JP2022090165A - Image processing device, image processing method and program - Google Patents

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JP2022090165A JP2020202376A JP2020202376A JP2022090165A JP 2022090165 A JP2022090165 A JP 2022090165A JP 2020202376 A JP2020202376 A JP 2020202376A JP 2020202376 A JP2020202376 A JP 2020202376A JP 2022090165 A JP2022090165 A JP 2022090165A
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拓也 山村
Takuya Yamamura
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Abstract

To provide an image processing device, an image processing method and a program, capable of performing image processing for enhancing especially a line component of an interest object more than other parts, concerning a radiation image.SOLUTION: An image processing device 4 includes an image processing unit performing filter processing for enhancing a line component to a radiation image of a subject obtained by radiography, and processing for reducing a line component in an area other than an interest object Ar1 of the subject in the radiation image more than a line component of the interest object Ar1, an image generation unit for generating an output image Pd based on the radiation image and on a processing result by the image processing unit, and an image output unit for outputting the output image Pd.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法及びプログラムに関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method and a program.

近年、放射線画像撮影装置によって撮影された放射線画像に各種の画像処理を行うことで、画像に写り込んでいる診断対象部位(関心対象)等を鮮鋭に見せようとする技術が知られている。 In recent years, there has been known a technique for sharply showing a diagnosis target site (object of interest) or the like reflected in an image by performing various image processing on a radiation image taken by a radiation image capturing apparatus.

例えば、特許文献1には、一の画像データの信号値を周波数帯域が異なる複数の帯域制限信号成分に分解し、周波数と応答とを関連付けるとともに、それぞれ応答特性が異なる複数のテーブルをそれぞれプリセットとして記憶しておき、分解された複数の帯域制限信号成分を、いずれかのプリセットに対応するテーブルに基づいて変換して、変換された複数の帯域制限信号成分を一の強調画像データに再構成し、強調画像データに所定の強調係数を乗じたものを一の画像データに加算して周波数強調画像を生成する画像処理装置が開示されている。
このような装置によれば、高周波なプリセットを選ぶことで細かい構造を強調した画像を作成することが可能となる。
For example, in Patent Document 1, the signal value of one image data is decomposed into a plurality of band limiting signal components having different frequency bands, the frequency and the response are associated with each other, and a plurality of tables having different response characteristics are used as presets. Store and convert multiple decomposed band-limited signal components based on the table corresponding to one of the presets, and reconstruct the converted multiple band-limited signal components into one emphasized image data. Disclosed is an image processing apparatus that generates a frequency-enhanced image by adding an enhanced image data multiplied by a predetermined enhancement coefficient to one image data.
With such a device, it is possible to create an image that emphasizes a fine structure by selecting a high-frequency preset.

また、特許文献2には、胸部X線画像から肺結節強調画像及び線状陰影強調画像を作成し、p軸に肺結節強調画像とq軸に線状陰影強調画像を取る2次元ヒストグラムと第1の抽出曲線を用いて肺結節強調画像から肺門部肺血管陰影を線状陰影として抽出し、肺結節強調画像と肺結節強調画像に最大値フィルターを適用した画像とに基づいて、肺門部肺血管陰影の輝度値を抑制することにより、線状陰影抑制画像を作成し、2次元ヒストグラムと第2の抽出曲線を用いて、偽陽性陰影を抽出して、偽陽性陰影の総画素数が予め決定された閾値を上回るまで、偽陽性陰影を抽出する段階を繰り返す画像処理方法が開示されている。
このような方法によれば、画像中の線状の陰影を強調することができる。
Further, Patent Document 2 includes a two-dimensional histogram in which a lung nodule-enhanced image and a linear shadow-enhanced image are created from a chest X-ray image, and a lung nodule-enhanced image is taken on the p-axis and a linear shadow-enhanced image is taken on the q-axis. The hilar pulmonary vascular shadow is extracted as a linear shadow from the lung nodule-enhanced image using the extraction curve of 1, and the hilar lung is based on the lung nodule-enhanced image and the image obtained by applying the maximum filter to the lung nodule-enhanced image. By suppressing the brightness value of the vascular shadow, a linear shadow suppression image is created, and the false positive shadow is extracted using the two-dimensional histogram and the second extraction curve, and the total number of pixels of the false positive shadow is calculated in advance. An image processing method is disclosed in which a step of extracting false positive shadows is repeated until a determined threshold value is exceeded.
According to such a method, linear shadows in an image can be emphasized.

特開2018-166847号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-166847 特開2017-18339号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-18339

しかしながら、画像中には各種の構造物が写り込むところ、例えば特許文献1に記載されているように、高周波成分を強調する周波数強調処理を行うと、細かい構造は強調されて見えやすくなる反面、各構成部のコントラストには欠ける画像となってしまう。
コントラストを付けるためには中周波成分を強調することが好ましいが、骨梁など細かい構造を高鮮鋭に見せることのできる高周波成分の強調とコントラストを高くすることのできる中周波成分の強調、といった相反する処理を両立させることは困難であった。
However, where various structures are reflected in the image, for example, as described in Patent Document 1, when the frequency enhancement process for emphasizing the high frequency component is performed, the fine structure is emphasized and becomes easy to see. The image lacks the contrast of each component.
It is preferable to emphasize the medium frequency component in order to add contrast, but there is a conflict between the emphasis of the high frequency component that can make fine structures such as trabecula look sharp and the emphasis of the medium frequency component that can increase the contrast. It was difficult to achieve both processing.

また、特許文献2において想定する胸部X線画像から肺結節を強調する場合と異なり、例えば骨梁を含む骨部の周辺には軟骨等、線状の陰影として現れる様々な組織(線成分)が存在する。このため、単に線強調フィルターを適用したのでは、骨梁等の関心対象に対応する線成分も明瞭となる反面、関心対象以外の線成分も強調されてしまい、これがノイズとなってしまう。 Further, unlike the case where the lung nodule is emphasized from the chest X-ray image assumed in Patent Document 2, various tissues (line components) appearing as linear shadows such as cartilage are present around the bone including the trabecula. exist. Therefore, if the line enhancement filter is simply applied, the line component corresponding to the object of interest such as the trabecula becomes clear, but the line component other than the object of interest is also emphasized, which becomes noise.

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、放射線画像について、特に関心対象の線成分を他の部分よりも強調する画像処理を行うことができる画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an image processing apparatus, an image processing method, and an image processing method capable of performing image processing on a radiographic image in which the line component of interest is particularly emphasized more than other parts. The purpose is to provide a program.

請求項1記載の発明は、画像処理装置において、
放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理部と、
前記放射線画像と前記画像処理部による処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成部と、
前記出力画像を出力する画像出力部と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is an image processing apparatus.
Filter processing for emphasizing the line component in the radiation image of the subject obtained by radiography, and reducing the line component in the region other than the subject of interest than the line component of the subject of interest in the radiation image. The image processing unit that performs processing,
An image generation unit that generates an output image based on the radiation image and the processing result of the image processing unit.
An image output unit that outputs the output image and
It is characterized by having.

請求項7記載の発明は、画像処理方法であって、
放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理工程と、
前記放射線画像と前記画像処理工程における処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成工程と、
前記出力画像を出力する画像出力工程と、
を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is an image processing method.
Filter processing for emphasizing the line component in the radiation image of the subject obtained by radiography, and reducing the line component in the region other than the subject of interest than the line component of the subject of interest in the radiation image. The processing, the image processing process to perform, and
An image generation step of generating an output image based on the radiation image and the processing result in the image processing step,
The image output process for outputting the output image and
It is characterized by including.

請求項8記載の発明は、プログラムであって、
コンピューターに、
放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理機能と、
前記放射線画像と前記画像処理機能による処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成機能と、
を実現させることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is a program.
On the computer
Filter processing for emphasizing the line component in the radiation image of the subject obtained by radiography, and reducing the line component in the region other than the subject of interest than the line component of the subject of interest in the radiation image. Image processing function to perform processing,
An image generation function that generates an output image based on the radiation image and the processing result of the image processing function,
It is characterized by realizing.

本発明のような画像処理を行うことで、放射線画像について、特に関心対象の線成分を他の部分よりも強調する画像処理を行うことが可能となる。 By performing image processing as in the present invention, it is possible to perform image processing on a radiographic image in which the line component of interest is emphasized more than other parts.

