JP3399684B2 - 画像処理方法および装置 - Google Patents
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Description
周波数強調処理に関し、さらに詳細には、再生画像の
X、Y方向の鮮鋭度を互いに略等しく揃えられるように
した周波数強調処理に関するものである。
を実施するための画像処理装置に関するものである。
β線、γ線、電子線、紫外線等)を照射すると、この放
射線のエネルギーの一部がその蛍光体中に蓄積され、そ
の後該蛍光体に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て蛍光体が輝尽発光を示す。この
ような性質を示す蛍光体を蓄積性蛍光体と言う。
写体の放射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体のシート(以
下、蓄積性蛍光体シートと称する)に記録し、該シート
を励起光で走査して輝尽発光させ、この輝尽発光光を光
電的に読み取って画像信号を得、この画像信号を処理し
て診断適性の良い被写体の放射線画像を得る放射線画像
情報記録再生システムが提案されている(例えば特開昭
55―12429号、同55―116340号、同55
―163472号、同56―11395号、同56―1
04645号など)。
再生システムにあっては、再生された放射線画像におい
て診断上重要な空間周波数領域が明確に示されず、コン
トラスト、鮮鋭度が低くて診断適性が劣ることがあっ
た。このような事情に鑑みて本出願人は既に、診断上有
効な超低空間周波数以上の周波数成分を強調することに
より、診断適性を向上させうる画像処理方法を提案した
(特開昭55―163472号公報参照)。
素のそれぞれについての画素値を示しているデジタル画
像データを、各画素についての原画像データをQorg 、
この画素に関する超低空間周波数に対応するボケマスク
(非鮮鋭マスク)データをQus、強調係数をβとしたと
き、 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) なる演算処理にかけるようにしたものである。
スクデータQusとは、オリジナル画像を超低空間周波数
成分より低い周波数成分しか含まないようにぼかした非
鮮鋭画像の各画素の濃度に対応するデータを指す。
れた新たな画像データQ’に基づいて放射線画像を再生
すれば、診断上有効な超低空間周波数以上の周波数成分
が強調され、診断適性に優れた再生放射線画像が得られ
るようになる。
査により画像を再生するもの、例えばCRT表示装置、
サーマルヘッドを用いる感熱記録装置、光走査記録装置
等であると、X、Y方向の鮮鋭度が互いに異なってしま
うという不具合が従来より認められていた。この不具合
は、画像再生装置のX、Y方向のレスポンスが互いに異
なっていることに起因していると考えられる。
おける強調係数βを変えることによって調節可能である
ので、強調係数βを比較的大きく設定して、レスポンス
が低い方向の鮮鋭度も十分となるようにすることも可能
であるが、そのようにすると、レスポンスが高い方向に
ついて過度の周波数強調がなされてアーチファクト(偽
画像)が発生することがある。
であり、先に説明した周波数強調処理を行なった上で、
画像再生装置において再生される画像のX、Y方向の鮮
鋭度を略一定に揃えることができる画像処理方法を提供
することを目的とするものである。
実施することができる画像処理装置を提供することを目
的とするものである。
処理方法は、前述したようにX、Y方向に並ぶ画素のそ
れぞれについての画素値を示しているデジタル画像デー
タを、各画素についての原画像データをQorg 、この画
素に関する超低空間周波数に対応するボケマスクデータ
をQus、強調係数をβとしたとき、 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) ……(1) なる演算処理にかけて、この演算処理後の画像データ
を、X、Y走査により画像を再生する画像再生装置に送
る画像処理方法において、上記演算処理を、画像再生装
置のX、Y方向のレスポンスの差に応じて、該X、Y方
向について互いに異なる特性の下に行なうことにより、
この画像再生装置で再生される画像のX、Y方向の最終
的な鮮鋭度を互いに略等しく揃えることを特徴とするも
のである。
て互いに異なる特性の下に行なうためには、より具体的
に、上記演算処理をまずX、Yの一方向について強調係
数をβ1 に設定して行ない、次いでこの演算処理後の画
像を原画像データとして、X、Yの他方向について強調
係数をβ2 (β1 ≠β2 )に設定して上記演算処理を行
なえばよい。さらには、このように1次元の演算処理を
