grid-use radiation image by performing a process of removing a striped pattern caused by the grid used for the radiation image;
Characteristic acquisition means for acquiring a virtual grid characteristic which is a characteristic of a virtual grid different from the used grid;
The present invention is characterized by comprising scattered radiation removal means for performing scattered radiation removal processing of the grid-use radiation image based on the virtual grid characteristics.
なお、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱線除去手段は、グリッド使用放射線画像中の散乱線成分および一次線成分が、仮想グリッド特性に対応するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得した放射線画像に含まれる散乱線成分および一次線成分となるように、グリッド使用放射線画像を変換して散乱線除去処理を行うものであってもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the scattered radiation removing unit acquires the scattered radiation component and the primary radiation component in the grid use radiation image by photographing using a grid corresponding to the virtual grid characteristics. The scattered radiation removal process may be performed by converting the grid-use radiation image so that the scattered radiation component and the primary radiation component are included in the radiation image.
本発明による他の放射線画像処理装置は、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像に対して、被写体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去する処理を行う放射線画像処理装置において、
放射線画像の撮影時に、散乱線を除去するために使用が想定される、仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得する特性取得手段と、
仮想グリッド特性に基づいて、放射線画像の散乱線除去処理を行う散乱線除去手段とを備えたことを特徴とするものである。
Another radiographic image processing apparatus according to the present invention is a radiographic image processing apparatus that performs processing for removing scattered rays contained in radiation transmitted through a subject on a radiographic image taken by irradiating the subject with radiation.
Characteristic acquisition means for acquiring a virtual grid characteristic that is a characteristic of a virtual grid, which is assumed to be used for removing scattered radiation at the time of radiographic image capture;
It is characterized by comprising scattered radiation removing means for performing scattered radiation removal processing of the radiation image based on the virtual grid characteristics.
なお、本発明による放射線画像処理装置においては、放射線画像に含まれる放射線の散乱成分を表す散乱成分情報を取得する散乱情報取得手段をさらに備えるものとし、
散乱線除去手段を、散乱成分情報にも基づいて散乱線除去処理を行う手段としてもよい。
The radiological image processing apparatus according to the present invention further includes scattering information acquisition means for acquiring scattering component information representing the scattering component of the radiation included in the radiographic image,
The scattered radiation removal means may be a means for performing scattered radiation removal processing based on the scattered component information.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱線除去手段を、放射線画像（以下、グリッド使用放射線画像も含む）に含まれる複数の周波数成分のうちの少なくとも１つの周波数成分に対して、散乱線除去処理を行う手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the scattered radiation removing unit scatters at least one frequency component among a plurality of frequency components included in a radiographic image (hereinafter also including a grid-use radiographic image). It may be a means for performing a line removal process.
「少なくとも１つの周波数成分」とは、放射線画像に含まれる散乱成分の対応する周波数帯域の周波数成分を意味する。 “At least one frequency component” means a frequency component in a frequency band corresponding to a scattering component included in a radiographic image.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、特性取得手段を、散乱線に対する透過率および被写体を透過した放射線に含まれる一次線に対する透過率の少なくとも一方を、仮想グリッド特性として取得する手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the characteristic acquisition unit may be a unit that acquires, as virtual grid characteristics, at least one of the transmittance with respect to scattered rays and the transmittance with respect to a primary ray included in the radiation transmitted through the subject. Good.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、特性取得手段を、仮想グリッド特性の指定を受け付けることにより、仮想グリッド特性を取得する手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the characteristic acquisition unit may be a unit that acquires a virtual grid characteristic by receiving designation of the virtual grid characteristic.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、特性取得手段を、グリッドの種類を表すグリッド情報、被写体についての情報、および放射線画像の取得時の撮影条件の少なくとも１つにより、仮想グリッド特性の指定を受け付ける手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the characteristic acquisition unit may specify the virtual grid characteristic based on at least one of grid information indicating the type of grid, information on the subject, and imaging conditions when acquiring the radiographic image. It is good also as a means to receive.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱成分情報を、放射線画像内の散乱線含有率分布としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the scattered component information may be a scattered radiation content distribution in the radiographic image.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱情報取得手段を、放射線画像から散乱線含有率分布を取得する手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the scattering information acquisition unit may be a unit that acquires the scattered radiation content distribution from the radiographic image.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱情報取得手段を、放射線画像内の照射野の情報、被写体についての情報、および放射線画像の取得時の撮影条件の少なくとも１つに基づいて、散乱線含有率分布を取得する手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the scatter information acquisition unit is configured to scatter based on at least one of irradiation field information in the radiographic image, information on the subject, and imaging conditions at the time of acquisition of the radiographic image. It is good also as a means to acquire line content rate distribution.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱線除去手段を、放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、複数の周波数成分のうちの少なくとも１つの周波数成分に対して散乱線除去処理を行い、散乱線除去処理後の周波数成分およびこれ以外の周波数成分を合成して、処理済みの放射線画像を取得する手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the scattered radiation removing means frequency-decomposes the radiographic image to obtain frequency components for each of a plurality of frequency bands, and converts the frequency components into at least one of the plurality of frequency components. Alternatively, the scattered radiation removal process may be performed, and the frequency component after the scattered radiation removal process and other frequency components may be synthesized to obtain a processed radiographic image.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、散乱線除去手段を、放射線画像から少なくとも１つの周波数帯域の周波数成分を抽出し、抽出された周波数成分に対して散乱線除去処理を行い、処理後の周波数成分を放射線画像に加減算することにより、処理済みの放射線画像を取得する手段としてもよい。 In the radiation image processing apparatus according to the present invention, the scattered radiation removing means extracts at least one frequency component of the frequency band from the radiation image, performs scattered radiation removal processing on the extracted frequency component, It is good also as a means to acquire the processed radiographic image by adding / subtracting the frequency component of this to a radiographic image.
また、本発明による放射線画像処理装置においては、特性取得手段を、複数の周波数成分毎に仮想グリッド特性を取得する手段としてもよい。 In the radiographic image processing apparatus according to the present invention, the characteristic acquisition unit may be a unit that acquires a virtual grid characteristic for each of a plurality of frequency components.
本発明による放射線画像処理方法は、被写体を透過した散乱線を除去するためのグリッドを使用して、被写体を撮影することにより取得された放射線画像に対して画像処理を行う放射線画像処理方法において、
放射線画像に対して使用したグリッドに起因する縞模様を除去する処理を行って、グリッド使用放射線画像を取得し、
使用したグリッドとは異なる仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得し、
仮想グリッド特性に基づいて、グリッド使用放射線画像の散乱線除去処理を行うことを特徴とするものである。
A radiographic image processing method according to the present invention is a radiographic image processing method for performing image processing on a radiographic image obtained by photographing a subject using a grid for removing scattered radiation that has passed through the subject.
Perform a process to remove the striped pattern caused by the grid used for the radiographic image, acquire the grid-use radiographic image,
Get the virtual grid characteristics, which are virtual grid characteristics that are different from the used grid,
Based on the virtual grid characteristics, the scattered radiation removal processing of the grid-use radiation image is performed.
本発明による他の放射線画像処理方法は、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像に対して、被写体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去する処理を行う放射線画像処理方法において、
放射線画像の撮影時に、散乱線を除去するために使用が想定される、仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得し、
仮想グリッド特性に基づいて、放射線画像の散乱線除去処理を行うことを特徴とするものである。
Another radiographic image processing method according to the present invention is a radiographic image processing method for performing processing for removing scattered rays contained in radiation transmitted through a subject on a radiographic image taken by irradiating the subject with radiation.
Acquire virtual grid characteristics, which are virtual grid characteristics that are assumed to be used to remove scattered radiation during radiographic imaging,
Based on the virtual grid characteristics, the scattered radiation removal processing of the radiation image is performed.
なお、本発明による放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。 The radiographic image processing method according to the present invention may be provided as a program for causing a computer to execute the method.
本発明によれば、放射線画像の撮影時に散乱線を除去するために使用が想定される仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性が取得され、仮想グリッド特性に基づいて、放射線画像の散乱線除去処理が行われる。このため、実際に使用する散乱線除去グリッドと同様の散乱線除去の効果を放射線画像に付与することができる。また、放射線画像の画質を、様々な種類の散乱線除去グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像の画質に近づけることができる。 According to the present invention, a virtual grid characteristic, which is a virtual grid characteristic assumed to be used for removing scattered radiation when capturing a radiographic image, is acquired, and based on the virtual grid characteristic, the scattered radiation of the radiographic image is acquired. A removal process is performed. For this reason, the effect of removing scattered radiation similar to that of the actually used scattered radiation removing grid can be imparted to the radiation image. Further, the image quality of the radiation image can be brought close to the image quality of the acquired radiation image by performing imaging using various types of scattered radiation removal grids.
また、散乱成分情報を取得し、散乱成分にも基づいて散乱線成分処理を行うことにより、実際に使用する散乱線除去グリッドと同様の散乱線除去の効果を放射線画像に付与することができる。 In addition, by acquiring scattered component information and performing scattered ray component processing based on the scattered component, it is possible to give the radiation image the same scattered ray removal effect as that of the actually used scattered ray removal grid.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線画像処理装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態による放射線画像撮影システムは、撮影装置１０と、システムを制御する制御装置２０と、放射線画像処理装置３０とを備える。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a radiographic imaging system to which a radiographic image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the radiographic imaging system according to the present embodiment includes an imaging apparatus 10, a control apparatus 20 that controls the system, and a radiographic image processing apparatus 30.