本実施形態における放射線画像撮影システムの全体構成を表す図である。It is a figure which shows the whole structure of the radiation imaging system in this embodiment. 本実施形態における画像処理装置の要部ブロック図である。It is a block diagram of the main part of the image processing apparatus in this embodiment. 本実施形態における画像処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the image processing in this embodiment. 本実施形態における画像処理の一例を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the image processing in this embodiment schematically. (A)は、関心領域を撮影した元画像の一例を示す図であり、(B)は、(A)に示す画像に線検出フィルターを適用した線検出フィルター画像の一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of an original image in which a region of interest is captured, and (B) is a diagram showing an example of a line detection filter image in which a line detection filter is applied to the image shown in (A). (A)は、関心領域を撮影した元画像の一例を示す図であり、(B)は、部分ごとの重み付けの一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of an original image in which a region of interest is captured, and (B) is a diagram showing an example of weighting for each portion. (A)は、関心領域を撮影した元画像の一例を示す図であり、(B)は、領域認識された各領域の重み付けの一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of an original image in which a region of interest is captured, and (B) is a diagram showing an example of weighting of each region recognized region. (A)及び(B)は、重み付けフィルター画像を元画像にかける際の係数を調整する調整画面の一例を示す図である。(A) and (B) are diagrams showing an example of an adjustment screen for adjusting a coefficient when a weighted filter image is applied to an original image. 本実施形態の一変形例における画像処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the image processing in one modification of this embodiment. 本実施形態の一変形例における画像処理を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the image processing in one modification of this embodiment. 本実施形態の一変形例における画像処理を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the image processing in one modification of this embodiment.

以下、本発明に係る画像処理装置、画像処理方法及びプログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an image processing apparatus, an image processing method, and a program according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[放射線画像撮影システムの全体構成について]
図1は、本実施形態に係る画像処理装置が適用された放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。
図1に示すように、放射線画像撮影システム100は、放射線発生装置1、放射線画像撮影装置(以下、単に「撮影装置2」とする)、コンソール3、画像処理装置4等を備えている。
[Overall configuration of radiation imaging system]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a radiation imaging system to which the image processing apparatus according to the present embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the radiation imaging system 100 includes a radiation generator 1, a radiation imaging device (hereinafter, simply referred to as “photographing device 2”), a console 3, an image processing device 4, and the like.

各装置1~4は、例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等の通信ネットワークNTを介して接続され、互いに通信可能となっている。放射線画像撮影システム100を構成する各装置は、DICOM(Digital Image and Communications in Medicine)規格に準じており、各装置間の通信は、DICOMに則って行われることが好ましい。
また、放射線画像撮影システム100は、図示しないHIS(Hospital Information System;病院情報システム)やRIS(Radiology Information System;放射線科情報システム)、PACS(Picture Archiving and Communication System)等と通信可能に接続されていてもよい。
Each of the devices 1 to 4 is connected via a communication network NT such as a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), or the Internet, and can communicate with each other. Each device constituting the radiation imaging system 100 conforms to the DICOM (Digital Image and Communications in Medicine) standard, and it is preferable that communication between the devices is performed according to DICOM.
Further, the radiographic imaging system 100 is communicably connected to HIS (Hospital Information System), RIS (Radiology Information System), PACS (Picture Archiving and Communication System), etc. (not shown). You may.

放射線画像撮影システム100は、図示しない撮影室内に据え付けられたものであってもよいし、その一部又は全部が移動可能に構成されたもの(例えば、回診車に搭載されたもの)であってもよい。
なお、図1では、放射線画像撮影システム100内に各装置1~4が1つずつ設けられている場合を例示しているが、放射線画像撮影システムの構成は図示例に限定されない。例えば、複数の撮影装置2が通信ネットワークNT等を介して単数又は複数のコンソール3と対応付けられていてもよい。また複数のコンソール3が通信ネットワークNTを介して画像処理装置5と接続されている構成であってもよい。
The radiographic imaging system 100 may be installed in an imaging room (not shown), or a part or all of the radiographic imaging system 100 may be movable (for example, a system mounted on a round-trip car). May be good.
Note that FIG. 1 illustrates a case where each of the devices 1 to 4 is provided in the radiographic imaging system 100, but the configuration of the radiographic imaging system is not limited to the illustrated example. For example, a plurality of photographing devices 2 may be associated with a single or a plurality of consoles 3 via a communication network NT or the like. Further, a plurality of consoles 3 may be connected to the image processing device 5 via the communication network NT.

[放射線発生装置]
放射線発生装置1は、図示しない放射線源と放射線照射制御装置とを備えている。
放射線源は、被写体(被検者)を挟んで撮影装置2と対向する位置に配置され、放射線照射制御装置の制御に従って、被写体に対し放射線(X線)を照射する。
放射線照射制御装置は、コンソール3(撮影用のコンソール)に接続されており、コンソール3から入力された放射線照射条件に基づいて放射線源を制御して放射線撮影を行う。
[Radiation generator]
The radiation generator 1 includes a radiation source (not shown) and a radiation irradiation control device.
The radiation source is arranged at a position facing the photographing device 2 with the subject (subject) in between, and irradiates the subject with radiation (X-rays) under the control of the radiation irradiation control device.
The radiation irradiation control device is connected to a console 3 (console for photographing), and controls a radiation source based on the radiation irradiation conditions input from the console 3 to perform radiography.

[撮影装置]
撮影装置2は、放射線撮影によって被写体の放射線画像を得るものである。具体的には撮影装置2は、放射線発生装置1から照射され図示しない被写体を透過した放射線に応じて放射線画像のデジタルデータを生成する。
撮影装置2は、例えば可搬型に構成されたFPD(Flat Panel Detector)である。FPDは、立位、臥位等に対応した図示しない撮影台にセットした状態で用いてもよいし、パネル単体で用いてもよい。
撮影装置2により生成される放射線画像は、静止画像でもよいし、動画像でもよい。
なお、撮影装置2は放射線画像を生成可能なものであればよく、FPDに限定されない。例えばCR(computed ragiography)等であってもよい。
[Shooting device]
The photographing device 2 obtains a radiation image of a subject by radiography. Specifically, the photographing apparatus 2 generates digital data of a radiation image according to the radiation emitted from the radiation generating apparatus 1 and transmitted through a subject (not shown).
The photographing device 2 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector) configured to be portable. The FPD may be used in a state of being set on a shooting table (not shown) corresponding to a standing position, a lying position, or the like, or may be used as a single panel.
The radiation image generated by the photographing apparatus 2 may be a still image or a moving image.
The imaging device 2 may be any as long as it can generate a radiographic image, and is not limited to the FPD. For example, CR (computed ragiography) or the like may be used.

[コンソール]
コンソール3は、放射線照射条件等を放射線発生装置1(放射線発生装置1の放射線照射制御装置)に出力して撮影装置2による放射線撮影を制御したり、画像読取条件等を撮影装置2に出力して放射線画像の読み取り動作を制御する撮影用のコンソールとして機能する。コンソール3は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等により構成される図示しない制御部を備えるコンピューターである。
また、本実施形態のコンソール3は、撮影装置2により取得された放射線画像(元画像、オリジナル画像)に各種の補正等を行う。
コンソール3は、必要な補正等を行ったのち、当該放射線画像の画像データを画像処理装置4に送信する。
なお、各種の補正処理をコンソール3で行うことは必須ではない。例えばコンソール3は撮影用のコンソールとして、撮影に関する各種指示等を放射線発生装置1や撮影装置2に対して行うにとどまるものであってもよい。
この場合には、画像処理装置4が、撮影装置2により取得された放射線画像(元画像、オリジナル画像)について各種の補正等を行う。
[console]
The console 3 outputs radiation irradiation conditions and the like to the radiation generator 1 (radiation irradiation control device of the radiation generator 1) to control radiation imaging by the imaging device 2, and outputs image reading conditions and the like to the imaging device 2. It functions as a shooting console that controls the reading operation of radiographic images. The console 3 is a computer including a control unit (not shown) composed of a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and the like.
Further, the console 3 of the present embodiment performs various corrections and the like on the radiation image (original image, original image) acquired by the photographing device 2.
The console 3 makes necessary corrections and the like, and then transmits the image data of the radiographic image to the image processing device 4.
It is not essential to perform various correction processes on the console 3. For example, the console 3 may be a console for photographing, and may merely give various instructions regarding photographing to the radiation generating device 1 and the photographing device 2.
In this case, the image processing device 4 makes various corrections and the like on the radiation image (original image, original image) acquired by the photographing device 2.