2回行なう代わりに、それと等価の2次元フィルタリン
グ処理を行なうようにしてもよい。
前述したようにX、Y方向に並ぶ画素のそれぞれについ
ての画素値を示しているデジタル画像データを、前記
(1)式で示される演算処理にかけて、この演算処理後
の画像データを、X、Y走査により画像を再生する画像
再生装置に送る画像処理方法において、上記演算処理
を、画像再生装置のX、Y方向のレスポンスの差に応じ
て、該X、Y方向のうちの一方向のみについて行なうこ
とにより、この画像再生装置で再生される画像のX、Y
方向の最終的な鮮鋭度を互いに略等しく揃えることを特
徴とするものである。
は、前述したようにX、Y方向に並ぶ画素のそれぞれに
ついての画素値を示しているデジタル画像データを、前
記(1)式で示される演算処理にかけて、この演算処理
後の画像データを、X、Y走査により画像を再生する画
像再生装置に送る画像処理装置において、上記演算処理
を、X、Y方向について互いに異なる特性の下に行ない
得るように構成されたことを特徴とするものである。
て互いに異なる特性の下に行なうためには、より具体的
に、上記演算処理をまずX、Yの一方向について強調係
数をβ1 に設定して行ない、次いでこの演算処理後の画
像を原画像データとして、X、Yの他方向について強調
係数をβ2 (β1 ≠β2 )に設定して上記演算処理を行
うように構成すればよい。さらには、このように1次元
の演算処理を2回行なう代わりに、それと等価の2次元
フィルタリング処理を行なうように構成してもよい。
前述したようにX、Y方向に並ぶ画素のそれぞれについ
ての画素値を示しているデジタル画像データを、前記
(1)式で示される演算処理にかけて、この演算処理後
の画像データを、X、Y走査により画像を再生する画像
再生装置に送る画像処理装置において、上記演算処理
を、X、Y方向のうちの一方向のみについて行ない得る
ように構成されたことを特徴とするものである。
演算処理をX、Y方向について互いに異なる特性の下に
行なうことにより、あるいはX、Y方向のうちの一方向
のみについて行なうことにより、画像再生装置のX、Y
方向のレスポンスの差を補償して、再生画像のX、Y方
向の最終的な鮮鋭度を互いに略等しく揃えることができ
る。そこで本発明によれば、X、Y方向のうちの一方向
の鮮鋭度が不足することを防止でき、また、X、Y方向
のうちの一方向について過度の周波数強調処理をかけて
アーチファクトを発生させてしまうことも防止できる。
トを用いる放射線画像情報記録再生システムにおいて適
用されれば、診断適性が極めて高い放射線画像を再生で
きるので特に好ましいが、このような放射線画像情報記
録再生システム以外に適用された場合でも、上記の通り
の作用、効果を奏することは勿論である。
詳細に説明する。図1は本発明の方法により周波数強調
処理を行なう放射線画像情報記録再生システムの一例を
示すものである。このシステムは、前述の蓄積性蛍光体
シートに記録された放射線画像情報を読み取り、その読
み取った放射線画像を一例として感熱記録装置により再
生記録するものである。
介して照射されることによりこの被写体の透過放射線画
像情報を蓄積記録した蓄積性蛍光体シート10は、エンド
レスベルト等のシート搬送手段11により、副走査のため
に矢印Y方向に搬送される。半導体レーザ等の励起光源
12から射出された励起光(読取光)としてのレーザビー
ム13は、高速回転する回転多面鏡14によって反射偏向さ
れ、通常f・θレンズからなる走査レンズ18によって集
束され、ミラー19で反射して蓄積性蛍光体シート10上を
上記副走査方向Yと略直角な矢印X方向に主走査する。
ト10の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報
に応じた光量の輝尽発光光15が発散され、この輝尽発光
光15は集光体16によって集光され、光検出器としてのフ
ォトマルチプライヤー(光電子増倍管)17によって光電
的に検出される。
を成形して作られたものであり、直線状をなす入射端面
16aが蓄積性蛍光体シート10上のビーム走査線に沿って
延びるように配され、円環状に形成された出射端面16b
に上記フォトマルチプライヤー17の受光面が結合されて
いる。上記入射端面16aから集光体16内に入射した輝尽
発光光15は、該集光体16の内部を全反射を繰り返して進
み、出射端面16bから出射してフォトマルチプライヤー
17に受光され、前記放射線画像情報を担持する輝尽発光
光15の光量がこのフォトマルチプライヤー17によって検
出される。
信号(画像信号)Sは対数増幅器20によって増幅され、
A/D変換器21において所定の収録スケールファクター
でデジタル化される。こうして得られた、2次元画像を
担持するデジタルの画像データDは、画像処理装置27に
