JP2739372B2 - 画像平滑化処理方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像を表わす画像データに基づいて、該画
像に平滑化処理を施す画像平滑化処理方法、およびこの
方法を実施する装置に関するものである。

（従来の技術） 記録された画像を読み取って画像データを得、この画
像データに適切な画像処理を施した後、画像を再生記録
することが種々の分野で行われている。たとえば、後の
画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低いＸ
線フイルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線画像が
記録されたフイルムからＸ線画像を読み取って電気信号
に変換し、この電気信号（画像データ）に画像処理を施
した後コピー写真等に可視像として再生することによ
り、コントラスト，シャープネス，粒状性等の画質性能
の良好な再生画像を得ることの出来るシステムが開発さ
れている（特公昭61−5193号公報参照）。

また本出願人により、放射線（Ｘ線，α線，β線，γ
線，電子線，紫外線等）を照射するとこの放射線エネル
ギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射
すると蓄積されたエネルギーに応じた光量の輝尽発光光
を放射する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、
人体等の被写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍
光体に撮影記録し、蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の
励起光で操作して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽
発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この画像信
号に基づいて被写体の放射線画像を写真感光材料等の記
録材料、CRT等に可視像として出力させる放射線記録再
生システムがすでに提案されている（特開昭55−12429
号，同56−11395号，同55−0163472号，同56−164645
号，同55−116340号等）。

このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真
システムと比較して極めて広い放射露光域にわたって画
像を記録し得るという実用的な利点を有している。すな
わち、放射線露光量に対する、蓄積後に励起によって発
光する輝尽発光光の光量が極めて広い範囲に渡って比例
することが認められており、従って種々の撮影条件によ
り放射線露光量がかなり大幅に変動しても、蓄積性蛍光
体シートにより放射される輝尽発光光を読取りゲインを
適当な値に設定して光電変換手段により読み取って電気
信号（画像データ）に変換し、この画像データを用いて
写真感光材料、CRT等の表示装置に放射線画像を可視像
として出力することによって、放射線露光量の変動に影
響されない放射線画像を得ることができる。

上記Ｘ線フイルムや蓄積性蛍光体シート等を用いるシ
ステムにおいて撮影の際のＸ線やその他の放射線のゆら
ぎ等に起因して、画像の粒状性を低下させる比較的高空
間周波数帯のノイズが混入する場合があり、このノイズ
を低減させるために、画像を読み取って得た画像データ
に施す画像処理の一つとして種々の平滑化処理方法が提
案されている。

従来提案されている平滑化処理方法の代表的なものを
数例列挙すると、画像上の各画素に対し、該画素を中心
とした所定領域内の各画素に対応する画像データの平均
値を求め、この平均値を中心の画素の画像データとする
単純な平均化処理方法、上記所定領域内の画像データの
中央値（メジアン）を中心の画素の画像データとするメ
ジアンフィルタを用いる方法、上記所定領域内をさらに
複数の小領域に分け、これらの各小領域毎に分散を求め
て分散の最も小さい小領域を選択し、その小領域内の画
像データの平均値を中央の画素の画像データとするエッ
ジ保存フィルタ（Ｖ−フィルタ）を用いる方法、画像デ
ータをフーリエ変換し、高空間周波数成分を取り除いた
後逆フーリエ変換する方法等がある（例えば、「画像処
理の基本技法」＜技法入門編＞長谷川純一／輿水大和／
中山晶／横井茂樹 共著 技術評論社参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記の単純な平均化処理方法は演算が単純であり演算
時間が早いという長所を有するが、被写体の複数の組織
の境界等該被写体の撮影により得られた画像の濃度が急
激に変化した点（以下「エッジ」と呼ぶ）がぼけてしま
うという欠点を有する。

また上記メジアンフィルタを用いる方法は演算が比較
的簡単であるがエッジの保存も不完全であるとともに画
素を入れ替えることになるので等高線状のアーチファク
トが発生する場合があるという欠点を有する。さらに上
記エッジ保存フィルタの場合は、エッジが保存されると
いう長所を有するが、互いに隣接した画素をそれぞれ上
記中央の画像として処理を行なった際に互いに隣接した
画素間で選択される小領域が種々に変化した場合、平滑
化処理後の画像上にハニカム状のアーチファクトが発生
するという欠点を有する。また上記フーリエ変換を用い
る方法は演算に非常に時間がかかるという問題があり、
またエッジと保存されないという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑み、エッジを保存するととも
に、上記メジアンフィルタやエッジ保存フィルタのよう
なアーチファクトを発生させることのない画像平滑化処
理方法、およびその平滑化処理方法を実施するための装
置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の第一の画像平滑化処理方法は、画像を表わす
画像データに基づいて該画像に平滑化処理を施す画像平
滑化処理方法において、 各画素点に対応して該各画素点の周囲の所定領域内の
画像データのヒストグラムを求め、 前記ヒストグラムの、画像データQ_Lに対応する頻度を
表わす関数をｈ（Q_L）、画像データQ_Lの絶対値|Q_L|が増
加するにしたがって単調減少する関数をｆ（Q_L）、前記
各画素点の画像データをQ_Cとしたとき、処理後の頻度を
表わす関数ｇ（Q_L）を、式 ｇ（Q_L）＝ｈ（Q_L）×ｆ（Q_L−Q_C） …（１） にしたがって求め、 前記処理後の頻度を表わす関数ｇ（Q_L）で重みづけを
した、前記所定領域内の画像データQ_Lの平均的な値Q_C′
を求め、 前記各画素点の画像データQ_Cに代えて前記平均的な値
Q_C′を該各画素点の画像データとすることを特徴とする
ものである。

