JP3454318B2 - 画像重ね合せ方法およびエネルギーサブトラクション方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同一被写体の放射線画
像情報を担持する複数の画像信号の加算処理を行う放射
線画像の重ね合せ処理方法、およびそれら複数の画像信
号の減算処理を行うエネルギーサブトラクション方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】記録された放射線画像を読み取って画像
信号を得、この画像信号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（画像信号）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号参照）。

【０００３】また本出願人により、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走査して輝
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。

【０００４】一方、従来より放射線画像の重ね合せ処理
が公知となっている（例えば特開昭56-11399号参照）。
一般に、放射線画像は診断用その他の目的に使われる
が、その使用に当たっては被写体の微小な放射線吸収差
を良好に検出することが要求される。放射線画像におけ
るこの検出の程度をコントラスト検出能または単に検出
能と呼ぶが、この検出能の高いもの程診断性能も高く、
実用的価値が高い放射線画像であると言うことができ
る。したがって診断性能を高めるため、この検出能を高
くすることが望まれるが、その最も大きな障害要因は各
種ノイズである。

【０００５】例えば、前述した蓄積性蛍光体シートを使
用する放射線画像記録方式においては、放射線画像を蓄
積性蛍光体シートに蓄積記録し、読み出すステップにお
いて次のようなノイズの存在が認められている。

【０００６】(1) 放射線の量子ノイズ (2) 蓄積性蛍光体シートの蛍光体塗布分布もしくは蛍光
体粒子分布の不均一によるノイズ (3) 蓄積性蛍光体シートに蓄積記録された画像を輝尽発
光させる励起光のノイズ (4) 蓄積性蛍光体シートから発せられ、集光、検出され
る輝尽発光光のノイズ (5) 電気信号を増幅、処理する系における電気的ノイズ 重ね合せ処理は、これらのノイズを大幅に減少させ、被
写体の僅かな放射線吸収差も最終画像において明確に観
察可能にする、すなわち検出能を大幅に向上させる方法
である。重ね合せ処理の一般的な手法および作用は、次
の通りである。

【０００７】複数枚重ねた記録媒体に放射線画像を撮影
（記録）し、この複数枚の記録媒体を読取処理にかけて
得た複数の画像信号を重ね合わせる。このことにより、
前述の各種ノイズを減少させることができる。すなわ
ち、前述の蓄積性蛍光体シートのノイズ(1) 〜(5) は各
シートの画像ごとに異なった分布を示す場合が多いの
で、これらのシートの画像を重ね合わせることにより各
ノイズは平均化され、重ね合せ処理をした画像ではノイ
ズが目立たなくなる。つまり、Ｓ／Ｎの良い画像信号が
得られる。Ｘ線フイルムに記録された放射線画像を読み
取った場合にも、これと同様のことがいえる。さらに詳
しくは、ノイズ(1) 〜(5) には、ポアソン統計で近似で
きるノイズが多く、特に放射線画像のノイズの中で支配
的な要因の１つである放射線の量子ノイズはその一例で
ある。ここで、ノイズがポアソン統計で近似できると
し、２枚の放射線画像がそれぞれ同等の大きさの信号Ｓ
₁ 、Ｓ₂およびノイズＮ₁ 、Ｎ₂ を持つと考えた場合、
２枚の画像を重ね合せた場合の信号とノイズの大きさ
は、信号がＳ₁ ＋Ｓ₂ 、ノイズが

【０００８】

【数１】

【０００９】となる。一方、放射線画像の検出能を表す
一つの指標であるＳ／Ｎを考えた場合、重ね合せる前の
各画像のＳ／Ｎはそれぞれ、Ｓ₁ ／Ｎ₁ 、Ｓ₂ ／Ｎ₂ で
あるが、重ね合せ処理を行うことによりＳ／Ｎは、