撮影装置１０は被写体ＭにＸ線ｘを照射するＸ線源１２と、被写体Ｍを透過したＸ線を検出して被写体Ｍの放射線画像を取得する放射線検出器１４とを備える。なお、本実施形態においては、被写体Ｍと放射線検出器１４との間には、被写体Ｍを透過したＸ線ｘのうち、被写体Ｍにより散乱した散乱線を除去するための散乱線除去グリッドは配置されない。 The imaging apparatus 10 includes an X-ray source 12 that irradiates the subject M with X-rays x, and a radiation detector 14 that detects X-rays transmitted through the subject M and acquires a radiographic image of the subject M. In the present embodiment, a scattered radiation removal grid for removing scattered radiation scattered by the subject M among the X-rays x transmitted through the subject M is arranged between the subject M and the radiation detector 14. Not.
制御装置２０は、設定された撮影条件に従ってＸ線源１２を駆動制御する線源駆動制御部２２と、放射線検出器１４を制御し、放射線画像を取得する検出器制御部２４とを備える。 The control device 20 includes a radiation source drive control unit 22 that drives and controls the X-ray source 12 according to set imaging conditions, and a detector control unit 24 that controls the radiation detector 14 and acquires a radiation image.
放射線画像処理装置３０は、放射線画像の撮影時に、散乱線を除去するために使用が想定される、仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得する特性取得部３２と、放射線画像に含まれるＸ線の散乱成分を表す散乱成分情報を取得する散乱情報取得部３４と、特性取得部３２が取得した仮想グリッド特性および散乱情報取得部３４が取得した散乱成分情報に基づいて、放射線検出器１４により取得された放射線画像の散乱線除去処理を行う散乱線除去部３６と、入力部３８と、表示部４０と、各種情報を記憶する記憶部４２とを備える。なお、入力部３８は、後述する仮想グリッドの特性の指定を受け付ける等、画像処理装置３０に対する操作者の各種入力を受け付ける。具体的には入力部３８は、キーボード、マウス、タッチパネル等からなる。表示部４０は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等からなり、撮影装置１０により取得された放射線画像および後述する散乱線除去処理に必要な各種入力の補助を行う。 The radiation image processing apparatus 30 includes a characteristic acquisition unit 32 that acquires a virtual grid characteristic that is a characteristic of a virtual grid that is assumed to be used for removing scattered radiation at the time of capturing a radiographic image, and a radiographic image. A radiation detector based on a scatter information acquisition unit 34 that acquires scatter component information representing a scattered component of X-rays to be acquired, a virtual grid characteristic acquired by the characteristic acquisition unit 32, and a scatter component information acquired by the scatter information acquisition unit 34 14 is provided with a scattered radiation removing unit 36 that performs a scattered radiation removing process of the radiation image acquired by Step 14, an input unit 38, a display unit 40, and a storage unit 42 that stores various types of information. Note that the input unit 38 accepts various inputs from the operator to the image processing apparatus 30, such as accepting designation of characteristics of a virtual grid, which will be described later. Specifically, the input unit 38 includes a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like. The display unit 40 includes a CRT, a liquid crystal display, and the like, and assists various inputs necessary for a radiation image acquired by the imaging apparatus 10 and a scattered radiation removal process described later.
以上述べた特性取得部３２、散乱情報取得部３４、散乱線除去部３６、入力部３８、表示部４０および記憶部４２は、例えば一般的なパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムから構成することができる。 The characteristic acquisition unit 32, the scattered information acquisition unit 34, the scattered radiation removal unit 36, the input unit 38, the display unit 40, and the storage unit 42 described above can be configured from a computer system such as a general personal computer.
本実施形態においては、放射線画像処理装置３０は、グリッドを使用することなく撮影を行うことにより取得された放射線画像に対して、実際にグリッドを使用して撮影を行った場合と同様の散乱線を除去する効果を付与するように、放射線画像に対して画像処理を施すものであるが、上記特許文献１および非特許文献１に記載された手法とは異なり、仮想グリッド特性に基づいて散乱線除去処理を行うものである。このため、特性取得部３２は、操作者による入力部３８からの入力により仮想グリッド特性を取得する。本実施形態においては、仮想グリッド特性は、仮想グリッドについての散乱線透過率Ｔｓ、および被写体Ｍを透過して直接放射線検出器１４に照射される一次線の透過率（一次線透過率）Ｔｐとする。なお、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは０〜１の間の値をとる。 In the present embodiment, the radiation image processing apparatus 30 has the same scattered radiation as that obtained by actually performing imaging using a grid on a radiographic image acquired by performing imaging without using a grid. However, unlike the methods described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, scattered radiation is applied based on virtual grid characteristics. A removal process is performed. For this reason, the characteristic acquisition unit 32 acquires the virtual grid characteristic by an input from the input unit 38 by the operator. In the present embodiment, the virtual grid characteristics include the scattered radiation transmittance Ts for the virtual grid, and the transmittance (primary radiation transmittance) Tp of the primary line that passes through the subject M and is directly irradiated to the radiation detector 14. To do. The scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp take values between 0 and 1.
特性取得部３２は、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐの値の入力を直接受け付けることにより仮想グリッド特性を取得してもよいが、本実施形態においては、グリッドの種類を表すグリッド情報、被写体についての情報（被写体情報）、および放射線画像の取得時の撮影条件の少なくとも１つの指定を受け付けることにより、仮想グリッド特性、すなわち散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを取得する。 The characteristic acquisition unit 32 may acquire the virtual grid characteristic by directly receiving the values of the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp, but in the present embodiment, the grid information representing the type of grid. The virtual grid characteristics, that is, the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp are acquired by receiving at least one designation of information about the subject (subject information) and imaging conditions at the time of acquisition of the radiation image.
ここで、グリッド情報とは、グリッド比、グリッド密度、収束型か平行型か、収束型の場合の集束距離、インタースペース素材（アルミニウム、ファイバー、ベークライト等）等の、グリッドの種類を特定する情報の少なくとも１つを含む。散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐはグリッドの種類に応じて異なるものとなる。このため、グリッド情報に関して、各種グリッド情報の少なくとも１つと仮想グリッド特性とを対応づけたテーブルが記憶部４２に記憶されている。 Here, the grid information is information specifying the type of grid, such as grid ratio, grid density, convergence type or parallel type, convergence distance in the case of the convergence type, and interspace material (aluminum, fiber, bakelite, etc.). At least one of the following. The scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp differ depending on the type of grid. For this reason, with respect to the grid information, a table in which at least one of various types of grid information is associated with the virtual grid characteristics is stored in the storage unit 42.
被写体情報は、胸部、腹部および頭部等の被写体の種類を含む。ここで、放射線画像の撮影時には、一般的に撮影部位に応じて使用するグリッドの種類が決められており、グリッドの種類に応じて散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐが異なるものとなる。このため、被写体情報に関して、各種被写体情報と仮想グリッド特性とを対応づけたテーブルが記憶部４２に記憶されている。 The subject information includes the types of subjects such as the chest, abdomen, and head. Here, at the time of radiographic image capturing, the type of grid to be used is generally determined according to the imaging region, and the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp differ depending on the grid type. . Therefore, a table in which various subject information and virtual grid characteristics are associated with each other with respect to the subject information is stored in the storage unit 42.
撮影条件は、撮影時の撮影距離（ＳＩＤ）、撮影線量、管電圧、線源のターゲットおよびフィルタの材質、並びに撮影に使用される放射線検出器の種類等のうちの少なくとも１つを含む。ここで、放射線画像の撮影時には、一般的に撮影条件に応じて使用するグリッドの種類が決められており、グリッドの種類に応じて散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐが異なるものとなる。このため、撮影条件に関して、各種撮影条件と仮想グリッド特性とを対応づけたテーブルが記憶部４２に記憶されている。なお、各種撮影条件は、放射線画像撮影システムが設置される施設に応じて決まっていることが多い。このため、実際の撮影時の撮影条件が不明である場合は、施設に応じた撮影条件を使用すればよい。 The imaging conditions include at least one of an imaging distance (SID) at the time of imaging, an imaging dose, a tube voltage, a source target and filter material, and a type of radiation detector used for imaging. Here, at the time of radiographic image capturing, the type of grid to be used is generally determined according to the imaging conditions, and the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp differ depending on the grid type. . For this reason, a table in which various shooting conditions and virtual grid characteristics are associated with each other is stored in the storage unit 42. Note that various imaging conditions are often determined according to the facility where the radiographic imaging system is installed. For this reason, when the shooting conditions at the time of actual shooting are unknown, the shooting conditions corresponding to the facility may be used.
特性取得部３２は、記憶部４２に記憶されたテーブルを参照して、入力部３８から入力されたグリッド情報、被写体情報および撮影条件の少なくとも１つに基づいて、仮想グリッド特性を取得する。なお、グリッド情報、被写体情報および撮影条件は、入力部３８の直接の入力を受け付ければよいが、各種グリッド情報、各種被写体情報および各種撮影条件のリストを表示部４０に表示し、リストからのグリッド情報、被写体情報および撮影条件の少なくとも１つの選択を受け付けることにより、グリッド情報、被写体情報および撮影条件の入力を行うようにしてもよい。また、撮影条件については、線源駆動制御部２２から取得するようにしてもよい。 The characteristic acquisition unit 32 refers to the table stored in the storage unit 42 and acquires virtual grid characteristics based on at least one of grid information, subject information, and shooting conditions input from the input unit 38. The grid information, the subject information, and the shooting conditions may be received directly from the input unit 38, but a list of various grid information, various subject information, and various shooting conditions is displayed on the display unit 40, and the list is displayed. By accepting selection of at least one of grid information, subject information, and shooting conditions, grid information, subject information, and shooting conditions may be input. The imaging conditions may be acquired from the radiation source drive control unit 22.