また本発明の第二の画像平滑化処理方法は、 画像を表わす画像データに基づいて該画像に平滑化処
理を施す画像平滑化処理方法において、 各画素点に対応して、該各画素点の周囲の所定領域内
の画像データのうち、該各画素点の画像データに所定値
を加算した値以下かつ該画像データから前記所定値と同
一の所定値を減算した値以上の値を有する画像データの
平均的な値Q_C′を求め、 前記各画素点の画像データQ_Cに代えて前記平均的な値
Q_C′を該各画素点の画像データとすることを特徴とする
ものである。

ここで、上記第一および第二の画像平滑化処理方法に
おいて、前記「各画素点の周囲の所定領域」は、該各画
素点を含み該各画素点の周囲に形成された領域であって
もよく、もしくは前記所定領域の外周よりも内側に位置
する領域であって前記各画素点を取り巻く近傍領域を含
まない、該近傍領域を取り巻くように形成された領域で
あってもよい。また、「該近傍領域を取り巻くように形
成された領域」は、例えば画像のエッジの延びる方向が
ほぼ特定されている場合等には全周にわたって取り巻い
ている必要はない。

また、本発明の第一の画像平滑化処理装置は、本発明
の第一の画像平滑化処理方法を実施する装置であり、画
像を表わす画像データに基づいて該画像に平滑化処理を
施す画像平滑化処理装置において、 各画素点に対応して該各画素点の周囲の所定領域内の
画像データのヒストグラムを求めるヒストグラム演算手
段、 前記ヒストグラムの、画像データQ_Lに対応する頻度を
表わす関数をｈ（Q_L）、画像データQ_Lの絶対値|Q_L|が増
加するにしたがって単調減少する関数をｆ（Q_L）、前記
各画素点の画像データをQ_Cとしたとき、処理後の頻度を
表わす関数ｇ（Q_L）を、式 ｇ（Q_L）＝ｈ（Q_L）×ｆ（Q_L−Q_C） …（１） にしたがって求めるヒストグラム処理手段、および 前記処理後の頻度を表わす関数ｇ（Q_L）で重みづけを
した、前記所定領域内の画像データQ_Lの平均的な値Q_C′
を求める平均化手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

また、本発明の第二の画像平滑化処理装置は、本発明
の第二の画像平滑化処理方法を実施す装置であり、 画像を表わす画像データに基づいて該画像に平滑化処
理を施す画像平滑化処理装置において、 各画素点に対応して、該各画素点の周囲の所定領域内
の画像データのうち、該各画素点の画像データに所定値
を加算した値以下かつ該画像データから前記所定値と同
一の所定値を減算した値以上の値を有する画像データの
平均的な値Q_C′を求める平均化手段を備えたことを特徴
とするものである。

ここで、前述した第一および第二の画像平滑化処理方
法と同様に、前記第一および第二の画像平滑化処理装置
において、前記「各画素点の周囲の所定領域」は、該各
画素点を含み該各画素点の周囲に形成された領域であっ
てもよく、もしくは前記所定領域の外周よりも内側に位
置する領域であって前記各画素点を取り巻く近傍領域を
含まない、該近傍領域を取り巻くように形成された領域
であってもよい。また、「該近傍領域を取り巻くように
形成された領域」は、前述したように、各画素点を全周
にわたって取り巻いている必要はない。

尚、上記第一の画像平滑化処理方法および第一の画像
平滑化処理装置における上記関数ｆ（Q_L）は、画像デー
タQ_Lの絶対値|Q_L|が増加するに従って常に減少するもの
である必要はなく、一部に|Q_L|が増加しても変化しない
平坦な領域が存在してもよい。またその関数もたとえば
正規分布形，三角形，台形等設計思想等に基づいて種々
に定めることができる。

また、上記画像データQ_Lを関数ｇ（Q_L）で重みづけを
する方法を例えばｇ（Q_L）・Q_L,｛ｇ（Q_L）｝^２・Q_L等
種々に定めることができる。

また上記第一および第二の画像平滑化処理方法および
第一および第二の画像平滑化処理装置における上記「平
均的な値」についても、狭義の平均値（相加平均により
求めた平均値）に限られるものではなく、たとえば相乗
平均により求めた平均値，中央値等種々に定めることが
できるものである。

（作用） 画像のエッジ近傍の所定領域内の画像データのヒスト
グラムを求めると、エッジの両側は平均的な濃度（画像
データの平均値）が互いに異なっている場合が多くこの
場合該所定領域内の画像データQ_Lに対する出現頻度の山
が複数生じた形状のヒストグラムとなる。