[画像処理装置]
画像処理装置4は、放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して各種画像処理を行って骨梁部分Ar1等の関心対象の線成分が強調された出力画像Pdを生成するものである。
図2に示すように画像処理装置4は、制御部41、記憶部42、操作部43、表示部44、通信部45等を備えて構成され、各部はバス46により接続されている。
[Image processing device]
The image processing device 4 performs various image processing on the radiographic image of the subject obtained by radiography to generate an output image Pd in which the line component of interest such as the trabecula portion Ar1 is emphasized.
As shown in FIG. 2, the image processing device 4 includes a control unit 41, a storage unit 42, an operation unit 43, a display unit 44, a communication unit 45, and the like, and each unit is connected by a bus 46.

制御部41は、CPU、RAM等により構成されるコンピューターである。制御部41のCPUは、操作部43の操作に応じて、記憶部42に記憶されているシステムプログラムや、各種処理プログラムを読み出してRAMの作業領域内に展開し、展開されたプログラムに従って、後述する画像処理を始めとする各種処理を実行し、画像処理装置4各部の動作を集中制御する。
本実施形態において制御部41は、画像処理部、画像生成部、画像出力部等として機能する。
The control unit 41 is a computer composed of a CPU, RAM, and the like. The CPU of the control unit 41 reads out the system program and various processing programs stored in the storage unit 42 in response to the operation of the operation unit 43 and develops them in the work area of the RAM, and will be described later according to the expanded program. Various processes such as image processing are executed, and the operation of each part of the image processing device 4 is centrally controlled.
In the present embodiment, the control unit 41 functions as an image processing unit, an image generation unit, an image output unit, and the like.

画像処理部としての制御部41は、放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、放射線画像における被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う。
画像生成部としての制御部41は、放射線画像と画像処理部としての制御部41による処理結果とに基づいて出力画像Pdを生成する。
画像出力部としての制御部41は、生成された出力画像Pdを、例えば画像処理装置4の表示部43や記憶部42、図示しない装置外の各種表示部、記憶部、印刷部等に対して出力する。
なお、制御部41の画像処理部、画像生成部、画像出力部としての機能の詳細については後述する。
The control unit 41 as an image processing unit performs filter processing for emphasizing the line component of the radiation image of the subject obtained by radiography, and the line component of the subject's object of interest in the radiation image other than the object of interest. The process of reducing the line component in the region of No. 1 is performed.
The control unit 41 as an image generation unit generates an output image Pd based on a radiation image and a processing result by the control unit 41 as an image processing unit.
The control unit 41 as an image output unit transmits the generated output image Pd to, for example, the display unit 43 and the storage unit 42 of the image processing device 4, various display units, storage units, printing units, etc. outside the device (not shown). Output.
The details of the functions of the control unit 41 as an image processing unit, an image generation unit, and an image output unit will be described later.

記憶部42は、例えば不揮発性の半導体メモリーやハードディスク(HDD:Hard Disk Drive)等により構成される。記憶部42は、制御部41で各種画像処理等を実行するためのプログラムを始めとする各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。これらの各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部41は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。 The storage unit 42 is composed of, for example, a non-volatile semiconductor memory, a hard disk (HDD: Hard Disk Drive), or the like. The storage unit 42 stores data such as parameters or processing results required for processing by various programs and programs including a program for executing various image processing by the control unit 41. These various programs are stored in the form of a readable program code, and the control unit 41 sequentially executes an operation according to the program code.

操作部43は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部41に出力する。また、操作部43は、表示部44の表示画面にタッチパネルを備えてもよく、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部41に出力する。 The operation unit 43 includes a keyboard equipped with cursor keys, number input keys, various function keys, and a pointing device such as a mouse, and controls an instruction signal input by key operation on the keyboard or mouse operation. Output to 41. Further, the operation unit 43 may include a touch panel on the display screen of the display unit 44, and in this case, the instruction signal input via the touch panel is output to the control unit 41.

表示部44は、例えばLCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等のモニターにより構成され、制御部41から入力される表示信号の指示に従って、各種表示を行う。
本実施形態では、後出するように制御部41における画像処理により出力画像Pdが生成される。出力画像Pdの画像データが制御部41から表示部44に出力された場合には、表示部44の表示画面に出力画像Pdの画像データに基づく画像が表示されるようになっている。
The display unit 44 is composed of a monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube), and performs various displays according to instructions of a display signal input from the control unit 41.
In the present embodiment, the output image Pd is generated by image processing in the control unit 41 as described later. When the image data of the output image Pd is output from the control unit 41 to the display unit 44, the image based on the image data of the output image Pd is displayed on the display screen of the display unit 44.

通信部45は、LANアダプターやモデムやTA等を備え、通信ネットワークNTに接続された各装置との間のデータ送受信を制御する。 The communication unit 45 includes a LAN adapter, a modem, a TA, and the like, and controls data transmission / reception with each device connected to the communication network NT.

[本実施形態における画像処理方法について]
本実施形態において画像処理方法は、撮影装置2等による放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して、線成分を強調するためのフィルター処理と、放射線画像における被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理工程と、放射線画像と画像処理工程における処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成工程と、出力画像を出力する画像出力工程と、を含んでいる。
具体的な処理について、以下図3から図11を参照しつつ具体的に説明する。
[About the image processing method in this embodiment]
In the present embodiment, the image processing method is based on filter processing for emphasizing the line component of the radiation image of the subject obtained by radiography with the photographing device 2 or the like, and the line component of the subject of interest in the radiation image. An image processing step of reducing the line component in a region other than the object of interest, an image generation step of generating an output image based on a radiation image and a processing result in the image processing step, and an output image output. It includes an image output step to be performed.
Specific processing will be specifically described below with reference to FIGS. 3 to 11.

図3は、本実施形態における画像処理の概要を示すフローチャートである。また、図4は、画像処理の概要を模式的に図示した説明図である。
図3に示すように、まず、画像処理部として機能する画像処理装置4の制御部41は、FPD等、各種の撮影装置2による放射線撮影によって放射線画像(本実施形態では、元画像Po;図4等参照)が取得されると、得られた被写体の放射線画像(元画像Po)に対して線成分を強調するためのフィルター処理を行う(ステップS1)。
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of image processing in the present embodiment. Further, FIG. 4 is an explanatory diagram schematically illustrating an outline of image processing.
As shown in FIG. 3, first, the control unit 41 of the image processing device 4 that functions as an image processing unit is subjected to radiographic imaging by various imaging devices 2 such as an FPD (in the present embodiment, the original image Po; FIG. When (see step 4) is acquired, a filter process for emphasizing the line component is performed on the obtained radiation image (original image Po) of the subject (step S1).

具体的には、放射線画像(元画像Po)に線検出フィルター(線強調フィルター)を適用し、線成分が強調された線検出フィルター画像Pf(図4等参照)を生成する。
なお放射線画像(元画像Po)は、放射線画像撮影システム100内に設けられている撮影装置2によって取得されたものに限定されない。画像データを保存するデータベース等に記憶されているものや、他の放射線画像撮影システム100内における撮影によって取得されたもの等であってもよい。
また、ここにいう放射線画像(元画像Po)は、何も処理を施していない画像データでもよいし、各種平均値フィルターやガウシアンフィルター等による平滑化処理等の前処理を施した画像データであってもよい。
Specifically, a line detection filter (line enhancement filter) is applied to a radiation image (original image Po) to generate a line detection filter image Pf (see FIG. 4 and the like) in which a line component is emphasized.
The radiographic image (original image Po) is not limited to the one acquired by the radiographing apparatus 2 provided in the radiographic image capturing system 100. It may be stored in a database or the like for storing image data, or may be acquired by imaging in another radiographic imaging system 100.
Further, the radiation image (original image Po) referred to here may be image data that has not been subjected to any processing, or image data that has been subjected to preprocessing such as smoothing processing by various mean value filters, Gaussian filters, or the like. You may.