なお、撮影条件が撮影線量である場合、厚さが既知のアクリルモデルを被写体とともに撮影し、取得された放射線画像におけるアクリルモデルの部分の濃度に基づいて、撮影線量を取得するようにしてもよい。この場合、アクリルモデルの濃度と撮影線量とを対応づけたテーブルを記憶部４２に記憶しておき、アクリルモデルの濃度に基づいてこのテーブルを参照して撮影線量を取得すればよい。また、放射線検出器１４に直接Ｘ線が照射することにより得られる素抜け領域が放射線画像に含まれる場合、素抜け領域の濃度に基づいて、撮影線量を取得するようにしてもよい。この場合、素抜け領域の濃度と撮影線量とを対応づけたテーブルを記憶部４２に記憶しておき、素抜け領域の濃度に基づいてこのテーブルを参照して撮影線量を取得すればよい。また、線量計を用いて撮影線量を測定し、測定した撮影線量を撮影条件として用いてもよい。 When the imaging condition is an imaging dose, an acrylic model with a known thickness may be imaged together with the subject, and the imaging dose may be acquired based on the density of the acrylic model portion in the acquired radiation image. . In this case, a table in which the density of the acrylic model and the imaging dose are associated with each other is stored in the storage unit 42, and the imaging dose may be acquired by referring to this table based on the density of the acrylic model. Further, when a radiation image includes an element missing region obtained by directly irradiating the radiation detector 14 with X-rays, an imaging dose may be acquired based on the density of the element missing region. In this case, a table in which the density of the missing region and the imaging dose are associated with each other is stored in the storage unit 42, and the imaging dose may be acquired by referring to this table based on the density of the missing region. Further, an imaging dose may be measured using a dosimeter, and the measured imaging dose may be used as an imaging condition.
また、本実施形態においては，散乱線除去処理は、後述するように放射線画像を周波数分解することにより行われる。本実施形態においては、仮想グリッド特性は、周波数分解による得られる放射線画像の複数の周波数帯域のそれぞれについて取得される。このため、上記テーブルにおける仮想グリッド特性は、複数の周波数帯域のそれぞれに対応づけられたものとなっている。 In the present embodiment, the scattered radiation removal process is performed by frequency-resolving the radiation image as will be described later. In the present embodiment, the virtual grid characteristic is acquired for each of a plurality of frequency bands of a radiation image obtained by frequency decomposition. For this reason, the virtual grid characteristic in the table is associated with each of a plurality of frequency bands.
また、グリッド情報、被写体情報および撮影条件のすべてと仮想グリッド特性とを対応づけたテーブルを記憶部４２に記憶しておき、グリッド情報、被写体情報および撮影条件のすべてに基づいて仮想グリッド特性を取得するようにしてもよい。この場合、テーブルは、各種グリッド情報、各種被写体情報および各種撮影条件と、仮想グリッド特性とを対応づけた少なくとも４次元のテーブルとなる。 Further, a table in which all of the grid information, subject information, and shooting conditions are associated with the virtual grid characteristics is stored in the storage unit 42, and the virtual grid characteristics are acquired based on all of the grid information, the subject information, and the shooting conditions. You may make it do. In this case, the table is at least a four-dimensional table in which various grid information, various subject information, various shooting conditions, and virtual grid characteristics are associated with each other.
なお、グリッドを使用することによって増加する照射線量の増加率である露出倍数、グリッドを使用した場合と使用しない場合とのコントラストの比率であるコントラスト改善係数、および一次Ｘ線透過率の散乱Ｘ線透過率に対する比率である選択度は、グリッドの特性を表す特性値であり、これらの特性値から散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを算出することができる。このため、特性取得部３２において、露出倍数、コントラスト改善係数および選択度の少なくとも１つの指定を受け付けることにより、仮想グリッド特性、すなわち散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを算出して取得するようにしてもよい。 It should be noted that the exposure multiple that is the rate of increase of the irradiation dose that increases by using the grid, the contrast improvement coefficient that is the contrast ratio between when the grid is used and when it is not used, and the scattered X-rays of the primary X-ray transmittance The selectivity, which is the ratio to the transmittance, is a characteristic value that represents the characteristics of the grid. From these characteristic values, the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp can be calculated. For this reason, the characteristic acquisition unit 32 receives and specifies at least one of the exposure multiple, the contrast improvement coefficient, and the selectivity, thereby calculating and acquiring the virtual grid characteristics, that is, the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp. You may do it.
また、本実施形態において画像処理装置３０は、仮想グリッド特性のみならず、散乱成分情報にも基づいて散乱線除去処理を行う。このため、散乱情報取得部３４は散乱成分情報を取得する。本実施形態においては、散乱成分情報は、例えば被写体Ｍが胸部であれば、縦隔が存在する放射線画像の中央部分ほど散乱線が多く、肺野が存在する周辺部ほど散乱線が散乱線が少ないという、放射線画像における散乱線含有率分布とする。 In the present embodiment, the image processing apparatus 30 performs the scattered radiation removal process based on not only the virtual grid characteristics but also the scattered component information. For this reason, the scattering information acquisition part 34 acquires scattering component information. In the present embodiment, for example, if the subject M is the chest, the scattered component information includes more scattered rays at the central portion of the radiographic image where the mediastinum exists, and scattered rays at the peripheral portion where the lung field exists. The scattered radiation content distribution in the radiographic image is small.
散乱情報取得部３４は、撮影により取得された放射線画像を解析することにより、散乱成分情報すなわち散乱線含有率分布を取得する。放射線画像の解析は、放射線画像の撮影時における照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいて行う。 The scattering information acquisition unit 34 acquires scattering component information, that is, scattered radiation content distribution, by analyzing a radiographic image acquired by imaging. The analysis of the radiographic image is performed based on irradiation field information, subject information, and imaging conditions at the time of radiographic image capturing.
照射野情報とは、照射野絞りを用いて撮影を行った場合における、放射線画像に含まれる照射野の位置および大きさに関する照射野分布を表す情報である。被写体情報とは、上述した胸部、腹部および頭部等の被写体の種類に加えて、被写体の放射線画像上での位置、被写体の組成の分布、被写体の大きさおよび被写体の厚さ等に関する情報である。撮影条件とは、撮影時の照射線量（管電流×照射時間）、管電圧、撮影距離（Ｘ線源から被写体までの距離と被写体から放射線検出器までの距離との合計）、エアギャップ量（被写体から放射線検出器までの距離）、および放射線検出器の特性等に関する情報である。これらの照射野情報、被写体情報および撮影条件は、放射線画像に含まれる散乱線の分布を決める要因となっている。例えば、散乱線の大小は照射野の大きさにより左右され、被写体の厚さが大きいほど散乱線は多くなり、被写体と放射線検出器との間に空気が存在すると散乱線が減少する。したがって、これらの情報を用いることにより、より正確に散乱線含有率分布を取得することができる。 The irradiation field information is information representing an irradiation field distribution related to the position and size of the irradiation field included in the radiation image when imaging is performed using the irradiation field stop. The subject information is information on the position of the subject on the radiographic image, the distribution of the composition of the subject, the size of the subject, the thickness of the subject, etc. in addition to the types of subjects such as the chest, abdomen, and head described above. is there. Imaging conditions include irradiation dose at the time of imaging (tube current x irradiation time), tube voltage, imaging distance (total of distance from X-ray source to subject and distance from subject to radiation detector), air gap amount ( Information on the distance from the subject to the radiation detector), the characteristics of the radiation detector, and the like. These irradiation field information, subject information, and imaging conditions are factors that determine the distribution of scattered radiation contained in the radiation image. For example, the size of the scattered radiation depends on the size of the irradiation field. The greater the thickness of the subject, the larger the number of scattered radiation. If air exists between the subject and the radiation detector, the scattered radiation decreases. Therefore, the scattered radiation content distribution can be obtained more accurately by using these pieces of information.
散乱情報取得部３４は、撮影により取得した放射線画像内の被写体厚の分布Ｔ（ｘ，ｙ）から、下記の式（１）、（２）にしたがって一次線像および散乱線像を算出し、算出した一次線像および散乱線像から式（３）に基づいて、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を算出する。なお、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は０〜１の間の値をとる。 The scattering information acquisition unit 34 calculates a primary line image and a scattered line image according to the following formulas (1) and (2) from the distribution T (x, y) of the subject thickness in the radiographic image acquired by imaging, Based on the calculated primary ray image and scattered ray image, the scattered ray content distribution S (x, y) is calculated based on the equation (3). The scattered radiation content distribution S (x, y) takes a value between 0 and 1.
Ip(x,y) = Io(x,y)×exp(-μ×T(x,y)) …（１）
Is(x,y) = Io(x,y)＊Sσ(T(x,y)) …（２）
S(x,y) = Is(x,y)/(Is(x,y)+Ip(x,y)) …（３）
ここで、（ｘ，ｙ）は放射線画像の画素位置の座標、Ｉｐ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における一次線像、Ｉｓ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における散乱線像、Ｉｏ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体表面への入射線量、μは被写体の線減弱係数、Ｓσ（Ｔ（ｘ，ｙ））は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体厚に応じた散乱の特性を表す畳みこみカーネルである。式（１）は公知の指数減弱則に基づく式であり、式（２）は「J M Boon et al, An analytical model of the scattered radiation distribution in diagnostic radiolog, Med. Phys. 15(5), Sep/Oct 1988」（参考文献１）に記載された手法に基づく式である。なお、被写体表面への入射線量Ｉｏ（ｘ，ｙ）は、どのような値を定義してもＳ（ｘ，ｙ）を算出する際に除算によってキャンセルされるため、例えば値を１とする等、任意の値とすればよい。
Ip (x, y) = Io (x, y) × exp (−μ × T (x, y)) (1)
Is (x, y) = Io (x, y) * Sσ (T (x, y)) (2)
S (x, y) = Is (x, y) / (Is (x, y) + Ip (x, y)) (3)
Here, (x, y) is the coordinates of the pixel position of the radiation image, Ip (x, y) is the primary line image at the pixel position (x, y), and Is (x, y) is the pixel position (x, y). , Io (x, y) is the incident dose to the object surface at the pixel position (x, y), μ is the line attenuation coefficient of the object, and Sσ (T (x, y)) is the pixel position (x, y). This is a convolution kernel representing the scattering characteristic according to the subject thickness in y). Equation (1) is an equation based on a well-known exponential attenuation law, and Equation (2) is expressed in “JM Boon et al, An analytical model of the scattered radiation distribution in diagnostic radiolog, Med. Phys. 15 (5), Sep / It is an expression based on the technique described in “Octo 1988” (reference document 1). The incident dose Io (x, y) on the subject surface is canceled by division when calculating S (x, y) regardless of what value is defined. Any value can be used.