ここで、本発明の第一の画像平滑化処理方法および装
置における関数ｆ（Q_L）は、画像データQ_Lの絶対値|Q_L|
が増加するにしたがって単調減少する関数であるため、
上記（１）式に従って求めた処理後の頻度を表わす関数
ｇ（Q_L）は典型的には上記複数の山のうち上記各画素点
の画像データQ_Cが属する山のみが抽出されたものとな
る。したがって、上記各画素点がエッジの極く近傍にあ
っても該各画素点がエッジを挾む２つの領域のどちら側
にあるかに応じて上記各画素点の属する領域の画像デー
タのみが抽出される。本発明の第一の画像平滑化処理方
法および装置は、このようにして上記各画素点の属する
領域の画像データを抽出して、該領域の画像データの平
均的な値Q_C′を求め、この値Q_C′を上記各画素点の画像
データとして用いるようにしたため、エッジが保存され
るとともに前述したようなアーチファクトも生じること
がない平滑化処理を行なうことができる。

また、本発明の第二の画像平滑化処理方法および装置
では、上記第一の画像平滑化処理方法および装置におけ
る、上記複数の山のうち各画素点の画像データQ_Cが属す
る山のみを抽出するための上記（１）式に基づく演算を
行なうことに代えて、各画素点の周囲の所定領域内の画
像データのうち、該各画素点の画像データに所定値を加
算した値以下かつ該画像データから前記所定値と同一の
所定値を減算した値以上の値を有する画像データ、即ち
該各画素点画像データと値の近似した画像データの平均
的な値Q_C′を求めるようにしたため、上記（１）式に基
づく演算よりはるかに簡単な演算で典型的にはヒストグ
ラム上の複数の山のうち上記各画素点の画像データQ_Cが
属する山のみを抽出したこととほぼ同等となり、この平
均的な値Q_C′を上記各画素点の画像データとして用いる
ようにしたため、エッジが保存されるとともに前述した
ようなアーチファクトも生じることがない平滑化処理
を、上記第一の画像平滑化処理方法および装置と比べ高
速に行なうことができる。

また、各画素点について平均的な値Q_C′を求める一回
の演算処理の対象となる画像データとしては該各画素点
の周囲の所定領域内の画像データが用いられ、前述した
ように該所定領域として該各画素点を含み、該各画素点
の周囲に形成された領域を用いてもよいが、前記所定領
域の外周よりも内側に位置する領域であって前記各画素
点を取り巻く近傍領域を含まない、該近傍領域を取り巻
くように形成された領域を上記所定領域とすると、該各
画素点が画像のエッジの近傍にある場合に、該所定領域
内にエッジそのものの領域が含まれる割合が比較的小さ
く、エッジ近傍のエッジの領域からは多少離れた領域が
比較的大きくなり、このため該所定領域内の画像データ
のヒストグラムを求めると該ヒストグラムにおける複数
の山が互いに比較的分離することとなり、このため上記
ヒストグラム上の複数の山のうち上記各画素点の画像デ
ータQ_Lが属する山のみを比較的高精度に抽出することが
でき、したがってエッジを保存しながら平滑化する平滑
化処理をさらに高精度に行なうことができる。

（実 施 例） 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。尚ここでは前述した蓄積性蛍光体シートを用いる
例について説明する。

第５図は、Ｘ線撮影装置の概略図である。

このＸ線撮影装置１のＸ線管２から発せられたＸ線３
により被写体（人体の胸部）４が照射される。被写体４
を透過したＸ線3aは蓄積性蛍光体シート５に照射され、
Ｘ線3aのエネルギーが該蓄積性蛍光体シート５に蓄積さ
れる。

第６図は、Ｘ線画像読取装置と、本発明の画像平滑化
処理装置の一実施例を内包した画像処理表示装置の斜視
図である。

第５図に示すＸ線撮影装置１で撮影が行なわれた後、
蓄積性蛍光体シート５がＸ線画像読取装置10の所定位置
にセットされる。

所定位置にセットされた、Ｘ線画像が蓄積記録された
蓄積性蛍光体シート５は、図示しない駆動手段により駆
動されるエンドレスベルト等のシート搬送手段15によ
り、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される。一方、レーザ
光源16から発せられた光ビーム17はモータ18により駆動
され矢印Ｚ方向に高速回転する回転多面鏡19によって反
射偏向され、ｆθレンズ等の集束レンズ20を通過した
後、ミラー21により光路をかえて蓄積性蛍光体シート５
に入射し、副走査の方向（矢印Ｙ方向）と略直角な矢印
Ｘ方向に主走査する。蓄積性蛍光体シート５の、光ビー
ム17が照射された箇所からは、蓄積記録されているＸ線
画像情報に応じた光量の輝尽発光光22が発せられ、この
輝尽発光光22は光ガイド23によって導かれ、フォトマル
チプライヤ（光電子増倍管）24によって光電的に検出さ
れる。光ガイド23はアクリル板等の導光性材料を成形し
て作られたものであり、直線状をなす入射端面23aが蓄
積性蛍光体シート５上の主走査線にそって延びるように
配され、円環状に形成された射出端面23bにフォトマル
チプライヤ24の受光面が結合されている。入射端面23a
から光ガイド23内に入射した輝尽発光光22は、該光ガイ
ド23の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面23bか
ら射出してフォトマルチプライヤ24に受光され、放射線
画像を表わす輝尽発光光22がフォトマルチプライヤ24に
よって電気信号に変換される。