本実施形態において、画像処理部としての制御部41によるフィルター処理は、放射線画像(元画像Po)のうち関心領域Ar0全体に線検出フィルターをかけるものである。なお、線検出フィルターをかける範囲は関心領域Ar0全体に限定されない。関心領域Ar0よりも絞り込まれた狭い範囲であってもよいし、関心領域Ar0よりも広い範囲を対象としてもよい。
ここで「関心領域Ar0」とは、「関心対象」を含む所定の領域である。なお、放射線発生装置1は関心領域Ar0をターゲットとして放射線を照射させるため、関心領域Ar0はほぼ放射線の照射野領域と一致する。
また「関心対象」とは、例えば診断対象部位等であり、構造等を詳細に観察・分析したい対象部分である。
In the present embodiment, the filter processing by the control unit 41 as the image processing unit applies a line detection filter to the entire region of interest Ar0 in the radiation image (original image Po). The range to which the line detection filter is applied is not limited to the entire region of interest Ar0. It may be a narrow range narrowed down from the region of interest Ar0, or a wider range than the region of interest Ar0 may be targeted.
Here, the "region of interest Ar0" is a predetermined region including the "object of interest". Since the radiation generator 1 irradiates radiation targeting the region of interest Ar0, the region of interest Ar0 substantially coincides with the irradiation field region of radiation.
Further, the "object of interest" is, for example, a diagnosis target site or the like, and is a target portion for which a structure or the like is desired to be observed and analyzed in detail.

図5(A)は、放射線画像の一例であり、図5(B)は、図5(A)の放射線画像に線検出フィルターを適用した線検出フィルター画像の一例である。
図5(A)及び図5(B)に示すように、本実施形態では、放射線画像が骨部領域Ar2を含む関節周辺の一定範囲を撮影した画像であり、骨部領域Ar2のうち特に骨梁部分Ar1が関心対象であって、骨梁部分Ar1を含む骨部領域Ar2及びその周辺の軟部領域Ar3(軟骨部分等)が関心領域Ar0とされる場合を例として説明する。
5 (A) is an example of a radiation image, and FIG. 5 (B) is an example of a line detection filter image in which a line detection filter is applied to the radiation image of FIG. 5 (A).
As shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), in the present embodiment, the radiographic image is an image of a certain area around the joint including the bone region Ar2, and is particularly bone in the bone region Ar2. An example will be described in which the trabecular portion Ar1 is the object of interest, and the bone region Ar2 including the trabecular portion Ar1 and the soft tissue region Ar3 (cartilage portion or the like) around the bone region Ar2 are designated as the region of interest Ar0.

放射線画像に適用する線検出フィルター(線強調フィルター)としては、例えばKasvandフィルター(例えば4方向のKasvandフィルター)、ヘッセ行列を用いたフィルター、VanderBrugフィルター等を好適に適用することができる。なお、適用可能な線検出フィルターはこれらに限定されず、各種のフィルターを用いることができる。放射線画像の種類(例えば線成分を強調したい部位等)等によって適用するフィルターを切り替えるようにしてもよい。
本実施形態において「関心対象」とされる骨梁(骨梁部分Ar1)は、骨部の末端部等にみられ、骨質によって形成された網目状の構造部分である。骨梁部分Ar1が写り込んでいる放射線画像(元画像Po)にKasvandフィルター等の線検出フィルターを適用することによって、図4及び図5(B)等に示すように、画像中の線成分が強調され、骨梁(骨梁部分Ar1)の網目状の構造が明確となる。
As the line detection filter (line enhancement filter) applied to the radiographic image, for example, a Kasvand filter (for example, a Kasvand filter in four directions), a filter using a Hessian matrix, a VanderBrug filter, or the like can be preferably applied. The applicable line detection filter is not limited to these, and various filters can be used. The filter to be applied may be switched depending on the type of the radiographic image (for example, the part where the line component is to be emphasized).
The trabecula (trabecula portion Ar1), which is the "object of interest" in the present embodiment, is a mesh-like structural portion formed by the bone substance, which is found at the terminal portion of the bone portion and the like. By applying a line detection filter such as a Kasvand filter to the radiation image (original image Po) in which the trabecular part Ar1 is reflected, the line components in the image can be obtained as shown in FIGS. 4 and 5 (B). It is emphasized and the reticulated structure of the trabecula (trabecular part Ar1) becomes clear.

次に、画像処理部としての制御部41は、線検出フィルター画像Pfに重みをかけて(重みを乗算して)ノイズ部分を低減させ、重み付けフィルター画像Pwを生成する(ステップS2)。
すなわち、単に放射線画像の関心領域Ar0全体に線検出フィルターを適用すると、図5(B)等に示すように、関心対象である骨梁部分Ar1以外の部分(例えば、軟骨部分等を含む軟部領域Ar3等)の線成分も強調される。このため、これがノイズとなってしまい、骨梁部分Ar1が明瞭とならない。そこで、関心対象である骨梁部分Ar1の線成分が特に強調されるように、部分ごとに重み付け(重みの乗算)をし、放射線画像における被写体の「関心対象」(本実施形態では骨梁部分Ar1)の線成分よりも当該「関心対象」以外の領域(例えば本実施形態では軟部領域Ar3等)の線成分を低減させる処理を行う。
なお、重み付けは「関心対象」(本実施形態では骨梁部分Ar1)の線成分よりも当該「関心対象」以外の領域(例えば軟部領域Ar3)の線成分を低減させるように行われればよく、「関心対象」以外の領域(例えば軟部領域Ar3)の線成分を弱める重み付けの他、「関心対象」(本実施形態では骨梁部分Ar1)の線成分をより強調するような重み付けを行ってもよい。
Next, the control unit 41 as an image processing unit weights the line detection filter image Pf (multiplies the weights) to reduce the noise portion, and generates the weighted filter image Pw (step S2).
That is, when the line detection filter is simply applied to the entire region of interest Ar0 in the radiographic image, as shown in FIG. The line component of Ar3 etc.) is also emphasized. Therefore, this becomes noise, and the trabecular part Ar1 is not clear. Therefore, weighting (multiplication of weights) is performed for each portion so that the line component of the trabecular part Ar1 which is the object of interest is particularly emphasized, and the “object of interest” of the subject in the radiographic image (the trabecular portion in the present embodiment). A process is performed to reduce the line component of a region other than the "object of interest" (for example, the soft region Ar3 in the present embodiment) rather than the line component of Ar1).
It should be noted that the weighting may be performed so as to reduce the line component of the region other than the "target of interest" (for example, the soft tissue region Ar3) rather than the line component of the "target of interest" (in the present embodiment, the trabecula portion Ar1). In addition to the weighting that weakens the line component of the region other than the "object of interest" (for example, the soft tissue region Ar3), the weighting that emphasizes the line component of the "object of interest" (the trabecular part Ar1 in the present embodiment) may be performed. good.

なお、重み付けフィルター画像Pwを生成する手順は、ここに例示したものに限定されない。
例えば放射線画像(本実施形態では、元画像Po)に重み付け(重みの乗算)をした後に線検出フィルターを適用することで重み付けフィルター画像Pwを生成してもよい。
また、線検出フィルターに対して重み付け(重みの乗算)を行い、重み付け後の線検出フィルターを放射線画像(本実施形態では、元画像Po)に適用することで重み付けフィルター画像Pwを生成してもよい。
The procedure for generating the weighted filter image Pw is not limited to that exemplified here.
For example, the weighted filter image Pw may be generated by weighting (multiplying the weights) the radiation image (original image Po in the present embodiment) and then applying the line detection filter.
Further, even if the line detection filter is weighted (weight multiplication) and the weighted line detection filter is applied to the radiation image (original image Po in the present embodiment), the weighted filter image Pw is generated. good.