おいて階調処理、周波数強調処理等の画像処理を受け
る。この画像処理を受けた画像データD’は、サーマル
ヘッド28aを用いる感熱記録装置28に入力され、該感熱
記録装置28において画像データD’が示す2次元画像が
ハードコピー29に再生記録される。
強調処理について詳しく説明する。この画像処理装置27
は、1画像分の画素値を示しているデジタル画像データ
を一時的に格納しておくバッファメモリ23、後述する強
調係数βを記憶しておくメモリ24、およびフィルタリン
グ処理部25等からなり、まずX方向(主走査方向)に延
びる1走査ライン毎に、そのラインを構成している各画
素に関する原画像データQorg に対して、下記の演算処
理 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) に相当するフィルタリング処理を行なう。なおβは強調
係数、Qusは各画素に関する超低空間周波数に対応する
ボケマスクデータで、マスクサイズをN、そのマスクサ
イズ内の画素の画素値の合計値をΣとすると、Qus=Σ
/Nである。
画素の原画像データをx1 、x2 、x3 とすると、中央
の画素の原画像データx2 については、 Q’=x2 +β{x2 −(x1 +x2 +x3 )/3} =(−β/3)x1 +(1+2β/3)x2 +(−β/3)x3 であるから、 x2 ’=ax1 +bx2 +cx3 (b=1+2β/3、a=c=−β/3) ……(2) と置き代えるフィルタリング処理がなされる。
ィルタリング処理を受けた後の画像データを原画像デー
タとして、今度はY方向(副走査方向)に延びる1本の
画素列毎に、上記(2)式で示されるフィルタリング処
理を行なう。
回目のフィルタリング処理とでは、強調係数βがそれぞ
れβ1 、β2 と、互いに異なる値に設定される。これら
の強調係数β1 、β2 は、感熱記録装置28のX、Y方向
のレスポンスの差に応じて定められるものである。すな
わち、感熱記録装置28のX、Y方向のレスポンス特性が
各々図2の曲線a、bであるとし、X、Y方向で主に鮮
鋭度を揃えたい空間周波数をαとし、この空間周波数α
に対応するX、Y方向のMTFをそれぞれm1、m2 と
すると、強調係数β1 、β2 はそれぞれ図3に示すよう
に互いに相違して、m1 /m2 =(1+β2 )/(1+
β1 )の関係を満たす値に設定される。
て、超低空間周波数以上の周波数成分を強調することに
より、感熱記録装置28によりハードコピー29として再生
された放射線画像においては、診断に重要な周波数領域
が大幅に強調され、鮮鋭度が向上して該放射線画像の診
断適性が向上する。以上の処理によるメリットは、前記
特開昭55―163472号公報にさらに詳しく記載さ
れている。
理における強調係数β1 、β2 を上述のように設定する
と、感熱記録装置28のX、Y方向のレスポンスの差が補
償されて、この感熱記録装置28で記録される画像は、主
に空間周波数αにおいてX、Y方向の鮮鋭度が互いに略
等しいものとなる。
鮮鋭度を揃えたい空間周波数α毎の強調係数β1 、β2
の組合わせを記憶させておき、この空間周波数αに応じ
てそこから強調係数β1 、β2 を読み出して、フィルタ
リング処理部25において設定させるようにすると便利で
ある。
フィルタリング処理を2回行なっているが、それと等価
の2次元フィルタリング処理を1回行なって、同様の効
果を得ることも可能である。以下、そのような2次元フ
ィルタリング処理の例を説明する。
係数が、X方向については強調係数をβ1 とすることに
よりa、b、cとなり、Y方向については強調係数をβ
2 とすることによりa’、b’、c’となるものとす
る。
向に強調係数β1 で前記のフィルタリング処理を行な
い、その処理後の画像データに対してY方向に強調係数
β2 で同様のフィルタリング処理を行なうのと等価な作
用を果たす2次元フィルタは、次の行列式で表される。
素の原画像データに掛けて足すことにより、中央位置の
画素に関する変換画像データが求められる。すなわち、
3×3画素の原画像データを例えば x1 x2 x3 x1 ’ x2 ’ x3 ’ x1 ” x2 ” x3 ” としたとき、中央位置の画素の原画像データx2 ’は、 Q’=a’ax1 +a’bx2 +a’cx3 +b'ax1 ’+b’bx2 ’+b’cx3 ’ +c’ax1 ”+c’bx2 ”+c’cx3 ” なる画像データQ’に変換される。
リング処理をX方向、Y方向で互いに特性を変えて行な
うことにより、感熱記録装置28のX、Y方向のレスポン
スの差を補償するようにしているが、このフィルタリン
グ処理を上記レスポンスの差に応じてX、Y方向のうち
の一方向のみについて行なうことにより、感熱記録装置
28のX、Y方向のレスポンスの差を補償することも可能
である。
構成図