また、被写体厚の分布Ｔ（ｘ，ｙ）は、放射線画像における輝度分布が被写体の厚さの分布と略一致するものと仮定し、放射線画像の画素値を線減弱係数値により厚さに変換することにより算出すればよい。これに代えて、センサ等を用いて被写体の厚さを計測してもよく、立方体あるいは楕円柱等のモデルで近似してもよい。 In addition, the subject thickness distribution T (x, y) assumes that the luminance distribution in the radiographic image substantially matches the subject thickness distribution, and converts the pixel value of the radiographic image into a thickness based on the linear attenuation coefficient value. It may be calculated by doing so. Alternatively, the thickness of the subject may be measured using a sensor or the like, or approximated by a model such as a cube or an elliptic cylinder.
ここで、式（２）における＊は畳みこみ演算を表す演算子である。カーネルの性質は、被写体の厚さの他に、照射野の分布、被写体の組成の分布、撮影時の照射線量、管電圧、撮影距離、エアギャップ量、および放射線検出器の特性等によっても変化する。参考文献１に記載された手法によれば散乱線は一次線に対する位置拡張関数（point spread function、式（２）におけるSσ（Ｔ（ｘ，ｙ）））の畳みこみにより近似することができる。なお、Sσ（Ｔ（ｘ，ｙ））は、照射野情報、被写体情報および撮影条件等に応じて実験的に求めることができる。 Here, * in the formula (2) is an operator representing a convolution operation. In addition to the thickness of the subject, the nature of the kernel also changes depending on the distribution of the irradiation field, the distribution of the composition of the subject, the irradiation dose at the time of imaging, the tube voltage, the imaging distance, the air gap amount, and the characteristics of the radiation detector. To do. According to the technique described in Reference Document 1, scattered radiation can be approximated by convolution of a position spread function (point spread function, Sσ (T (x, y)) in equation (2)) with respect to the primary line. Note that Sσ (T (x, y)) can be obtained experimentally according to irradiation field information, subject information, imaging conditions, and the like.
本実施形態においては、撮影時の照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいてSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））を算出してもよいが、各種照射野情報、各種被写体情報および各種撮影条件とSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））とを対応づけたテーブルを記憶部４２に記憶しておき、撮影時の照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいて、このテーブルを参照してSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））を求めるようにしてもよい。なお、Sσ（Ｔ（ｘ，ｙ））をＴ（ｘ，ｙ）にて近似するようにしてもよい。 In the present embodiment, Sσ (T (x, y)) may be calculated based on the irradiation field information, subject information, and photographing conditions at the time of photographing, but various kinds of irradiation field information, various subject information, and various photographing conditions. And Sσ (T (x, y)) are stored in the storage unit 42, and based on the irradiation field information, subject information, and shooting conditions at the time of shooting, this table is referred to and Sσ ( T (x, y)) may be obtained. Note that Sσ (T (x, y)) may be approximated by T (x, y).
散乱線除去部３６は、仮想グリッド特性および散乱成分情報に基づいて、放射線画像における散乱線と見なせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより、散乱線除去処理を行う。このため、散乱線除去部３６は、放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分およびこれ以外の周波数成分を合成して、散乱線除去処理済みの放射線画像を取得する。なお、周波数分解の手法としては、放射線画像を多重解像度変換する手法の他、ウェーブレット変換、フーリエ変換等、公知の任意の手法を用いることができる。 The scattered radiation removal unit 36 performs scattered radiation removal processing by reducing frequency components in a frequency band that can be regarded as scattered radiation in the radiation image based on the virtual grid characteristics and the scattered component information. For this reason, the scattered radiation removal unit 36 performs frequency resolution on the radiographic image to obtain frequency components for each of a plurality of frequency bands, and performs processing for reducing the gain of at least one frequency component, A frequency image other than the above is synthesized to obtain a radiation image that has been subjected to scattered radiation removal processing. As a frequency decomposition method, a known arbitrary method such as a wavelet transform or a Fourier transform can be used in addition to a method of performing multiresolution conversion of a radiation image.
散乱線除去部３６は、仮想グリッド特性である散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐ、並びに散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）から、周波数成分を変換する変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）を下記の式（４）により算出する。 The scattered radiation removal unit 36 converts the frequency component from the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp, which are virtual grid characteristics, and the scattered radiation content distribution S (x, y). ) Is calculated by the following equation (4).
R(x,y) = S(x,y)×Ts + (1-S(x,y))×Tp …（４）
散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐ、並びに散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は０〜１の間の値となるため、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）も０〜１の間の値となる。散乱線除去部３６は、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）を複数の周波数帯域のそれぞれについて算出する。
R (x, y) = S (x, y) × Ts + (1-S (x, y)) × Tp (4)
Since the scattered radiation transmittance Ts, the primary radiation transmittance Tp, and the scattered radiation content distribution S (x, y) are values between 0 and 1, the conversion coefficient R (x, y) is also between 0 and 1. It becomes the value of. The scattered radiation removal unit 36 calculates the conversion coefficient R (x, y) for each of a plurality of frequency bands.
なお、以降の説明において、放射線画像の画素値をＩ（ｘ，ｙ）、周波数分解により得られる周波数成分画像をＩ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数合成をＩ（ｘ，ｙ）＝ΣｒＩ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数帯域毎の変換係数をＲ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数帯域毎の散乱線透過率および一次線透過率をＴｓ（ｒ）、Ｔｐ（ｒ）で表すものとする。なお、ｒは周波数帯域の階層を表し、ｒが大きいほど低周波であることを表すものとする。したがって、Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）は、ある周波数帯域の周波数成分画像となる。散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は放射線画像についてのものをそのまま用いればよいが、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐと同様に周波数帯域のそれぞれについて取得するようにしてもよい。 In the following description, the pixel value of the radiation image is I (x, y), the frequency component image obtained by frequency decomposition is I (x, y, r), and the frequency synthesis is I (x, y) = ΣrI ( x, y, r), a conversion coefficient for each frequency band is represented by R (x, y, r), and a scattered radiation transmittance and a primary radiation transmittance for each frequency band are represented by Ts (r) and Tp (r). To do. Note that r represents a hierarchy of frequency bands, and the larger r, the lower the frequency. Therefore, I (x, y, r) is a frequency component image in a certain frequency band. The scattered radiation content distribution S (x, y) may be the same as that for the radiation image, but may be acquired for each frequency band in the same manner as the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp. .
本実施形態においては、周波数成分毎に変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出し、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）に対して対応する周波数帯域の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を乗算して、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）の画素値を変換し、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）が乗算された周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）（すなわち、Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）×Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ））を周波数合成して処理済みの放射線画像Ｉ′（ｘ，ｙ）を取得する。したがって、散乱線除去部３６において行われる処理は、下記の式（５）により表される。なお、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）は０〜１の間の値となるため、周波数成分（ｘ，ｙ，ｒ）に対して対応する周波数帯域の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を乗算することにより、その周波数成分の画素位置（ｘ，ｙ）における画素値すなわちゲインが低減されることとなる。 In the present embodiment, a conversion coefficient R (x, y, r) is calculated for each frequency component, and a corresponding frequency band conversion coefficient R (x, y) for the frequency component image I (x, y, r). , R) to convert the pixel value of the frequency component image I (x, y, r), and the frequency component image I (x, y, r) multiplied by the conversion coefficient R (x, y, r). ) (That is, I (x, y, r) × R (x, y, r)) is frequency-synthesized to obtain a processed radiation image I ′ (x, y). Therefore, the process performed in the scattered radiation removal unit 36 is expressed by the following equation (5). Since the conversion coefficient R (x, y, r) is a value between 0 and 1, the frequency band conversion coefficient R (x, y, r) corresponding to the frequency component (x, y, r). ), The pixel value, that is, the gain at the pixel position (x, y) of the frequency component is reduced.
I’(x,y)=Σr{I(x,y,r)×R(x,y,r)}
=Σr{I(x,y,r)×(S(x,y)×Ts(r)+(1-S(x,y))×Tp(r))} …（５）
ここで、本実施形態においては、放射線画像を６つの周波数帯域に周波数分解するものとし、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは６つの周波数帯域について取得されるものとする。この場合、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは、例えば下記式（６）に示す値となる。なお、式（６）では右側ほど低周波数帯域の値を表すものとする。
I '(x, y) = Σr {I (x, y, r) × R (x, y, r)}
= Σr {I (x, y, r) × (S (x, y) × Ts (r) + (1-S (x, y)) × Tp (r))} (5)
Here, in this embodiment, it is assumed that the radiation image is frequency-resolved into six frequency bands, and the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp are acquired for the six frequency bands. In this case, the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp are values represented by, for example, the following formula (6). In Equation (6), the value on the lower frequency band is represented on the right side.
Ts={0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.3, 0.2}
Tp={0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.7} …（６）
式（６）に示すように、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは、高周波数帯域（ｒ＝１〜４）では同一の値であるが、低周波数帯域（ｒ＝５〜６）においては、散乱線透過率Ｔｓの方が低い値となる。これはグリッドは散乱線の周波数成分が支配的である低周波帯域ほどその除去率が高いが、一次線については除去率の周波数依存性が小さいからである。
Ts = {0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.3, 0.2}
Tp = {0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.7} (6)
As shown in Expression (6), the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp have the same value in the high frequency band (r = 1 to 4), but the low frequency band (r = 5 to 6). In, the scattered radiation transmittance Ts is a lower value. This is because the grid has a higher removal rate in the lower frequency band where the frequency component of the scattered radiation is dominant, but the frequency dependence of the removal rate is smaller for the primary line.