重み付けは、例えばU-NETやSeg-NET等のいわゆる畳み込みニューラルネットワークにより実現される学習(機械学習、ディープラーニング(Deep Learning))によって推定(算出)された重みによって行う。
重みの学習では、例えば入力を「放射線画像」(なお「放射線画像」は「元画像Po」でも後述の「処理後画像Pa」でもよい。)、出力を「重み」として、教師画像を与え、ノイズ除去のための重みを学習させる(教師あり学習)。
なお、重みの学習手法は特に限定されない。重みの学習には各種の学習(機械学習)の手法(アルゴリズム)を用いることができる。
学習によって推定した重みを線検出フィルター画像Pfにかける(乗算する)ことで、強調したい部分の線成分が強調され、それ以外の部分の線成分の強調が抑えられた重み付けフィルター画像Pwを得ることができる。
Weighting is performed by weights estimated (calculated) by learning (machine learning, deep learning) realized by a so-called convolutional neural network such as U-NET or Seg-NET.
In the weight learning, for example, the input is a "radiation image" (the "radiation image" may be the "original image Po" or the "processed image Pa" described later), and the output is a "weight", and a teacher image is given. Learn weights for noise removal (supervised learning).
The weight learning method is not particularly limited. Various learning (machine learning) methods (algorithms) can be used for weight learning.
By multiplying (multiplying) the weight estimated by learning on the line detection filter image Pf, the line component of the part to be emphasized is emphasized, and the weighted filter image Pw in which the emphasis of the line component of the other part is suppressed is obtained. Can be done.

なお、学習によって得られる重みは、関心対象の種別により異なってもよい。すなわち、重みは、線成分を強調したい部分・部位等に応じてそれぞれ学習されてもよい。
例えば、骨部領域Ar2を含む関節周辺を関心領域Ar0として撮影した放射線画像(元画像Po;図4、図5(B)等参照)のうち、特に骨梁部分Ar1の線成分のみを強調したい場合には、骨梁部分Ar1(関心対象)の線成分を強調するような重み(例えば骨梁部分Ar1(関心対象)の重みを「1」とし、それ以外の部分の重みを「0」とする重み付け)を学習する。
また例えば、部位や対象ごとに重み付けのレベルを変えて、複数段階に重み付けするように学習してもよい。具体的には、放射線画像(元画像Po;図6(A))に対して、図6(B)に示すように、関心領域Ar0のうち、骨部領域Ar2の先端部分である骨梁部分Ar1(関心対象)の重みを「1」とし、骨部領域Ar2のうち骨梁部分Ar1(関心対象)以外の部分の重みを「0.5」とし、関心領域Ar0のうち、骨部領域Ar2以外の領域(例えば軟骨等の軟部領域Ar3)の重みを「0」とする重み付けを学習する。
The weight obtained by learning may differ depending on the type of object of interest. That is, the weights may be learned according to the part / part where the line component is to be emphasized.
For example, among the radiographic images (original image Po; see FIGS. 4, 5 (B), etc.) taken around the joint including the bone region Ar2 as the region of interest Ar0, we want to emphasize only the line component of the trabecular part Ar1. In this case, the weight that emphasizes the line component of the trabecular part Ar1 (object of interest) (for example, the weight of the trabecular portion Ar1 (object of interest) is set to "1", and the weight of the other parts is set to "0". Weighting) is learned.
Further, for example, the weighting level may be changed for each part or target, and learning may be performed so as to weight in a plurality of stages. Specifically, with respect to the radiographic image (original image Po; FIG. 6 (A)), as shown in FIG. 6 (B), the trabecular portion which is the tip portion of the bone region Ar2 in the region of interest Ar0. The weight of Ar1 (object of interest) is set to "1", the weight of the portion of the bone region Ar2 other than the trabecular part Ar1 (object of interest) is set to "0.5", and the weight of the region Ar0 of interest is the bone region Ar2. The weighting that the weight of the region other than the region (for example, the soft region Ar3 such as cartilage) is set to "0" is learned.

さらに、関心領域Ar0内に写り込むその他の対象物(例えばカテーテル等)についても強調したい場合には、これについても強調するような重みを学習する。具体的には教師画像としてカテーテル等の対象物を含む画像も入れて重みの学習を行う。
また、撮影画像の種類(例えば通常撮影か、長尺撮影か等)によって、部位ごとに学習した重みを切り替えることができるようにしてもよい。具体的には例えば長尺撮影では大きな骨端についてのみ線成分を強調したい、という場合であれば、長尺撮影された放射線画像については一定以上の大きな骨端についてのみ線成分を強調するような条件付けをして重みを学習する。
また学習したい重みのパターンを複数用意しておき、例えば胸部の撮影画像の場合には第1パターンの重みを採用し、四肢の撮影画像の場合には第2パターンの重みを採用するというように、撮影画像の種類に応じて学習の重みのパターンを複数備えておき、これを適宜切り替えられるようにしておいてもよい。
Further, when it is desired to emphasize other objects (for example, a catheter) reflected in the region of interest Ar0, the weights for emphasizing this are also learned. Specifically, the weight is learned by including an image including an object such as a catheter as a teacher image.
Further, the weight learned for each part may be switched depending on the type of the captured image (for example, normal imaging or long imaging). Specifically, for example, if you want to emphasize the line component only for the large epiphysis in long photography, you can emphasize the line component only for the large epiphysis above a certain level in the long radio image. Condition and learn weights.
In addition, multiple patterns of weights to be learned are prepared, for example, the weight of the first pattern is adopted in the case of the photographed image of the chest, and the weight of the second pattern is adopted in the case of the photographed image of the limbs. , A plurality of learning weight patterns may be provided according to the type of captured image so that they can be switched as appropriate.

なお、放射線画像中に関心領域Ar0外の部分の画像(照射野外領域の画像)が含まれる場合には、その部分の重み計算を省略できるとしてもよい。これにより、不要な計算処理を省いて迅速に重み付けを行うことができる。
重みは、学習(機械学習)により算出した重み係数に、放射線画像の各画素の特徴量や領域認識結果等を併せて考慮することで、複合的に算出した重みであってもよい。
また、重みの学習においては、部位及び画像撮影の際の線量情報等を学習のパラメーターとして入れ込んでもよい。
また、重みの学習は複数種類行っておき、ユーザーが適宜所望の重み付けを選択、切替えすることが可能となっていてもよい。例えば、多少ノイズは残るが線強調重視の重み、ノイズは残らないが線強調は弱めの重み等を学習しておき、どのような重み付けを適用するかをユーザーが切り替えられるようにしてもよい。
If the radiation image includes an image of a portion outside the region of interest Ar0 (an image of the irradiation field region), the weight calculation of that portion may be omitted. As a result, unnecessary calculation processing can be omitted and weighting can be performed quickly.
The weight may be a weight calculated in a complex manner by considering the weight coefficient calculated by learning (machine learning) together with the feature amount of each pixel of the radiation image, the area recognition result, and the like.
Further, in the weight learning, the part, the dose information at the time of image capture, and the like may be included as learning parameters.
Further, it may be possible to perform a plurality of types of weight learning so that the user can appropriately select and switch the desired weight. For example, it is possible to learn a weight that emphasizes line emphasis although some noise remains, a weight that does not leave noise but weakens line emphasis, and the like so that the user can switch what kind of weighting is applied.

また重み付けは、学習によって取得する場合に限定されない。
例えば放射線画像について領域認識を行い、認識された領域ごとに重み付けを設定してもよい。具体的には、放射線画像(元画像Po;図7(A))に対して、図7(B)に示すように、関心領域Ar0を骨部領域Ar2とそれ以外の部分(軟骨部分等の軟部領域Ar3)とに分ける領域認識を行い、骨部領域Ar2の重みを「1」とし、骨部領域Ar2以外の部分(軟部領域Ar3)の重みを「0」とする。なお、領域認識の精度によっては、さらに細かく領域を区分し、各領域ごとに重みを設定してもよい。
また重み付けは、特徴量によって重みの調整量を変えてもよい。
例えば線検出フィルターの強度や、画素の標準偏差、エッジ強度等に基づいて重みを決定してもよい。
さらに重み付けは、上記に例示した、各手法(すなわち、機械学習による重みの学習、領域認識による領域ごとの重み付け、特徴量による調整等)を組み合わせて調整されてもよい。
なお、算出された重みを平滑化した上で、線検出フィルター画像Pf等に適用(乗算)してもよい。
Further, the weighting is not limited to the case of acquisition by learning.
For example, region recognition may be performed on a radiation image, and weighting may be set for each recognized region. Specifically, with respect to the radiographic image (original image Po; FIG. 7 (A)), as shown in FIG. 7 (B), the region of interest Ar0 is the bone region Ar2 and the other portion (cartilage portion or the like). The region is recognized separately from the soft region Ar3), the weight of the bone region Ar2 is set to "1", and the weight of the portion other than the bone region Ar2 (soft region Ar3) is set to "0". Depending on the accuracy of the area recognition, the area may be further divided and the weight may be set for each area.
Further, as for the weighting, the adjustment amount of the weight may be changed depending on the feature amount.
For example, the weight may be determined based on the strength of the line detection filter, the standard deviation of pixels, the edge strength, and the like.
Further, the weighting may be adjusted by combining each method exemplified above (that is, weight learning by machine learning, weighting for each region by region recognition, adjustment by feature amount, etc.).
After smoothing the calculated weight, it may be applied (multiplied) to the line detection filter image Pf or the like.