フォトマルチプライヤ24から出力されたアナログ信号
S_Aは、ログアンプ25で対数的に増幅された後、A/D変換
器26に入力され、サンプリングされて、ディジタルの画
像信号S_Dが得られる。この画像信号S_Dは画像処理表示装
置30内に入力される。

この画像処理表示装置30は、種々の指示を入力するキ
ーボード31、指示のための補助情報や画像信号に基づく
可視画像を表示するCRTディスプレイ32、補助記憶媒体
としてのフロッピィディスクが装填され駆動されるフロ
ッピィディスク駆動装置33、およびCPUや内部メモリが
内蔵された本体部34を備えている。

上記のようにして求められた画像信号S_Dは、撮影の際
のＸ線のゆらぎ等に起因するノイズが混入したＸ線画像
を表わすものである。そこでこのノイズを低減させるた
め、この画像信号S_Dに以下のようにして平滑化処理が施
される。

第１図は、画像信号S_Dが表わすＸ線画像の一部領域を
表わした図である。

Ｘ線画像40上に所定の画素P_Oを考え、その画素P_Oを中
心とした所定領域D₁を考える。この所定領域D₁内の多数
の画素にそれぞれ対応する多数の画像データを用いて以
下に示す演算処理を行ない、Ｘ線画像40を構成する各画
素を順次上記所定の画素P_Oとしてこの演算処理を繰り返
す（これを「Ｘ線画像上を走査する」と称する）ことに
より、Ｘ線画像40の平滑化処理が行なわれる。

第2A図，第2B図はＸ線画像上の所定の画素P_O（この所
定の画素P_Oの画像信号をS_D′とする。）を中心とした所
定領域Ｄ内の多数の画素に対応する画像信号S_Dの出現頻
度をプロットした、互いに異なる２つのヒストグラムを
表わした図、 第３図は、画像信号S_Dを変数とした関数の一例を表わ
した図、 第４図は、画像信号S_Dが担持するＸ線画像および画像
信号S_Dを処理して求めた画像の、空間周波数ｆに対する
スペクトルを表わした図である。

第４図に示すグラフ51が画像信号S_Dが担持するＸ線画
像のスペクトルを表わしており、ノイズ成分が含まれて
いる。

第2A図，第2B図に示すようなヒストグラムを表わす関
数を一般にｈ（S_D）で表わし、絶対値|S_D|が増加するに
従って単調減少する、例えば第３図に示すような関数を
ｆ（S_D）とする。このとき、式 ｇ（S_D）＝ｈ（S_D）×ｆ（S_D−S_D′） …（２） に従って処理後の頻度を表わす関数ｇ（S_D）を求める。
この関数ｇ（S_D）は、関数ｈ（S_D）がたとえば第2A図に
示すように複数の山の有する場合は中央の画素の画像信
号S_D′が属する山のみを抽出する作用を有する。

上記（２）式に従って関数ｇ（S_D）を求めた後、該関
数ｇ（S_D）で重みづけをした画像信号S_Dの平均的な値▲
▼を求める。本実施例では関数ｇ（S_D）の一次モー
メントが次式に従って求められ、この一次モーメントが
上記平均的な値▲▼とされる。

Ｘ線画像の各画素をそれぞれ所定の画素P_Oとして上記
（２），（３）式に従う処理が行なわれ、これにより平
滑化画像信号▲▼（簡単のため、各画素に対応する
画像信号と画像全体を表わす画像信号とで同一の記号を
用いている。）が求められる。この平滑化画像信号▲
▼は第４図のグラフ52に示すように、もとの画像信号
S_Dの主として高空間周波数成分（グラフ53）を取り除い
た信号であるが、エッジ近傍の画素については第2A図に
示すようにその画素の属する山のみを抽出した後の平均
的な値を求めた信号であるため、もとのＸ線画像中のエ
ッジはぼけることなく保存されている。

以上のような平滑化処理により平滑化画像信号▲
▼が求められた後、該平滑化画像信号▲▼に対して
さらに周波数強調処理等の適切な画像処理が施され、画
像処理後の画像信号が画像処理表示装置30（第６図参
照）のCRTディスプレイ32に送られ、この画像信号に基
づく可視画像が再生表示される。

上記実施例は観察に供する画像について平滑化処理を
行なう例であるが、本発明の平滑化処理方法は画像の平
滑化処理を行なう場合に広く適用することができるもの
であり、たとえば以下のような用い方も可能である。

以下複数の放射線画像を表わす複数の画像信号に基づ
いてサブトラクション処理を施す場合に用いられる平滑
化処理の例について説明する。

ここで放射線画像のサブトラクション処理とは、複数
の放射線画像の差に対応する画像を得る処理をいい、具
体的にはこれら複数の放射線画像を所定のサンプリング
間隔で読み取って各放射線画像に対応する複数のディジ
タルの画像信号を得、これら複数のディジタルの画像信
号の各対応するサンプリング点毎に減算処理を施すこと
により、放射線画像中の特定の被写体部分のみを強調ま
たは抽出した放射線画像を得る処理をいう。