のレスポンス特性を示すグラフ
の差を補償する周波数強調係数βの値を説明するグラフ
Claims (8)
- 【請求項1】 X、Y方向に並ぶ画素のそれぞれについ
ての画素値を示しているデジタル画像データを、各画素
についての原画像データをQorg 、この画素に関する超
低空間周波数に対応するボケマスクデータをQus、強調
係数をβとしたとき、 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) なる演算処理にかけて、 この演算処理後の画像データを、X、Y走査により画像
を再生する画像再生装置に送る画像処理方法において、 前記演算処理を、前記画像再生装置のX、Y方向のレス
ポンスの差に応じて、該X、Y方向について互いに異な
る特性の下に行なうことにより、この画像再生装置で再
生される画像のX、Y方向の最終的な鮮鋭度を互いに略
等しく揃えることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項2】 前記演算処理をまずX、Yの一方向につ
いて強調係数をβ1に設定して行ない、 次いでこの演算処理後の画像を原画像データとして、
X、Yの他方向について強調係数をβ2 (β1 ≠β2 )
に設定して前記演算処理を行なうことを特徴とする請求
項1記載の画像処理方法。 - 【請求項3】 前記演算処理をまずX、Yの一方向につ
いて強調係数をβ1に設定して行ない、次いでこの演算
処理後の画像を原画像データとして、X、Yの他方向に
ついて強調係数をβ2 (β1 ≠β2 )に設定して前記演
算処理を行なうことと等価の2次元フィルタリング処理
を、前記原画像データに対してかけることを特徴とする
請求項1記載の画像処理方法。 - 【請求項4】 X、Y方向に並ぶ画素のそれぞれについ
ての画素値を示しているデジタル画像データを、各画素
についての原画像データをQorg 、この画素に関する超
低空間周波数に対応するボケマスクデータをQus、強調
係数をβとしたとき、 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) なる演算処理にかけて、 この演算処理後の画像データを、X、Y走査により画像
を再生する画像再生装置に送る画像処理方法において、 前記演算処理を、前記画像再生装置のX、Y方向のレス
ポンスの差に応じて、該X、Y方向のうちの一方向のみ
について行なうことにより、この画像再生装置で再生さ
れる画像のX、Y方向の最終的な鮮鋭度を互いに略等し
く揃えることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項5】 X、Y方向に並ぶ画素のそれぞれについ
ての画素値を示しているデジタル画像データを、各画素
についての原画像データをQorg 、この画素に関する超
低空間周波数に対応するボケマスクデータをQus、強調
係数をβとしたとき、 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) なる演算処理にかけて、 この演算処理後の画像データを、X、Y走査により画像
を再生する画像再生装置に送る画像処理装置において、 前記演算処理を、前記X、Y方向について互いに異なる
特性の下に行ない得ることを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項6】 前記演算処理をまずX、Yの一方向につ
いて強調係数をβ1に設定して行ない、次いでこの演算
処理後の画像を原画像データとして、X、Yの他方向に
ついて強調係数をβ2 (β1 ≠β2 )に設定して前記演
算処理を行なうことを特徴とする請求項5記載の画像処
理装置。 - 【請求項7】 前記演算処理をまずX、Yの一方向につ
いて強調係数をβ1に設定して行ない、次いでこの演算
処理後の画像を原画像データとして、X、Yの他方向に
ついて強調係数をβ2 (β1 ≠β2 )に設定して前記演
算処理を行なうことと等価の2次元フィルタリング処理
を、前記原画像データに対してかけることを特徴とする
請求項5記載の画像処理装置。 - 【請求項8】 X、Y方向に並ぶ画素のそれぞれについ
ての画素値を示しているデジタル画像データを、各画素
についての原画像データをQorg 、この画素に関する超
低空間周波数に対応するボケマスクデータをQus、強調
係数をβとしたとき、 Q’=Qorg +β(Qorg −Qus) なる演算処理にかけて、 この演算処理後の画像データを、X、Y走査により画像
を再生する画像再生装置に送る画像処理装置において、 前記演算処理を、前記X、Y方向のうちの一方向のみに
ついて行ない得ることを特徴とする画像処理装置。
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