画像処理部としての制御部41により重み付け処理が行われて、重み付けフィルター画像Pwが生成されると、画像生成部としての制御部41は、放射線画像(元画像Po)と画像処理部としての制御部41による処理結果とに基づいて出力画像Pdを生成する(ステップS3)。
本実施形態において具体的には、図3、図4に示すように、画像生成部としての制御部41は、放射線画像(元画像Po)に重み付けフィルター画像Pwを係数倍して加算する加算処理を行い、出力画像Pdを生成する。
When the weighting process is performed by the control unit 41 as the image processing unit and the weighted filter image Pw is generated, the control unit 41 as the image generation unit controls the radiation image (original image Po) and the image processing unit. The output image Pd is generated based on the processing result of the unit 41 (step S3).
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, in the present embodiment, the control unit 41 as an image generation unit adds a weighted filter image Pw by a coefficient to the radiation image (original image Po). To generate an output image Pd.

加算処理における「係数倍」をどの程度とするかは適宜設定される。
関心領域Ar0やその中で特に強調したい関心対象(本実施形態では骨梁部分Ar1)の種類、部位等によってどの程度の「係数倍」とするかを調整してもよい。
調整は部位の特性等に応じて自動的に選択・設定されてもよいし、ユーザーインターフェース(以下「UI」とする)によってユーザーが手動で調整できるようにしてもよい。
UIとしては、例えば図8(A)及び図8(B)に示すようなスライダーバー441を備える調整画面442を表示部44(図2参照)に表示させる。
The degree of "coefficient multiplication" in the addition process is set as appropriate.
The degree of "coefficient multiplication" may be adjusted depending on the type and site of the region of interest Ar0 and the object of interest (trabecula portion Ar1 in the present embodiment) to be particularly emphasized.
The adjustment may be automatically selected and set according to the characteristics of the part or the like, or may be manually adjusted by the user by the user interface (hereinafter referred to as “UI”).
As the UI, for example, the adjustment screen 442 including the slider bar 441 as shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B) is displayed on the display unit 44 (see FIG. 2).

例えば、図8(A)に示す例では、線強調のレベルを「0.1」とすることで、加算処理後の出力画像Pdの線成分の強調が弱くなっている。また図8(B)に示す例では、線強調のレベルを「0.5」とすることで、加算処理後の出力画像Pdの線成分の強調が図8(A)に示す例よりも強くなっている。
このような調整画面442において加算処理における「係数」を調整可能とすることにより、ユーザーは調整画面442上で適宜画像を確認しながら放射線画像(元画像Po)に加算する重み付けフィルター画像Pwのレベルを変えることができ、容易に所望の線強調レベルの出力画像Pdを得ることができる。
なお、図8(A)及び図8(B)に示す調整画面442や、スライダーバー441を用いた「係数」の調整手法は一例であり、各種の調整画面442や調整手法を適用可能である。
For example, in the example shown in FIG. 8A, by setting the line enhancement level to “0.1”, the enhancement of the line component of the output image Pd after the addition process is weakened. Further, in the example shown in FIG. 8B, by setting the line enhancement level to “0.5”, the enhancement of the line component of the output image Pd after the addition processing is stronger than in the example shown in FIG. 8A. It has become.
By making it possible to adjust the "coefficient" in the addition process on the adjustment screen 442, the user can appropriately check the image on the adjustment screen 442 and add the weighted filter image Pw to the radiation image (original image Po). Can be changed, and an output image Pd having a desired line enhancement level can be easily obtained.
The adjustment screen 442 shown in FIGS. 8A and 8B and the adjustment method of the “coefficient” using the slider bar 441 are examples, and various adjustment screens 442 and adjustment methods can be applied. ..

そして、出力画像Pdが生成されると、画像出力部としての制御部41が、適宜出力画像Pdを出力する(ステップS4)。
出力画像Pdの出力先は特に限定されない。画像出力部としての制御部41は、例えば出力画像Pdを表示部44に表示させたり、図示しない各種I/Fを介して印刷装置等(図示せず)に出力したり、内部の記憶部42や画像処理装置4と接続された外部の各種記憶手段に出力して記憶させたりする。
Then, when the output image Pd is generated, the control unit 41 as the image output unit outputs the output image Pd as appropriate (step S4).
The output destination of the output image Pd is not particularly limited. The control unit 41 as an image output unit can display, for example, the output image Pd on the display unit 44, output the output image Pd to a printing device or the like (not shown) via various I / Fs (not shown), or an internal storage unit 42. And output to various external storage means connected to the image processing device 4 for storage.

なお、ここまで線検出フィルター等をかける対象である「放射線画像」が「元画像Po」(すなわち何も処理を施していない撮影画像又は平滑化処理等をした後の撮影画像、図3及び図4等参照)である場合を例示して説明したが、「放射線画像」は「元画像Po」に限定されない。
図9及び図10に示すように、「放射線画像」は「元画像Po」に周波数処理(周波数強調処理)等を施した「処理後画像Pa」であってもよい。
本実施形態において適用される周波数処理(周波数強調処理)としては、例えば放射線画像のうちの、高周波成分を強調する処理がある。高周波成分を強調することにより、線成分等、細かい構造部分が強調された画像を生成することができる。
It should be noted that the "radiation image" to which the line detection filter or the like is applied up to this point is the "original image Po" (that is, the captured image without any processing or the captured image after smoothing processing, etc., FIGS. 3 and 3). Although the case of (see 4 etc.) has been described as an example, the “radiation image” is not limited to the “original image Po”.
As shown in FIGS. 9 and 10, the "radiation image" may be a "processed image Pa" obtained by subjecting the "original image Po" to frequency processing (frequency enhancement processing) or the like.
As the frequency processing (frequency enhancement processing) applied in the present embodiment, for example, there is a processing for emphasizing a high frequency component in a radiographic image. By emphasizing the high frequency component, it is possible to generate an image in which fine structural parts such as line components are emphasized.

この場合には、例えば図9及び図10に示すように、放射線画像(元画像Po)に対して線成分を強調するためのフィルター処理を行って線検出フィルター画像Pfを生成し(ステップS11)、これに重み付けをかけて重み付けフィルター画像Pwを生成する(ステップS12)。
また、放射線画像(元画像Po)に周波数処理を施して処理後画像Paを生成する(ステップS13)。
そしてこの処理後画像Paに、係数倍した重み付けフィルター画像Pwを加算して出力画像Pdを生成し(ステップS14)、その後適宜出力を行う(ステップS15)。
In this case, for example, as shown in FIGS. 9 and 10, a filter process for emphasizing the line component is performed on the radiation image (original image Po) to generate a line detection filter image Pf (step S11). , This is weighted to generate a weighted filter image Pw (step S12).
Further, the radiation image (original image Po) is subjected to frequency processing to generate a processed image Pa (step S13).
Then, a weighted filter image Pw multiplied by a coefficient is added to the processed image Pa to generate an output image Pd (step S14), and then output is appropriately performed (step S15).

さらに、線成分を強調するためのフィルター処理や重み付けの対象となる「放射線画像」も「元画像Po」に限定されない。
例えば図11に示すように、「元画像Po」に周波数処理等を施した後の「処理後画像Pa」に対してフィルター処理や重み付け処理を行って重み付けフィルター画像Pwを生成してもよい。
Further, the "radiation image" to be filtered and weighted for emphasizing the line component is not limited to the "original image Po".
For example, as shown in FIG. 11, a weighted filter image Pw may be generated by performing a filter process or a weighting process on the “processed image Pa” after the “original image Po” has been subjected to frequency processing or the like.