このサブトラクション処理には基本的には次の二つが
ある。すなわち、造影剤の注入により被写体の特定の部
分（たとえば人体を被写体としたときの血管等）が強調
された放射線画像から造影剤が注入されていない放射線
画像を引き算（サブトラクト）することによって被写体
の特定の部分（たとえば血管等）を抽出するいわゆる時
間サブトラクションと、被写体の特定の部分が互いに異
なるエネルギーを有する放射線に対して異なる放射線吸
収率を有することを利用して、同一の被写体に対して互
いに異なるエネルギーを有する放射線を照射してこれら
互いに異なるエネルギーを有する各放射線による複数の
放射線画像を得、これらの複数の放射線画像を適当に重
み付けしてその差を演算することによって被写体の特定
部分を抽出するいわゆるエネルギーサブトラクションと
がある。本出願人も蓄積性蛍光体シートを用いたエネル
ギーサブトラクションについて提案している（特開昭59
−83486号公報，特開昭60−225541号公報参照）。

上記エネルギーサブトラクション処理後の画像は処理
前の複数の放射線画像（以下エネルギーサブトラクショ
ン処理前の放射線画像を「原画像」と称する。）を減算
処理することにより得られた画像であるため、原画像と
比べS/N比が低下し見にくい画像となってしまうという
問題点がある。

例えば人体の胸部のように軟部および骨部から構成さ
れた被写体に互いにエネルギーの異なるＸ線を照射して
複数のＸ線画像を得、これら複数のＸ線画像に読み取っ
てこれら複数のＸ線画像のそれぞれを表わす複数の画像
データを得、これら複数の画像データに基づいてエネル
ギーサブトラクション処理を行なって被写体の主として
軟部が記録された軟部画像を表わす軟部画像データもし
くは被写体の主として骨部が記録された骨部画像を表わ
す骨部画像データを求め、求められた軟部画像もしくは
骨部画像を観察の対象とする場合がある。この軟部画
像，骨部画像はそれぞれ骨部，軟部の陰影が消去された
画像であるため、骨部もしくは軟部に隠れてしまってい
た陰影や骨部もしくは軟部の影響で見にくくなってしま
っていた陰影を浮かび上がらせることができ、所定の観
察目的に良くマッチングする。しかし前述したようにこ
れら軟部画像，骨部画像はサブトラクション処理により
得られた画像であるため、原画像と比べノイズ成分が強
調され、この点からはむしろ観察適性が悪化してしまっ
ていた。

ここではこの問題点を解決して原画像とほぼ同程度ま
でS/N比が改善された画像を生成する際に、本発明の平
滑化処理が採用される。

第５図に示したＸ線撮影装置１を用いて、蓄積性蛍光
体シート５に被写体４（人体の胸部）のＸ線画像を蓄積
記録した後、短時間に蓄積性蛍光体シート５に代えて他
の新たな蓄積性蛍光体シート６を配置するとともにＸ線
管２の管電圧を変えて照射するＸ線のエネルギーを変
え、該蓄積性蛍光体シート６にも同一被写体４のＸ線画
像を蓄積記録する。ここでは蓄積性蛍光体シート５には
比較的低エネルギーのＸ線により撮影された第一のＸ線
画像が蓄積記録され、蓄積性蛍光体シート６には比較的
高エネルギーのＸ線により撮影された第二のＸ線画像が
蓄積記録されたものとする。

尚、ここでは２枚の蓄積性蛍光体シート5,6には短時
間ではあるが互いに異なる時刻に撮影を行なっている
が、低エネルギーのＸ線を吸収するフィルタを挾んで２
枚の蓄積性蛍光体シート5,6を重ねておき、一回の撮影
で２枚のＸ線画像を得るようにしてもよい。

上記のようにして２枚の蓄積性蛍光体シート5,6にそ
れぞれＸ線画像が蓄積記録された後、これらの蓄積性蛍
光体シート5,6が一枚ずつ第６図に示したＸ線画像読取
装置10にセットされ、前述したようにして画像信号S_Dが
得られ、画像処理表示装置30に入力される。ここでは蓄
積性蛍光体シート５に蓄積記録された、低エネルギーＸ
線による第一のＸ線画像を表わす画像信号S_Dを第一の画
像信号S_D1、蓄積性蛍光体シート６に蓄積記録された高
エネルギーＸ線による第二のＸ線画像を表わす画像信号
S_Dを第二の画像信号S_D2と称する。

第７図は、画像処理表示装置30に入力された第一およ
び第二のＸ線画像を表わす２つの画像信号S_D1,S_D2に基
づいて、該画像処理表示装置30内で行なわれる処理の流
れを表わした図である。