図２は胸部の放射線画像における散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を示す図である。図２においては、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）が高いほど各画素位置における輝度が高くなっている。図２より胸部の画像においては縦隔部および肺野の周囲において散乱線の含有率が高いことが分かる。このような散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を示す場合において、式（４）、（６）に基づいて算出した変換係数を図３に示す。図３において、輝度が低いほど値が小さく、より大きく画素値が低減されることとなる。図２および図３を比較すると、散乱線の含有率が高い縦隔部および肺野の周囲において、変換係数の値が小さくなっていることが分かる。したがって、このように算出した変換係数を用いて式（５）に示す処理を行うことにより取得された処理済みの放射線画像においては、使用が想定されるグリッドの種類に応じて散乱線成分が除去されたものとなる。 FIG. 2 is a diagram showing the scattered radiation content distribution S (x, y) in the radiographic image of the chest. In FIG. 2, the higher the scattered radiation content distribution S (x, y), the higher the luminance at each pixel position. As can be seen from FIG. 2, the content of scattered radiation is high around the mediastinum and lung field in the chest image. FIG. 3 shows conversion coefficients calculated based on the equations (4) and (6) in the case of showing such a scattered ray content distribution S (x, y). In FIG. 3, the lower the luminance, the smaller the value and the larger the pixel value. Comparison of FIG. 2 and FIG. 3 shows that the value of the conversion coefficient is small around the mediastinum and the lung field where the content of scattered radiation is high. Therefore, in the processed radiographic image obtained by performing the processing shown in Expression (5) using the conversion coefficient calculated in this way, scattered radiation components are removed according to the type of grid assumed to be used. Will be.
なお、散乱線除去部３６においては、下記のようにして放射線画像の散乱線を除去するようにしてもよい。まず、上記と同様に周波数合成をＩ（ｘ，ｙ）＝ΣｒＩ（ｘ，ｙ，ｒ）で表すとすると、散乱線除去部３６は、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）を、下記の式（７）により、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を用いて、散乱線成分Ｉｓ（ｘ，ｙ，ｒ）と一次線成分Ｉｐ（ｘ，ｙ，ｒ）とに分解する。 The scattered radiation removing unit 36 may remove scattered radiation from the radiation image as described below. First, assuming that frequency synthesis is represented by I (x, y) = ΣrI (x, y, r) as described above, the scattered radiation removal unit 36 represents the frequency component image I (x, y, r) as follows: By using the scattered radiation content distribution S (x, y), the scattered radiation component Is (x, y, r) and the primary radiation component Ip (x, y, r) are decomposed.
Is(x,y,r)= S(x,y)×I(x,y,r)
Ip(x,y,r)=(1-S(x,y))×I(x,y,r) …（７）
さらに散乱線除去部３６は、下記の式（８）により、散乱線成分Ｉｓ（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｐ（ｘ，ｙ，ｒ）のそれぞれに対して、仮想グリッド特性である散乱線透過率Ｔｓ（ｒ）および一次線透過率Ｔｐ（ｒ）を適用して画像変換し、変換された散乱線成分Ｉｓ′（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｐ′（ｘ，ｙ，ｒ）を算出する。
Is (x, y, r) = S (x, y) × I (x, y, r)
Ip (x, y, r) = (1-S (x, y)) × I (x, y, r) (7)
Further, the scattered radiation removal unit 36 has virtual grid characteristics for each of the scattered radiation component Is (x, y, r) and the primary radiation component Ip (x, y, r) according to the following equation (8). The image is converted by applying the scattered radiation transmittance Ts (r) and the primary radiation transmittance Tp (r), and the converted scattered radiation component Is ′ (x, y, r) and the primary radiation component Ip ′ (x, y , R).
Is′(x,y,r)=Is(x,y,r)×Ts(r)=S(x,y)×I(x,y,r)×Ts(r)
Ip′(x,y,r)=Ip(x,y,r)×Tp(r)=(1-S(x,y))×I(x,y,r)×Tp(r) …（８）
そして下記の式（９）により、Ｉｓ′（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｐ′（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数合成して、処理済みの放射線画像Ｉ（ｘ，ｙ）′を算出する。
Is ′ (x, y, r) = Is (x, y, r) × Ts (r) = S (x, y) × I (x, y, r) × Ts (r)
Ip ′ (x, y, r) = Ip (x, y, r) × Tp (r) = (1-S (x, y)) × I (x, y, r) × Tp (r) ( 8)
Then, by frequency synthesis of Is ′ (x, y, r) and primary line component Ip ′ (x, y, r) by the following equation (9), a processed radiation image I (x, y) ′ is obtained. calculate.
I′(x,y)=Σr{Is′(x,y,r)+Ip′(x,y,r)}
=Σr{S(x,y)×I(x,y,r)×Ts(r)+(1-S(x,y))×I(x,y,r)×Tp(r)}
=Σr{I(x,y,r)×(S(x,y)×Ts(r)+(1-S(x,y))×Tp(r))} …（９）
次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図４は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。撮影装置１０において取得された放射線画像が画像処理装置３０に入力されると（ステップＳＴ１）、特性取得部３２がグリッド情報、被写体情報および撮影条件の少なくとも１つの入力部３８からの入力を受け付け（グリッド情報等入力、ステップＳＴ２）、仮想グリッド特性、すなわち散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを取得する（ステップＳＴ３）。
I ′ (x, y) = Σr {Is ′ (x, y, r) + Ip ′ (x, y, r)}
= Σr {S (x, y) × I (x, y, r) × Ts (r) + (1-S (x, y)) × I (x, y, r) × Tp (r)}
= Σr {I (x, y, r) × (S (x, y) × Ts (r) + (1-S (x, y)) × Tp (r))} (9)
Next, processing performed in the first embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing processing performed in the first embodiment. When the radiographic image acquired in the imaging apparatus 10 is input to the image processing apparatus 30 (step ST1), the characteristic acquisition unit 32 receives input from at least one input unit 38 of grid information, subject information, and imaging conditions ( Grid information etc. input, step ST2), virtual grid characteristics, that is, scattered ray transmittance Ts and primary ray transmittance Tp are acquired (step ST3).
また、散乱情報取得部３４が放射線画像を解析し（ステップＳＴ４）、散乱線成分情報、すなわち散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳＴ５）。一方、散乱線除去部３６は、放射線画像を周波数分解する（ステップＳＴ６）。なお、ステップＳＴ２，ＳＴ３の処理、ステップＳＴ４，ＳＴ５の処理およびステップＳＴ６の処理は並列に行ってもよく、ステップＳＴ４，ＳＴ５の処理を先に行ってもよく、ステップＳＴ６の処理を先に行ってもよい。 Moreover, the scattering information acquisition part 34 analyzes a radiographic image (step ST4), and acquires scattered radiation component information, ie, scattered radiation content distribution S (x, y) (step ST5). On the other hand, the scattered radiation removal unit 36 performs frequency decomposition on the radiation image (step ST6). Note that the processing in steps ST2 and ST3, the processing in steps ST4 and ST5, and the processing in step ST6 may be performed in parallel, the processing in steps ST4 and ST5 may be performed first, and the processing in step ST6 is performed first. May be.
そして、散乱線除去部３６は、上記式（４）により周波数帯域毎の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出し（ステップＳＴ７）、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）により周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）を変換する（ステップＳＴ８）。そして変換された周波数成分画像Ｉ′（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数合成して、処理済みの放射線画像を取得し（ステップＳＴ８）、処理を終了する。なお、処理済みの放射線画像は表示部４０に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。 And the scattered radiation removal part 36 calculates the conversion coefficient R (x, y, r) for every frequency band by said Formula (4) (step ST7), and frequency component by conversion coefficient R (x, y, r). The image I (x, y, r) is converted (step ST8). Then, the converted frequency component image I ′ (x, y, r) is frequency-synthesized to obtain a processed radiographic image (step ST8), and the process ends. The processed radiographic image is displayed on the display unit 40 for diagnosis or transmitted to an external image server and stored.
このように、第１の実施形態においては、放射線画像の撮影時に散乱線を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得し、さらに散乱性成分情報を取得し、仮想グリッド特性および散乱線成分情報に基づいて、放射線画像の散乱線除去処理を行うようにしたものである。このため、実際に使用する散乱線除去グリッドと同様の散乱線除去の効果を放射線画像に付与することができる。また、放射線画像の画質を、様々な種類の散乱線除去グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像の画質に近づけることができる。 Thus, in the first embodiment, a virtual grid characteristic that is a characteristic of a grid that is assumed to be used for removing scattered rays at the time of capturing a radiographic image is acquired, and further, scattering component information is acquired, Based on the virtual grid characteristics and scattered radiation component information, the scattered radiation removal processing of the radiation image is performed. For this reason, the effect of removing scattered radiation similar to that of the actually used scattered radiation removing grid can be imparted to the radiation image. Further, the image quality of the radiation image can be brought close to the image quality of the acquired radiation image by performing imaging using various types of scattered radiation removal grids.
また、収束型のグリッドを使用した場合、放射線の斜入により放射線画像に濃度ムラが発生するおそれがあるが、第１の実施形態においては、放射線の斜入による濃度ムラが発生しなくなるため、より高画質の放射線画像を取得することができる。 Further, when a convergent grid is used, density unevenness may occur in the radiation image due to the oblique incidence of radiation. However, in the first embodiment, density unevenness due to the oblique incidence of radiation does not occur. A higher quality radiation image can be acquired.