なお、処理後画像Paを生成するために放射線画像(元画像Po)に施す処理は、周波数処理に限定されない。
例えば「放射線画像」は、「元画像Po」にダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理、階調処理、散乱線補正処理、ノイズ抑制処理、スジ補正処理、ゲイン補正処理、オフセット補正処理、欠陥補正処理等の少なくともいずれかを施した「処理後画像Pa」であってもよい。
なお、「元画像Po」に対して施す処理は、ここに例示したものに限定されない。
The processing applied to the radiation image (original image Po) to generate the processed image Pa is not limited to the frequency processing.
For example, the "radiation image" is a "original image Po" with dynamic range compression processing, frequency enhancement processing, gradation processing, scattered ray correction processing, noise suppression processing, streak correction processing, gain correction processing, offset correction processing, and defect correction processing. It may be a "processed image Pa" to which at least one of the above is applied.
The process applied to the "original image Po" is not limited to the one exemplified here.

このように、本実施形態では、線成分を強調するためのフィルター処理を行うとともに関心対象以外の部分の線成分を低減させる重み付け処理を行って放射線画像に加算し、出力画像Pdを生成する。
これによって、骨梁部分Ar1等、強調したい部分のみ線成分が強調され、それ以外の線成分が抑えられて(低減されて)、ノイズが少なくコントラストのよい高鮮鋭な出力画像Pdを得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the filter processing for emphasizing the line component is performed, and the weighting process for reducing the line component of the portion other than the object of interest is performed and added to the radiation image to generate the output image Pd.
As a result, the line component is emphasized only in the part to be emphasized, such as the trabecular part Ar1, and the other line components are suppressed (reduced), so that a high-definition output image Pd with less noise and good contrast can be obtained. can.

〔効果〕
以上のように本実施形態によれば、画像処理装置4の制御部41が、画像処理部として、放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像(例えば「元画像Po」)に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、放射線画像における被写体の関心対象(例えば骨梁部分Ar1)の線成分よりも当該関心対象(骨梁部分Ar1)以外の領域(例えば軟部領域Ar3)の線成分を低減させる処理と、を行い、画像生成部としての制御部41が、放射線画像(例えば「元画像Po」)と画像処理部による処理結果(本実施形態において「重み付けフィルター画像Pw」)とに基づいて「出力画像Pd」を生成し、画像出力部としての制御部41が「出力画像Pd」を出力する。
〔effect〕
As described above, according to the present embodiment, the control unit 41 of the image processing device 4, as an image processing unit, applies a line component to a radiation image (for example, "original image Po") of a subject obtained by radiography. Filter processing for emphasizing and reducing the line component of the region other than the subject of interest (for example, the soft region Ar3) from the line component of the subject of interest (for example, the bone beam portion Ar1) in the radio image. The control unit 41 as an image generation unit performs the process of causing the image to be generated, and the control unit 41 as the image generation unit is based on the radiation image (for example, “original image Po”) and the processing result by the image processing unit (“weighted filter image Pw” in the present embodiment). The "output image Pd" is generated, and the control unit 41 as an image output unit outputs the "output image Pd".

放射線画像に単に線検出フィルター(線強調フィルター)を適用すると、特に強調したい関心対象(例えば骨梁部分Ar1)の線成分もこれ以外の部分(例えば軟部領域Ar3)の線成分もともに強調されてしまい、メリハリがなく関心対象の観察・分析を行うには必ずしも適切でない画像が生成される。
特に関節部分等の観察・分析を目的とする整形の分野において、関節部分の周辺には骨部の他に軟骨部分等、画像に線成分として現れる各種の構造物が存在する。このため、例えば骨梁部分Ar1のみを詳細に観察・分析したい場合に、軟骨部分等の線成分も強調されると、これがノイズとなってしまい、骨梁部分Ar1が見え辛くなってしまう。
また、線成分のような細かい部分を見えやすくする画像処理技術としては、フィルター処理の他、特定の周波数(高周波成分)を強調する周波数処理(周波数強調処理)がある。細かい構造部分を見えやすくするためには高周波成分を強調する必要があるが、画像のコントラストを向上させるためには中周波成分を強調することが求められる。しかし、周波数処理では特定の周波数の強調しかできないため、細かい構造部分の強調と、画像のコントラスト向上とを両立させる処理を行うことができず、鮮鋭性に欠ける画像しか得られない。
When a line detection filter (line enhancement filter) is simply applied to a radiographic image, both the line component of the object of interest (for example, trabecular part Ar1) to be emphasized and the line component of other parts (for example, soft region Ar3) are emphasized. As a result, an image that is not sharp and is not always suitable for observing and analyzing the object of interest is generated.
In particular, in the field of plastic surgery for the purpose of observing and analyzing joint parts, there are various structures appearing as line components in images such as cartilage parts in addition to bone parts around the joint parts. Therefore, for example, when it is desired to observe and analyze only the trabecular part Ar1 in detail, if the line component such as the cartilage part is also emphasized, this becomes noise and the trabecular part Ar1 becomes difficult to see.
In addition to filter processing, there is frequency processing (frequency enhancement processing) that emphasizes a specific frequency (high frequency component) as an image processing technique that makes it easier to see fine parts such as line components. It is necessary to emphasize the high frequency component in order to make the fine structural part easy to see, but it is necessary to emphasize the medium frequency component in order to improve the contrast of the image. However, since frequency processing can only emphasize a specific frequency, it is not possible to perform processing that achieves both enhancement of fine structural parts and improvement of contrast of an image, and only an image lacking sharpness can be obtained.

この点、本実施形態のように、線成分を強調するための線検出フィルター(線強調フィルター)処理と、ノイズ除去のための重み付け処理とを行う場合には、骨梁部分Ar1等の関心対象の線成分を強調しつつ、不要な部分の線成分を抑えた出力画像Pdを生成することができる。
このため、骨梁部分Ar1等の関心対象の線成分を詳細に表現することができ、かつ軟骨部分等の線成分が目立たない。すなわち、ノイズなく骨梁部分Ar1等の細かい構造物が見えやすくなり、メリハリのある高鮮鋭・高画質の画像を得ることができる。これにより、出力画像Pdを用いて適切な画像診断等を行うことが可能となる。
そして、画質が向上することにより、撮影を行う技師が各種調整等にかける手間も省くことができ、効率的な撮影を行うことができるため、撮影件数の増加、院内運営の効率改善等も期待することができる。
In this regard, when performing a line detection filter (line enhancement filter) process for emphasizing a line component and a weighting process for noise removal as in the present embodiment, the target of interest is the trabecular part Ar1 or the like. It is possible to generate an output image Pd in which the line component of an unnecessary portion is suppressed while emphasizing the line component of.
Therefore, the line component of interest such as the trabecula portion Ar1 can be expressed in detail, and the line component such as the cartilage portion is not conspicuous. That is, fine structures such as the trabecula portion Ar1 can be easily seen without noise, and a sharp, high-quality image can be obtained. This makes it possible to perform appropriate image diagnosis and the like using the output image Pd.
And, by improving the image quality, it is possible to save the time and effort of the shooting engineer to make various adjustments, etc., and it is possible to perform efficient shooting, so it is expected that the number of shots will increase and the efficiency of hospital management will be improved. can do.

また本実施形態において画像処理部としての制御部41は、フィルター処理として放射線画像のうち関心領域Ar0全体に線検出フィルターをかける。
このように、必要な部分に対して画像処理を行うため、無駄な処理時間を省いて、迅速・適切な画像処理を行うことができる。
Further, in the present embodiment, the control unit 41 as an image processing unit applies a line detection filter to the entire region of interest Ar0 in the radiographic image as a filtering process.
In this way, since image processing is performed on the necessary portion, wasteful processing time can be omitted and quick and appropriate image processing can be performed.

また本実施形態では、線検出フィルターは、4方向のKasvandフィルターを含んでもよい。
線検出フィルターとして4方向のKasvandフィルターを適用することにより、特に骨梁部分Ar1のような極細かい構造部分の線成分を高精度に検出、強調することができる。
Further, in the present embodiment, the line detection filter may include a Kasband filter in four directions.
By applying the Kasband filter in four directions as the line detection filter, it is possible to detect and emphasize the line component of a very fine structural part such as the trabecular part Ar1 with high accuracy.