画像処理表示装置30に入力された第一および第二のＸ
線画像信号S_D1,S_D2は、第７図に示すそれぞれ第一のＸ
線画像41,第二のＸ線画像42を担持する信号である。前
述したように、第一のＸ線画像41は比較的低エネルギー
のＸ線による画像であり、第二のＸ線画像42は比較的高
エネルギーのＸ線による画像であるが、互いに軟部およ
び骨部の濃度は異なるものの両者ともこれら軟部および
骨部の双方が記録された原画像である。

これら第一および第二のＸ線画像信号S_D1,S_D2は第６
図に示す画像処理表示装置30内において、先ずこれら２
つの画像信号S_D1,S_D2がそれぞれ担持する各Ｘ線画像41,
42の相対的な位置合わせが画像信号上で行なわれる（特
開昭58−163338号公報参照）。この位置合わせは、撮影
の際に被写体に付したマーク（図示せず）が重なるよう
に２つのＸ線画像を相対的に直線的な移動および回転移
動を行なうことにより行なわれる。

この後、サブトラクション処理が行なわれる。

ここでＸ線の吸収係数μを、被写体の軟部と骨部、お
よび低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線とに分けて次
のように定める。

μ_L ^T:低エネルギーＸ線による軟部の吸収係数 μ_H ^T:高エネルギーＸ線による軟部の吸収係数 μ_L ^B:低エネルギーＸ線による骨部の吸収係数 μ_H ^B:高エネルギーＸ線による骨部の吸収係数 このとき、２つの画像信号S_D1,S_D2の互いに対応する
画素毎に、式 に従って重み付け引き算を行なうことによって、骨部の
陰影が抽出された骨部画像43（第７図参照）を表わす骨
部画像信号S1が求められる。

また、２つの画像信号S_D1,S_D2の互いに対応する画素
毎に、式 に従って重み付け引き算を行なうことによって、軟部の
陰影が抽出された軟部画像44（第７図参照）を表わす軟
部画像信号S2が求められる。

次に骨部画像データS1を処理することにより、骨部画
像43に含まれるノイズ成分の抽出が行なわれる。ここで
はこのノイズ成分の抽出のために、先ず骨部画像信号S1
に本発明の画像平滑化処理方法を用いて平滑化処理が行
なわれ、平滑化画像信号▲▼が求められる。この平
滑化画像信号▲▼の求め方は前述した実施例で述べ
たため、ここではその説明は省略する。

次に各画素毎に骨部画像信号S1から平滑化画像信号▲
▼を引き算することにより、ノイズ成分のみを抽出
したノイズ信号S_Nが求められる。

S_N＝S1−▲▼ …（６） このノイズ信号S_Nは骨部画像43の高周波ノイズを抽出
した信号である。ここで平滑化画像信号▲▼におい
ては骨部画像のエッジの情報はたとえばノイズ成分と同
程度の高空間周波数であっても保持されているため、上
記（６）式に従って骨部画像信号S1と平滑化画像信号▲
▼との差を求めることによりエッジの情報はきれい
にキャンセルされ、したがってエッジの情報を失わせる
ような平滑化処理を行なった場合と比べ、ノイズ信号S_N
はより純粋に骨部画像のノイズ成分のみを担持した信号
となる。

次にこのようにして求められたノイズ信号S_Nと軟部画
像44（第７図参照）を表わす軟部画像信号S2とが各画素
毎に重み付け足し算され、これにより画像情報としては
上記軟部画像44と略同一の情報を担持するとともに該軟
部画像44よりもノイズ成分が低減された処理済軟部画像
45が求められる。本実施例ではこの重み付け足し算は、
式 に従って行なわれ、これによりノイズ成分の一層の低減
が図られる。

（７）式に従って求められた画像信号S3は画像処理表
示装置30のCRTディスプレイ32に送られ、この画像信号S
3に基づく可視画像がCRTディスプレイ32に再生表示され
る。

尚、上記例は骨部画像信号S1からノイズ信号S_Nを求め
て軟部画像信号S2に加算した例であるが、骨部画像を観
察対象とする場合は、軟部画像信号S2からノイズ信号
S_N′を求めて骨部画像信号S1に加算すればよい。

次に平滑化処理の他の実施例について説明する。

第８図は、第１図と同様にＸ線画像の一部領域を表わ
した図である。

ここでは、第１図の場合と異なり所定の画素P_Oに関し
て平滑化処理を行なうにあたり、所定領域D₂の外周より
も内側に位置する領域であって上記所定の画素P_Oを取り
巻く近傍領域D₂′を含まない、該近傍領域D₂′を取り巻
くように形成された領域D₂内の各画素に対応する画像信
号S_Dが用いられる。