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態においては、画像処理装置の構成は第１の実施形態と同様であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置についての詳細な説明は省略する。上記第１の実施形態においは、放射線画像を周波数分解し、変換後の周波数成分画像を周波数合成して処理済みの放射線画像を取得しているが、第２の実施形態においては、放射線画像から除去すべき周波数帯域の周波数成分を抽出し、抽出された周波数成分に対して散乱線除去処理を行い、処理後の周波数成分を放射線画像に加減算することにより、処理済みの放射線画像を取得するようにした点が第１の実施形態と異なる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the configuration of the image processing apparatus is the same as that of the first embodiment, and only the processing to be performed is different. Therefore, detailed description of the apparatus is omitted here. In the first embodiment, the radiographic image is frequency-decomposed, and the processed radiographic image is obtained by frequency-synthesizing the frequency component image after the conversion. Extracting the frequency component of the frequency band to be removed, performing scattered radiation removal processing on the extracted frequency component, and adding / subtracting the processed frequency component to the radiation image so as to obtain a processed radiation image This is different from the first embodiment.
第２の実施形態においては、散乱線除去部３６は、以下のように処理を行う。まず、第１の実施形態と同様に、放射線画像を周波数分解して周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）を取得し、下記の式（１０）により、除去のための変換係数Ｒ′（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数帯域毎に算出する。 In the second embodiment, the scattered radiation removal unit 36 performs processing as follows. First, similarly to the first embodiment, the frequency component image I (x, y, r) is obtained by frequency decomposition of the radiographic image, and the conversion coefficient R ′ ( x, y, r) is calculated for each frequency band.
R′(x,y) = S(x,y)×(1-Ts(r)) + (1-S(x,y))×(1-Tp(r)) …（１０）
そして、下記の式（１１）により、周波数帯域毎の除去成分ΔＩ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出する。
R ′ (x, y) = S (x, y) × (1-Ts (r)) + (1-S (x, y)) × (1-Tp (r)) (10)
Then, a removal component ΔI (x, y, r) for each frequency band is calculated by the following equation (11).
ΔI(x,y,r)=I(x,y,r)×R′(x,y,r)
=I(x,y,r)×{S(x,y)×(1-Ts(r))+(1-S(x,y))×(1-Tp(r))} …（１１）
そして、除去成分ΔＩ（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数合成し、放射線画像Ｉ（ｘ，ｙ）から周波数合成した除去成分ΣｒΔＩ（ｘ，ｙ，ｒ）を減算して、処理済みの放射線画像Ｉ′（ｘ，ｙ）を取得する。
ΔI (x, y, r) = I (x, y, r) × R ′ (x, y, r)
= I (x, y, r) × {S (x, y) × (1-Ts (r)) + (1-S (x, y)) × (1-Tp (r))} (11 )
Then, the removal component ΔI (x, y, r) is frequency-synthesized, and the removal component ΣrΔI (x, y, r) frequency-synthesized is subtracted from the radiation image I (x, y) to process the processed radiation image I. '(X, y) is acquired.
I′(x,y)=I(x,y)-ΣrΔI(x,y,r)
=I(x,y)-Σr{I(x,y,r)×{S(x,y)×(1-Ts(r))+(1-S(x,y))×(1-Tp(r))}}
…（１２）
次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図５は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、ステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１６までの処理は第１の実施形態におけるステップＳＴ１〜ステップＳＴ６の処理と同一であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
I ′ (x, y) = I (x, y) −ΣrΔI (x, y, r)
= I (x, y) -Σr {I (x, y, r) × {S (x, y) × (1-Ts (r)) + (1-S (x, y)) × (1- Tp (r))}}
(12)
Next, processing performed in the second embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing processing performed in the second embodiment. Note that the processing from step ST11 to step ST16 is the same as the processing from step ST1 to step ST6 in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted here.
ステップＳＴ１６に続き、散乱線除去部３６は、上記の式（１０）により除去のための変換係数Ｒ′（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数帯域毎に算出し（ステップＳＴ１７）、上記の式（１１）により周波数帯域毎の除去成分ΔＩ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出する（ステップＳＴ１８）。そして、除去成分ΔＩ（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数合成し（ステップＳＴ１９）、周波数合成した除去成分ΣｒΔＩ（ｘ，ｙ，ｒ）を放射線画像から減算して、処理済みの放射線画像を取得し（ステップＳＴ２０）、処理を終了する。なお、処理済みの放射線画像は表示部４０に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。 Following step ST16, the scattered radiation removal unit 36 calculates a conversion coefficient R ′ (x, y, r) for removal for each frequency band according to the above equation (10) (step ST17). 11), the removal component ΔI (x, y, r) for each frequency band is calculated (step ST18). Then, the removal component ΔI (x, y, r) is frequency-synthesized (step ST19), and the frequency-synthesized removal component ΣrΔI (x, y, r) is subtracted from the radiation image to obtain a processed radiation image. (Step ST20), the process ends. The processed radiographic image is displayed on the display unit 40 for diagnosis or transmitted to an external image server and stored.
なお、上記第２の実施形態において、散乱線除去部３６は下記のようにして放射線画像の散乱線を除去するようにしてもよい。まず、上記と同様に周波数分解をＩ（ｘ，ｙ）＝ΣｒＩ（ｘ，ｙ，ｒ）で表すとすると、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）を、上記の式（７）により、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を用いて、散乱線成分Ｉｓ（ｘ，ｙ，ｒ）と一次線成分Ｉｐ（ｘ，ｙ，ｒ）とに分解する。さらに、下記の式（１３）により、散乱線成分Ｉｓ（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｐ（ｘ，ｙ，ｒ）のそれぞれに対して、仮想グリッド性能としての散乱線透過率Ｔｓ（ｒ）、一次線透過率Ｔｐ（ｒ）を適用して画像変換し、散乱線除去成分ΔＩｓ（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線除去成分ΔＩｐ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出する。 In the second embodiment, the scattered radiation removing unit 36 may remove scattered radiation from the radiation image as follows. First, if the frequency decomposition is represented by I (x, y) = ΣrI (x, y, r) as described above, the frequency component image I (x, y, r) is expressed by the above equation (7). Using the scattered ray content distribution S (x, y), the scattered ray component is decomposed into a scattered ray component Is (x, y, r) and a primary ray component Ip (x, y, r). Further, according to the following equation (13), the scattered radiation transmittance Ts (as virtual grid performance) is obtained for each of the scattered radiation component Is (x, y, r) and the primary radiation component Ip (x, y, r). r), image conversion is performed by applying the primary ray transmittance Tp (r), and the scattered ray removal component ΔIs (x, y, r) and the primary ray removal component ΔIp (x, y, r) are calculated.
ΔIs(x,y,r)=Is(x,y)×(1-Ts(r))=S(x,y)×I(x,y)×(1-Ts(r))
ΔIp(x,y,r)=Ip(x,y)×(1-Tp(r))=(1-S(x,y))×I(x,y)×(1-Tp(r)) …（１３）
そして下記の式（１４）により、散乱線除去成分ΔＩｓ（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線除去成分ΔＩｐ（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数合成し、周波数合成した散乱線除去成分ΣｒΔＩｓ（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線除去成分ΣｒΔＩｐ（ｘ，ｙ，ｒ）を放射線画像から減算して、処理済みの放射線画像Ｉ′（ｘ，ｙ）を算出する。
ΔIs (x, y, r) = Is (x, y) × (1-Ts (r)) = S (x, y) × I (x, y) × (1-Ts (r))
ΔIp (x, y, r) = Ip (x, y) × (1-Tp (r)) = (1-S (x, y)) × I (x, y) × (1-Tp (r) (13)
Then, according to the following equation (14), the scattered ray removal component ΔIs (x, y, r) and the primary ray removal component ΔIp (x, y, r) are frequency-synthesized, and the frequency-synthesized scattered ray removal component ΣrΔIs (x, The processed radiation image I ′ (x, y) is calculated by subtracting y, r) and the primary line removal component ΣrΔIp (x, y, r) from the radiation image.
I′(x,y)=I(x,y)-Σr(ΔIs(x,y,r)+ΔIp(x,y,r)) …（１４）
なお、上記第１および第２の実施形態において、放射線画像が放射線検出器への入射線量に比例した画素値を持つ、放射線量に対してリニアな空間において散乱線除去処理を行い、その後に対数変換を行って、人間の視覚と比例する対数リニアな空間に変換することが好ましい。
I ′ (x, y) = I (x, y) −Σr (ΔIs (x, y, r) + ΔIp (x, y, r)) (14)
In the first and second embodiments, the scattered radiation removal process is performed in a space in which the radiation image has a pixel value proportional to the incident dose to the radiation detector and is linear with respect to the radiation dose, and then logarithmically. It is preferable to perform conversion to a logarithmic linear space proportional to human vision.
また、上記第１および第２の実施形態においては、特性取得部３２において、仮想グリッド特性として、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを取得しているが、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐの一方のみを取得するようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the characteristic acquisition unit 32 acquires the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp as the virtual grid characteristics. However, the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation are acquired. Only one of the line transmittances Tp may be acquired.