また本実施形態では、画像処理部としての制御部41は、畳み込みニューラルネットワークによって学習した重みによって放射線画像における被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理を行う。
このように、高度な機械学習(DeepLearning)によってノイズ除去のための重みを学習させるため、骨梁部分Ar1等の関心対象の線成分を強調しつつ軟骨部分等、骨梁の診断に不要な部分の線成分を抑える等、高精度にメリハリの利いた画像を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the control unit 41 as an image processing unit performs a process of reducing the line component of the region other than the object of interest in the radiation image from the line component of the object of interest of the subject by the weight learned by the convolutional neural network. conduct.
In this way, in order to learn the weight for noise removal by advanced machine learning (DeepLearning), the part unnecessary for trabecular diagnosis such as the cartilage part while emphasizing the line component of interest such as the trabecular part Ar1. It is possible to obtain a sharp image with high accuracy, such as suppressing the line component of.

また、学習した重みは、関心対象の種別により異なるようにしてもよい。このように重み付けの設定を細かくした場合には、より医師等の要求に合致するメリハリのある画像を生成することができる。 Further, the learned weight may be different depending on the type of the object of interest. When the weighting is set finely in this way, it is possible to generate a sharp image that more closely meets the demands of doctors and the like.

また、放射線画像は、元画像Poにダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理、階調処理、散乱線補正処理、ノイズ抑制処理、スジ補正処理、ゲイン補正処理、オフセット補正処理、欠陥補正処理、の少なくともいずれかを施したものであってもよい。
このような各種処理後の放射線画像(処理後画像Pa)に対して線成分を強調するフィルター処理や重み付け処理を行うことにより、より鮮鋭性に優れた画像を生成することができる。
Further, the radiation image has at least dynamic range compression processing, frequency enhancement processing, gradation processing, scattered ray correction processing, noise suppression processing, streak correction processing, gain correction processing, offset correction processing, and defect correction processing on the original image Po. It may be the one to which either is applied.
By performing a filter process or a weighting process for emphasizing the line component on the radiation image after various processes (processed image Pa), it is possible to generate an image having higher sharpness.

〔変形例〕
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、上記実施形態では、関節部分等の周辺を関心領域Ar0とし、骨梁部分Ar1を関心対象とする放射線画像の場合を例示したが、本実施形態に記載した処理を適用する放射線画像は、このような整形分野の画像に限定されない。
例えば胸部等、他の部位を撮影した放射線画像について本実施形態で示した処理を行って出力画像Pdを得てもよい。
For example, in the above embodiment, the case of a radiographic image in which the periphery of the joint portion or the like is set as the region of interest Ar0 and the trabecular bone portion Ar1 is the target of interest is exemplified, but the radiographic image to which the processing described in the present embodiment is applied is The image is not limited to such an image in the shaping field.
For example, a radiographic image obtained by photographing another part such as the chest may be subjected to the processing shown in the present embodiment to obtain an output image Pd.

また本実施形態では、画像処理装置4がコンソール3とは別に設けられている場合を例示したが、放射線画像撮影システム100の構成はこれに限定されない。
例えば、コンソール3が画像処理装置を兼ねる構成とし、コンソール3の制御部が、画像処理部、画像生成部、画像出力部、として機能してもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the image processing device 4 is provided separately from the console 3 is illustrated, but the configuration of the radiation imaging system 100 is not limited to this.
For example, the console 3 may also serve as an image processing device, and the control unit of the console 3 may function as an image processing unit, an image generation unit, and an image output unit.

また本実施形態では、画像生成部としての制御部41が放射線画像(元画像Po等)に画像処理部による処理結果(重み付けフィルター画像Pw)を加算することで出力画像Pdを生成する場合を例示したが、出力画像Pdは、放射線画像(元画像Po等)と画像処理部による処理結果とに基づいて生成されればよく、必ずしも放射線画像(元画像Po等)と画像処理部による処理結果との加算によって生成される場合に限定されない。
例えば画像生成部としての制御部41は、放射線画像(元画像Po等)から画像処理部による処理結果を減算することによって出力画像Pdを生成してもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the control unit 41 as the image generation unit generates the output image Pd by adding the processing result (weighted filter image Pw) by the image processing unit to the radiation image (original image Po or the like) is exemplified. However, the output image Pd may be generated based on the radiation image (original image Po, etc.) and the processing result by the image processing unit, and is not necessarily the radiation image (original image Po, etc.) and the processing result by the image processing unit. It is not limited to the case where it is generated by the addition of.
For example, the control unit 41 as an image generation unit may generate an output image Pd by subtracting the processing result by the image processing unit from the radiation image (original image Po or the like).

なお、本発明が上記の実施形態や変形例等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and can be appropriately changed as long as the gist of the present invention is not deviated.

3 コンソール
4 画像処理装置
41 制御部
42 記憶部
44 表示部
100 放射線画像撮影システム
Ar0 関心領域
Ar1 骨梁部分(関心対象)
Ar2 骨部領域
Ar3 軟部領域
Po 元画像
Pf 線検出フィルター画像
Pw 重み付けフィルター画像
Pa 処理後画像
Pd 出力画像
3 Console 4 Image processing device 41 Control unit 42 Storage unit 44 Display unit 100 Radiation imaging system Ar0 Area of interest Ar1 Trabecula (object of interest)
Ar2 Bone area Ar3 Soft area Po Original image Pf Line detection filter image Pw Weighted filter image Pa Processed image Pd Output image

Claims (8)

放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理部と、
前記放射線画像と前記画像処理部による処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成部と、
前記出力画像を出力する画像出力部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
Filter processing for emphasizing the line component in the radiation image of the subject obtained by radiography, and reducing the line component in the region other than the subject of interest than the line component of the subject of interest in the radiation image. The image processing unit that performs processing,
An image generation unit that generates an output image based on the radiation image and the processing result of the image processing unit.
An image output unit that outputs the output image and
An image processing device characterized by comprising.
前記画像処理部による前記フィルター処理は、前記放射線画像のうち関心領域全体に線検出フィルターをかけるものである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the filter processing by the image processing unit applies a line detection filter to the entire region of interest in the radiographic image.
前記線検出フィルターは、4方向のKasvandフィルターを含む
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the line detection filter includes a Kasband filter in four directions.
前記画像処理部は、畳み込みニューラルネットワークによって学習した重みによって前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像処理装置。
The image processing unit is characterized in that the weight learned by the convolutional neural network is used to reduce the line component of a region other than the object of interest than the line component of the object of interest of the subject in the radiation image. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記学習した重みは、関心対象の種別により異なる
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 4, wherein the learned weight differs depending on the type of the object of interest.
前記放射線画像は、元画像にダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理、階調処理、散乱線補正処理、ノイズ抑制処理、スジ補正処理、ゲイン補正処理、オフセット補正処理、欠陥補正処理の少なくともいずれかを施したものである
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
The radiation image has at least one of dynamic range compression processing, frequency enhancement processing, gradation processing, scattered ray correction processing, noise suppression processing, streak correction processing, gain correction processing, offset correction processing, and defect correction processing on the original image. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the image processing apparatus is provided.
放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理工程と、
前記放射線画像と前記画像処理工程における処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成工程と、
前記出力画像を出力する画像出力工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
Filter processing for emphasizing the line component in the radiation image of the subject obtained by radiography, and reducing the line component in the region other than the subject of interest than the line component of the subject of interest in the radiation image. The processing, the image processing process to perform, and
An image generation step of generating an output image based on the radiation image and the processing result in the image processing step,
The image output process for outputting the output image and
An image processing method comprising.
コンピューターに、
放射線撮影によって得られた被写体の放射線画像に対して線成分を強調するためのフィルター処理と、前記放射線画像における前記被写体の関心対象の線成分よりも当該関心対象以外の領域の線成分を低減させる処理と、を行う画像処理機能と、
前記放射線画像と前記画像処理機能による処理結果とに基づいて出力画像を生成する画像生成機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
On the computer
Filter processing for emphasizing the line component in the radiation image of the subject obtained by radiography, and reducing the line component in the region other than the subject of interest than the line component of the subject of interest in the radiation image. Image processing function to perform processing,
An image generation function that generates an output image based on the radiation image and the processing result of the image processing function,
A program characterized by realizing.
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