第９図は、所定の画素P_OがＸ線画像のエッジの近傍に
ある場合の、第８図に示す領域D₂内の各画素の画像信号
S_Dのヒストグラムを表わした図である。

このヒストグラムは第2A図に示すヒストグラムと比べ
２つの山が互いに良く分離されている。

例えば第８図に一点鎖線で示す位置にエッジが存在
し、該エッジより左側の領域40aに対応する画像信号S_D
は比較的低い値を有し、このため第９図の左側の山40
a′と対応し、第８図のエッジより右側の領域40bに対応
する画像信号S_Dは比較的高い値を有し、したがって第９
図の右側の山40b′と対応するものとする。ここでエッ
ジ上もしくは該エッジの極く近傍の画素に対応する画像
信号S_Dは、第８図の左右の２つの領域40a,40bにそれぞ
れ対応する画像信号S_Dのいずれにも属さないそれらの画
像信号S_Dの中間的な値を有する確立が高い。即ちエッジ
上もしくはエッジの極く近傍の画素に対応する画像信号
S_Dは第９図に示しヒストグラムにおいて２つの山40a′,
40b′の境界付近に位置する確立が高い。したがって第
８図に示すように、所定の画素P_Oに関して平滑化処理を
行なう場合に、該所定の画素P_Oを取り巻く近傍領域D₂′
を平滑化の演算の対象から外すようにすることによりエ
ッジ上ないしエッジの極く近傍の画素の画像信号S_Dが演
算に関与する率が少なくなりヒストグラム上の複数の山
の分離度が向上し、所定の画素P_Oが属する山のみを抽出
する精度が向上する。

ここでは、前述した実施例と異なり、第９図に示すよ
うに、第８図に示す領域D₂内の各画素に対応する画像信
号S_Dのうち、所定の画素P_Oの画像信号S_D′±α（αは、
ノイズの大きさより大きくエッジの大きさより小さい値
であって、実験もしくは経験に基づいてあらかじめ定め
られた所定値）の範囲内の値を有する画像信号（第９図
に斜線を施した部分に対応する）の平均値▲▼を求
め、この平均値▲▼を所定の画素P_Oに対応する新た
な画像信号とする。この実施例において所定の画素P_Oの
画像信号S_D′を中心としてS_D′±αの範囲内の値を有す
る画像信号S_Dを抽出する操作が該所定の画素P_Oが属する
山を抽出することに対応する。このS_D′±αの範囲内に
ある画像信号S_Dを抽出する演算は、前述した実施例と比
べ比較的簡単な演算で済み、したがって高速な処理を行
なうことが可能である。

第10図は、第１図，第８図と同様に、Ｘ線画像の一部
領域を表わした図である。

ここで用いられる所定の画素P_Oに関して平滑化処理を
行なうための領域D₃は、所定の画素P_Oを取り巻く近傍領
域D₃′が含まれていないということに関しては第８図の
場合と同様であるが、図の左右に２つに分かれている。
エッジの延びる方向が図の縦方向であることがあらかじ
め判明している場合、この図に示すような左右に分離し
た領域D₃を用いることにより、エッジ上もしくはエッジ
近傍の画素を演算から取り除くことができ、さらに精度
のよい演算を行なうことが可能となる。

このように本発明の画像平滑化処理方法は種々の態様
を包含するものであり、また種々の場合に用いることが
でき、画像のエッジを保存したままノイズ成分を低減さ
せることができる。

尚、上記各実施例は、蓄積性蛍光体シートを用いた例
であるが、本発明は蓄積性蛍光体シートを用いたものに
限られるものではなくＸ線フイルム（撮影に際して一般
に増感スクリーンと組合わされる）等を用いたものにも
適用することができ、さらに本発明は放射線画像の平滑
化処理に限られるものではなくエッジを保存したままノ
イズ成分を低減させる平滑化処理を行なう際に一般の画
像に対して適用することができるものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の第一の画像平滑
化処理方法および装置は、各画素点に対応して該各画素
点の周囲の所定領域内の画像データのヒストグラムを求
め、前述した各関数ｈ（Q_L）,f（Q_L）を用いて式 ｇ（Q_L）＝ｈ（Q_L）×ｆ（Q_L−Q_C） に従って関数ｇ（Q_L）を求め、この関数ｇ（Q_L）で重み
づけをした所定領域内の画像データQ_Lの平均的な値Q_C′
を求めるようにしたため、また本発明の第二の画像平滑
化処理方法および装置は、各画素点に対応して、該各画
素点の周囲の所定領域内の画像データのうち、該各画素
点の画像データに所定値を加算した値以下かつ該画像デ
ータから前記所定値と同一の所定値を減算した値以上の
値を有する画像データの平均的な値Q_C′を求めるように
したため、画像内のエッジを保存するとともにアーチフ
ァクトの発生を防止した平滑化処理が施される。