また、上記第１および第２の実施形態においては、グリッドを使用せずに撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行っているが、グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像を処理の対象としてもよい。この場合、放射線画像に対して、グリッドに起因する縞模様を除去する処理を施し、その後、散乱線除去処理を行う。また、かかる散乱線除去処理においては、所望のグリッドである第１のグリッドが使用されて撮影された放射線画像（第１グリッド使用画像）を取得し、所望の仮想的なグリッドに対応する仮想グリッド特性を取得し、取得された第１グリッド使用画像中の散乱線成分と一次線成分を、取得した仮想グリッド特性に対応するグリッド（取得した仮想グリッド特性の散乱線透過率と一時線透過率を有するグリッド）に対応する散乱線成分と一次線成分とになるように変換すればよい。また、第１のグリッドと仮想グリッド特性に対応するグリッドとは、どちらの散乱線除去効果が大きくてもよく、目的や事情に応じて任意に選択されてよい。なお、グリッドに起因する縞模様を除去する処理としては、例えば特開２０１２−２０３５０４号公報に記載された手法を用いることができる。 Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the scattered-radiation removal process is performed with respect to the radiographic image acquired by imaging | photography without using a grid, it image | photographs using a grid. It is good also considering the radiographic image acquired by this as an object of processing. In this case, the radiation image is subjected to a process of removing a striped pattern caused by the grid, and then a scattered radiation removing process is performed. Further, in the scattered radiation removal processing, a radiographic image (first grid use image) obtained by using the first grid which is a desired grid is acquired, and a virtual grid corresponding to the desired virtual grid is acquired. The characteristic is acquired, and the scattered ray component and the primary ray component in the acquired first grid use image are converted into a grid corresponding to the acquired virtual grid characteristic (the scattered ray transmittance and the temporary ray transmittance of the acquired virtual grid characteristic are It is only necessary to convert the scattered radiation component and the primary radiation component corresponding to the grid). In addition, the first grid and the grid corresponding to the virtual grid characteristics may have any effect of removing scattered radiation, and may be arbitrarily selected according to the purpose and circumstances. In addition, as a process which removes the striped pattern resulting from a grid, the method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-203504 can be used, for example.
また、グリッド無しで撮影された放射線画像に１つの仮想グリッド特性（第１の仮想グリッド特性）を適用して散乱線除去処理を行った処理済みの放射線画像を本実施形態における散乱線除去処理の対象としてもよい。この場合、第１の仮想グリッド特性と第１の仮想グリッド特性が適用された処理済みの放射線画像である第１処理済み放射線画像とを取得し、第１の仮想グリッド特性とは異なる所望の仮想的なグリッドに対応する第２仮想グリッド特性を取得する。そして、第２の仮想グリッド特性に基づいて、第１処理済み放射線画像中の散乱線成分と一次線成分とを、第２の仮想グリッド特性に対応する散乱線成分と一次線成分とになるように変換すればよい。また、第１の仮想グリッド特性および第２の仮想グリッド特性は、どちらの散乱線除去効果が大きくてもよく、目的や事情に応じて任意に選択されてよい。 In addition, the processed radiation image obtained by applying the one virtual grid characteristic (first virtual grid characteristic) to the radiation image captured without the grid and performing the scattered radiation removal process is used for the scattered radiation removal process in the present embodiment. It may be a target. In this case, the first virtual grid characteristic and a first processed radiographic image that is a processed radiographic image to which the first virtual grid characteristic is applied are acquired, and a desired virtual different from the first virtual grid characteristic is obtained. A second virtual grid characteristic corresponding to a typical grid is obtained. Then, based on the second virtual grid characteristic, the scattered radiation component and the primary radiation component in the first processed radiographic image become the scattered radiation component and the primary radiation component corresponding to the second virtual grid characteristic. Can be converted to. In addition, the first virtual grid characteristic and the second virtual grid characteristic may have either large scattered ray removal effect, and may be arbitrarily selected according to the purpose and circumstances.
このような処理を行うことにより、例えば、グリッド比が３：１であるグリッドを用いて撮影した放射線画像（またはグリッド無しで撮影された放射線画像に第１の仮想グリッド特性に基づいて散乱線除去処理を行った第１処理済み放射線画像）に基づいて、使用したグリッドとは異なる、１０：１のグリッド比をもつグリッドを用いて撮影したかのような処理済みの放射線画像を仮想的に取得することが可能となる。また、逆に、グリッド比が１０：１であるグリッドを用いて撮影した放射線画像（またはグリッド無しで撮影された放射線画像に第１の仮想グリッド特性に基づいて散乱線除去処理を行った第１処理済み放射線画像）に基づいて、使用したグリッドとは異なる、３：１のグリッド比をもつグリッドを用いて撮影したかのような処理済み放射線画像を仮想的に取得することが可能となる。これらの場合には、被写体の撮影を繰り返さなくても、容易にグリッド比を変換した放射線画像を取得することができるため、意図しないグリッド比で撮影された放射線画像や上記の第１処理済み放射線画像から、所望のグリッド比のグリッドを使用して散乱線除去処理を行った処理済み放射線画像を得ることができる。このため、被写体の再撮影無しに、異なる度合いで散乱線除去処理を行った処理済み放射線画像を観察したいという要望に応えることができる。 By performing such processing, for example, a radiation image captured using a grid having a grid ratio of 3: 1 (or a radiation image captured without a grid is removed based on the first virtual grid characteristics. Based on the processed first processed radiographic image), a processed radiographic image is virtually acquired as if it was captured using a grid having a 10: 1 grid ratio different from the grid used. It becomes possible to do. Conversely, a radiation image captured using a grid having a grid ratio of 10: 1 (or a radiation image captured without a grid is subjected to a scattered radiation removal process based on the first virtual grid characteristics. Based on the processed radiographic image), it is possible to virtually acquire a processed radiographic image as if it was captured using a grid having a 3: 1 grid ratio different from the grid used. In these cases, since it is possible to easily obtain a radiographic image obtained by converting the grid ratio without repeating imaging of the subject, a radiographic image captured with an unintended grid ratio or the first processed radiation described above From the image, a processed radiographic image obtained by performing scattered radiation removal processing using a grid having a desired grid ratio can be obtained. For this reason, it is possible to meet the desire to observe the processed radiographic image that has been subjected to the scattered radiation removal process at different degrees without re-imaging the subject.
具体的な方法としては、例えば第１の実施形態において、変換前のグリッドに対応する変換前グリッド情報と、変換後のグリッドに対応する変換後グリッド情報の組合せごとに、式（２）における散乱の特性を表すＳσとを対応付けたテーブルを記憶部４２に記憶しておく。なお、かかるテーブルにおけるＳσは、変換前のグリッドによる散乱の特性を変換後のグリッドによる散乱の特性に相対的に変換できるように、あらかじめ実験等により求めたものとする。そして、散乱線情報取得部３４は、実際に使用された使用グリッド（または仮想的なグリッド）に対応する第１グリッド情報を変換前グリッド情報として取得し、所望の仮想的なグリッドに対応する第２グリッド情報を変換後グリッド情報として取得し、上記テーブルに基づいて第１グリッド情報および第２グリッド情報に対応するＳσを取得する。そして、式（１）および式（２）を用いて、Io（ｘ，ｙ）を例えば１とし、取得したＳσを用いて一次線像Ｉｐ（ｘ，ｙ）と、散乱線像Is（ｘ，ｙ）とをそれぞれ算出する。そして、算出された一次線像Ｉｐ（ｘ，ｙ）と、散乱線像Is（ｘ，ｙ）とに基づいて、式（３）により散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を算出すればよい。 As a specific method, for example, in the first embodiment, for each combination of the pre-conversion grid information corresponding to the grid before conversion and the post-conversion grid information corresponding to the post-conversion grid, scattering in Expression (2) A table associating with Sσ representing the characteristics is stored in the storage unit 42. Note that Sσ in such a table is obtained in advance by experiments or the like so that the characteristics of scattering by the grid before conversion can be relatively converted to the characteristics of scattering by the grid after conversion. And the scattered radiation information acquisition part 34 acquires the 1st grid information corresponding to the used grid (or virtual grid) actually used as grid information before conversion, and the 1st grid information corresponding to a desired virtual grid is acquired. 2 grid information is acquired as converted grid information, and Sσ corresponding to the first grid information and the second grid information is acquired based on the table. Then, using Equation (1) and Equation (2), Io (x, y) is set to 1, for example, and using the acquired Sσ, the primary line image Ip (x, y) and the scattered line image Is (x, y and y) are calculated respectively. Then, based on the calculated primary line image Ip (x, y) and the scattered radiation image Is (x, y), the scattered radiation content distribution S (x, y) is calculated by Expression (3). Good.
また、散乱線除去部３６は、式（６）に示す周波数帯域毎の散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐについて、実際に使用された使用グリッド（または仮想的なグリッド）に対応する第１のグリッド特性（一次線透過率Ｔｐ１、散乱線透過率Ｔｓ１）と、所望の仮想的なグリッドに対応する第２の仮想グリッド特性（一次線透過率Ｔｐ２、散乱線透過率Ｔｓ２）を取得し、変換前の第１のグリッドによる散乱の特性を変換後の第２のグリッドによる散乱の特性に相対的に変換するために、Ｔｐ２／Ｔｐ１を式（６）における一次線透過率Ｔｐとして取得し、Ｔｓ２／Ｔｓ１を式（６）における散乱線透過率Ｔｓとして取得する。そして、散乱線除去部３６は、取得した散乱線透過率Ｔｓ（=Ｔｓ２／Ｔｓ１）と一次線透過率Ｔｐ（=Ｔｐ２／Ｔｐ１）とを式（４）に適用して変換係数Ｒを求めて、この変換係数Ｒを用いて第１の実施形態と同様に散乱線除去処理を行えばよい。なお、上記式（４）において、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）は、第１のグリッド特性の散乱線透過率Ｔｓ１に対して第２のグリッド特性の散乱線透過率Ｔｓ２が大きい場合には、１より大きい値となる場合がある。 In addition, the scattered radiation removing unit 36 corresponds to the actually used grid (or virtual grid) for the scattered radiation transmittance Ts and the primary radiation transmittance Tp for each frequency band shown in Expression (6). 1 grid characteristics (primary radiation transmittance Tp1, scattered radiation transmittance Ts1) and second virtual grid characteristics (primary radiation transmittance Tp2, scattered radiation transmittance Ts2) corresponding to a desired virtual grid are acquired. In order to relatively convert the characteristics of the scattering by the first grid before the conversion into the characteristics of the scattering by the second grid after the conversion, Tp2 / Tp1 is obtained as the primary ray transmittance Tp in the equation (6). , Ts2 / Ts1 is acquired as the scattered radiation transmittance Ts in the equation (6). Then, the scattered radiation removing unit 36 obtains the conversion coefficient R by applying the acquired scattered radiation transmittance Ts (= Ts2 / Ts1) and the primary radiation transmittance Tp (= Tp2 / Tp1) to the equation (4). The scattered radiation removal process may be performed using the conversion coefficient R in the same manner as in the first embodiment. In the above formula (4), the conversion coefficient R (x, y) is as follows when the scattered radiation transmittance Ts2 of the second grid characteristic is larger than the scattered radiation transmittance Ts1 of the first grid characteristic. The value may be larger than 1.
また、第１のグリッド特性および第２のグリッド特性は、任意の方法で取得されてよい。例えば、グリッド情報ごとに予め実験等により求めたグリッド特性（一次線透過率Ｔｐ、散乱線透過率Ｔｓ）を対応付けたテーブルを用意して記憶部４２に記憶しておく。そして、散乱線除去部３６が、第１および第２のグリッド情報を取得し、このテーブルに基づいて、第１および第２のグリッド情報に対応する第１のグリッド特性および第２のグリッド特性を取得するようにしてもよい。また、第１および第２のグリッド特性を入力部３８からのユーザ入力に基づいて取得するようにしてもよい。なお、グリッド情報は、入力部３８からの入力により取得してもよく、例えば特開２００３−２６００５３号公報に記載されたように、グリッドの種類に応じた突起をグリッドに形成しておき、その突起を検出することによりグリッド情報を取得するようにしてもよい。 Further, the first grid characteristic and the second grid characteristic may be obtained by an arbitrary method. For example, a table in which grid characteristics (primary ray transmittance Tp, scattered ray transmittance Ts) previously obtained through experiments or the like are associated for each grid information is prepared and stored in the storage unit 42. And the scattered radiation removal part 36 acquires 1st and 2nd grid information, Based on this table, the 1st grid characteristic and 2nd grid characteristic corresponding to 1st and 2nd grid information are obtained. You may make it acquire. Further, the first and second grid characteristics may be acquired based on a user input from the input unit 38. The grid information may be acquired by input from the input unit 38. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-260053, a projection corresponding to the type of grid is formed on the grid. Grid information may be acquired by detecting protrusions.
一方、撮影部位によっては、散乱線除去グリッドを使用しないで撮影を行う場合がある。このような部位を撮影することにより取得した放射線画像に対して、上記第１および第２の実施形態の散乱線除去処理を行うことは好ましくない。このため、撮影部位に応じて、本実施形態の散乱線除去処理のオン／オフを撮影部位に応じて切り替えるようにすることが好ましい。なお、撮影部位の情報は、操作者が入力することにより取得してもよく、撮影フローの制御を行う周知のコンソールＰＣ（不図示）に入力される撮影依頼から自動的に取得してもよく、撮影後にシステムが放射線画像に付帯して保存する情報を利用してもよい。また、このような情報が取得できない場合には、放射線画像に対して部位認識処理を行うことにより取得してもよい。この場合、部位に応じて処理のオン／オフを対応づけたテーブルを記憶部４２に記憶しておき、このテーブルを参照して処理のオン／オフを切り替えるようにすればよい。 On the other hand, depending on the imaging region, imaging may be performed without using the scattered radiation removal grid. It is not preferable to perform the scattered radiation removal process of the first and second embodiments on a radiation image acquired by imaging such a part. For this reason, it is preferable to switch on / off of the scattered radiation removal process of this embodiment according to an imaging region according to the imaging region. The information on the imaging region may be acquired by an operator input, or may be automatically acquired from an imaging request input to a well-known console PC (not shown) that controls the imaging flow. The information stored by the system attached to the radiation image after imaging may be used. When such information cannot be acquired, it may be acquired by performing a part recognition process on the radiographic image. In this case, a table in which processing on / off is associated with each part may be stored in the storage unit 42, and processing on / off may be switched with reference to this table.
また、上記第１および第２の実施形態において、処理済みの放射線画像および処理前の放射線画像の双方を表示し、いずれの放射線画像を診断に使用するかを選択できるようにしてもよい。 In the first and second embodiments, both the processed radiographic image and the pre-processed radiographic image may be displayed to select which radiographic image is used for diagnosis.
また、病気の治癒状況あるいは進行状況の診断を行うために、過去の放射線画像を用いて経時比較観察を行う場合がある。このような場合において、散乱線除去グリッドを使用せずに撮影を行うことにより取得した放射線画像（第１の放射線画像とする）と、散乱線除去グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像（第２の放射線画像とする）とを比較する場合には、第１の放射線画像に対してグリッドに起因する縞模様を除去する処理を施した際の処理条件に応じて、本実施形態の散乱線除去処理の条件を修正し、第１および第２の放射線画像の画質を一致させるようにすることが好ましい。 In addition, in order to diagnose a disease healing state or progress state, a comparative observation over time may be performed using past radiation images. In such a case, the radiation image acquired by performing imaging without using the scattered radiation removal grid (referred to as the first radiation image) and acquired by performing imaging using the scattered radiation removal grid. When comparing with a radiographic image (referred to as a second radiographic image), this implementation is performed according to the processing conditions when the first radiographic image is subjected to processing for removing the stripe pattern caused by the grid. It is preferable that the scattered radiation removal processing condition of the form is corrected so that the image quality of the first and second radiographic images is matched.
また、上記実施形態においては、放射線検出器１４を用いて被写体の放射線画像を撮影する撮影装置１０において取得した放射線画像を用いて散乱線除去処理を行っているが、特開平８−２６６５２９号公報、特開平９−２４０３９号公報等に示される放射線検出体としての蓄積性蛍光体シートに被写体の放射線画像情報を蓄積記録し、蓄積性蛍光体シートから光電的に読み取ることにより取得した放射線画像を用いた場合においても、本発明を適用できることはもちろんである。 In the above-described embodiment, the scattered radiation removal process is performed using the radiation image acquired by the imaging apparatus 10 that captures the radiation image of the subject using the radiation detector 14, but Japanese Patent Laid-Open No. 8-266529 discloses. A radiation image obtained by accumulating and recording radiation image information of a subject on a stimulable phosphor sheet as a radiation detector shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-24039, etc., and photoelectrically reading from the stimulable phosphor sheet Of course, the present invention can be applied even when used.
１０ 撮影装置
１２ Ｘ線源
１４ 放射線検出器
２０ 制御装置
２２ 線源駆動制御部
２４ 検出器制御部
３０ 放射線画像処理装置
３２ 特性取得部
３４ 散乱情報取得部
３６ 散乱線除去部
３８ 入力部
４０ 表示部
４２ 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging apparatus 12 X-ray source 14 Radiation detector 20 Control apparatus 22 Radiation source drive control part 24 Detector control part 30 Radiation image processing apparatus 32 Characteristic acquisition part 34 Scattering information acquisition part 36 Scattered ray removal part 38 Input part 40 Display part 42 Memory unit
Claims (15)
前記放射線画像に対して前記使用したグリッドに起因する縞模様を除去する処理を行って、グリッド使用放射線画像を取得する手段と、
前記使用したグリッドとは異なる仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得する特性取得手段と、
前記仮想グリッド特性に基づいて、前記グリッド使用放射線画像の散乱線除去処理を行う散乱線除去手段とを備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。 In a radiographic image processing apparatus that performs image processing on a radiographic image acquired by photographing the subject using a grid for removing scattered radiation that has passed through the subject,
Means for removing a striped pattern caused by the used grid on the radiographic image to obtain a grid-use radiographic image;
Characteristic acquisition means for acquiring a virtual grid characteristic which is a characteristic of a virtual grid different from the used grid;
A radiation image processing apparatus comprising: a scattered radiation removal unit that performs a scattered radiation removal process on the grid-use radiation image based on the virtual grid characteristics.
前記散乱線除去手段は、前記散乱成分情報にも基づいて前記散乱線除去処理を行う手段である請求項１または２記載の放射線画像処理装置。 Scatter information acquisition means for acquiring scattering component information representing a scattering component of radiation included in the grid use radiation image,
The radiation image processing apparatus according to claim 1, wherein the scattered radiation removing unit is a unit that performs the scattered radiation removing process based on the scattered component information.
前記放射線画像に対して前記使用したグリッドに起因する縞模様を除去する処理を行って、グリッド使用放射線画像を取得し、
前記使用したグリッドとは異なる仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得し、
前記仮想グリッド特性に基づいて、前記グリッド使用放射線画像の散乱線除去処理を行うことを特徴とする放射線画像処理方法。 In a radiographic image processing method for performing image processing on a radiographic image acquired by photographing the subject using a grid for removing scattered radiation that has passed through the subject,
Perform a process to remove the striped pattern caused by the used grid on the radiation image, to obtain a grid use radiation image,
Obtain virtual grid characteristics that are characteristics of a virtual grid different from the used grid,
A radiation image processing method, comprising: performing scattered radiation removal processing of the grid use radiation image based on the virtual grid characteristics.
前記放射線画像に対して前記使用したグリッドに起因する縞模様を除去する処理を行って、グリッド使用放射線画像を取得する手順と、
前記使用したグリッドとは異なる仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得する手順と、
前記仮想グリッド特性に基づいて、前記グリッド使用放射線画像の散乱線除去処理を行う手順とを有することを特徴とする放射線画像処理プログラム。 Radiation image processing for causing a computer to execute a radiation image processing method for performing image processing on a radiation image acquired by photographing the subject using a grid for removing scattered radiation that has passed through the subject In the program
A process for removing the striped pattern caused by the used grid on the radiographic image and obtaining a grid-use radiographic image;
Obtaining a virtual grid characteristic that is a characteristic of a virtual grid different from the used grid;
A radiation image processing program comprising: a procedure for performing scattered radiation removal processing of the grid-use radiation image based on the virtual grid characteristics.
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