また、上記各画素点の周囲の所定領域として、上記所
定領域の外周よりも内側に位置する領域であって上記各
画素点を取り巻く近傍領域を含まない、該近傍領域を取
り巻くように形成された領域を用いることにより、上記
近傍領域をも含めた平滑化処理よりもさらに高精度の平
滑化処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、画像信号S_Dが表わすＸ線画像の一部領域を表
わした図、 第2A図，第2B図は、ある画素を中心とした所定領域内の
多数の画素に対応する画像信号の出現頻度をプロットし
た、異なる２つのヒストグラムを表わした図、 第３図は、画像信号S_Dを変数とした関数の一例を表わし
た図、 第４図は、画像信号S_Dが表わすＸ線画像および画像信号
S_Dを処理して求めた画像の、空間周波数スペクトルを表
わした図、 第５図は、Ｘ線撮影装置の概略図、 第６図は、Ｘ線画像読取装置と、本発明の画像平滑化処
理装置を内包した画像処理表示装置の斜視図、 第７図は、画像処理表示装置内で行なわれる処理の流れ
を表わした図、 第８図は、第１図と同様にＸ線画像の一部領域を表わし
た図、 第９図は、所定の画素P_OがＸ線画像のエッジの近傍にあ
る場合の、第８図に示す領域D₂内の各画素の画像信号S_D
のヒストグラムを表わした図、 第10図は、第１図，第８図と同様に、Ｘ線画像の一部領
域を表わした図である。 １……Ｘ線撮影装置、２……Ｘ線管 3,3a……Ｘ線、４……被写体 5,6……蓄積性蛍光体シート 16……レーザ光源、19……回転多面鏡 22……輝尽発光光、23……光ガイド 24……フォトマルチプライヤ 25……ログアンプ、26……A/D変換器 30……画像処理表示装置、40……Ｘ線画像 41,42……原画像、43……骨部画像 44……軟部画像、45……処理済軟部画像

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を表わす画像データに基づいて該画像
   に平滑化処理を施す画像平滑化処理方法において、 各画素点に対応して該各画素点の周囲の所定領域内の画
   像データのヒストグラムを求め、 前記ヒストグラムの、画像データQ_Lに対応する頻度を表
   わす関数をｈ（Q_L）、画像データQ_Lの絶対値|Q_L|が増加
   するにしたがって単調減少する関数をｆ（Q_L）、前記各
   画素点の画像データをQ_Cとしたとき、処理後の頻度を表
   わす関数ｇ（Q_L）を、式 ｇ（Q_L）＝ｈ（Q_L）×ｆ（Q_L−Q_C） にしたがって求め、 前記処理後の頻度を表わす関数ｇ（Q_L）で重みづけをし
   た、前記所定領域内の画像データQ_Lの平均的な値Q_C′を
   求め、 前記各画素点の画像データQ_Cに代えて前記平均的な値
   Q_C′を該各画素点の画像データとすることを特徴とする
   画像平滑化処理方法。
2. 【請求項２】画像を表わす画像データに基づいて該画像
   に平滑化処理を施す画像平滑化処理方法において、 各画素点に対応して、該各画素点の周囲の所定領域内の
   画像データのうち、該各画素点の画像データに所定値を
   加算した値以下かつ該画像データから前記所定値と同一
   の所定値を減算した値以上の値を有する画像データの平
   均的な値Q_C′を求め、 前記各画素点の画像データQ_Cに代えて前記平均的な値
   Q_C′を該各画素点の画像データとすることを特徴とする
   画像平滑化処理方法。
3. 【請求項３】前記各画素点の周囲の所定領域が、該各画
   素点を含み該各画素点の周囲に形成された領域であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の画像平滑化処理
   方法。
4. 【請求項４】前記各画素点の周囲の所定領域が、該所定
   領域の外周よりも内側に位置する領域であって上記各画
   素点を取り巻く近傍領域を含まない、該近傍領域を取り
   巻くように形成された領域であることを特徴とする請求
   項１または２記載の画像平滑化処理方法。
5. 【請求項５】画像を表わす画像データに基づいて該画像
   に平滑化処理を施す画像平滑化処理装置において、 各画素点に対応して該各画素点の周囲の所定領域内の画
   像データのヒストグラムを求めるヒストグラム演算手
   段、 前記ヒストグラムの、画像データQ_Lに対応する頻度を表
   わす関数をｈ（Q_L）、画像データQ_Lの絶対値|Q_L|が増加
   するにしたがって単調減少する関数をｆ（Q_L）、前記各
   画素点の画像データをQ_Cとしたとき、処理後の頻度を表
   わす関数ｇ（Q_L）を、式 ｇ（Q_L）＝ｈ（Q_L）×ｆ（Q_L−Q_C） にしたがって求めるヒストグラム処理手段、および 前記処理後の頻度を表わす関数ｇ（Q_L）で重みづけをし
   た、前記所定領域内の画像データQ_Lの平均的な値Q_C′を
   求める平均化手段とを備えたことを特徴とする画像平滑
   化処理装置。
6. 【請求項６】画像を表わす画像データに基づいて該画像
   に平滑化処理を施す画像平滑化処理装置において、 各画素点に対応して、該各画素点の周囲の所定領域内の
   画像データのうち、該各画素点の画像データに所定値を
   加算した値以下かつ該画像データから前記所定値と同一
   の所定値を減算した値以上の値を有する画像データの平
   均的な値Q_C′を求める平均化手段を備えたことを特徴と
   する画像平滑化処理装置。
7. 【請求項７】前記各画素点の周囲の所定領域が、該各画
   素点を含み該各画素点の周囲に形成された領域であるこ
   とを特徴とする請求項５または６記載の画像平滑化処理
   装置。
8. 【請求項８】前記各画素点の周囲の所定領域が、該所定
   領域の外周よりも内側に位置する領域であって上記該各
   画素点を取り巻く近傍領域を含まない、該近傍領域を取
   り巻くように形成された領域であることを特徴とする請
   求項５または６記載の画像平滑化処理装置。