【００１０】

【数２】

【００１１】となり、Ｓ／Ｎが向上する。また、重ね合
せ処理を行う際に、それぞれの信号に重み付けを行うこ
とにより、Ｓ／Ｎ向上の最適化が可能である。

【００１２】従来、実際にこの重ね合せ処理を行うため
には、例えば、蓄積性蛍光体シートを用いた場合には、
カセッテに蓄積性蛍光体シートを２枚重ねて入れて被写
体の撮影を行い、２枚の蓄積性蛍光体シートに対して通
常の読取処理と同様の読取処理を逐次行って２組の画像
信号を得る、という方法が用いられている。

【００１３】一方、従来より放射線画像のサブトラクシ
ョン処理が公知となっている。この放射線画像のサブト
ラクションとは、異なった条件で撮影した２つの放射線
画像を光電的に読み出してデジタル画像信号を得た後、
これらのデジタル画像信号を両画像の各画素を対応させ
て減算処理し、放射線画像中の特定の構造物を抽出させ
る差信号を得る方法であり、このようにして得た差信号
を用いれば、特定構造物のみが抽出された放射線画像を
再生することができる。

【００１４】このサブトラクション処理には、基本的に
次の２つの方法がある。即ち、(1) 造影剤注入により特
定の構造物が強調された放射線画像の画像信号から、造
影剤が注入されていない放射線画像の画像信号を引き算
（サブトラクト）することによって特定の構造物を抽出
するいわゆる時間サブトラクション処理と、(2) 同一の
被写体に対して相異なるエネルギー分布を有する放射線
を照射し、あるいは被写体透過後の放射線をエネルギー
分布状態を変えて２つの放射線検出手段に照射して、そ
れにより特定の構造物が異なる画像を２つの放射線画像
間に存在せしめ、その後この２つの放射線画像の画像信
号間で適当な重みづけをした上で引き算（サブトラク
ト）を行って、特定の構造物の画像を抽出するいわゆる
エネルギーサブトラクション処理である。

【００１５】先に述べた蓄積性蛍光体シートを利用する
放射線画像情報記録再生システムにおいては、該シート
に記録されている放射線画像情報が直接電気的画像信号
の形で読み取られるから、このシステムによれば、上述
のようなサブトラクション処理を容易に行うことが可能
となる。この蓄積性蛍光体シートを用いてエネルギーサ
ブトラクション処理を行うためには、例えば２枚の蓄積
性蛍光体シートに特定の構造物に対応する部分の画像情
報が異なるように画像記録（撮影）を行えばよく、具体
的には、エネルギー分布の異なる２種類の放射線を用い
て撮影を２回行う２ショット法と、例えば被写体を透過
した放射線を、重ねられた２枚の蓄積性蛍光体シート
（それらは互いに接していても、離れていてもよい）に
同時に曝射することによって、両シートに互いにエネル
ギー分布が異なる放射線を照射するようにした１ショッ
ト法が知られている。

【００１６】また、上述した輝尽発光光を光電的に読み
取る方法として、蓄積性蛍光体シートの両面に上述した
光電読取手段を配して、蓄積性蛍光体シートの両面また
は片面にのみ励起光を走査し、この励起光走査により発
せられた輝尽発光光を蓄積性蛍光体シートの両面から光
電的に読み取る両面集光読取方法が提案されている（例
えば、特開昭55-87970号参照）。このような両面集光読
取方法は、蓄積性蛍光体シートに１つの放射線画像が蓄
積記録され、かつ蓄積性蛍光体シートの両面から輝尽発
光光を集光するようにしたものであるので、集光効率が
向上し、Ｓ／Ｎ比がより改善される。

【００１７】上記特開昭55-87970号に開示された両面集
光読取方法においては、透明なホルダー上に蓄積性蛍光
体シートを装着し、その上下に光電読取手段を配置して
いる。すなわち、ホルダーの上に配置された光電読取手
段では、蓄積性蛍光体シートの表面から射出した輝尽発
光光を読み取り、ホルダーの下に配置された光電読取手
段では、蓄積性蛍光体シートの裏面から射出した輝尽発
光光を読み取ることとなる。

【００１８】上述した重ね合せを行うための画像信号を
得る場合、複数枚重ねた蓄積性蛍光体シートに放射線画
像を記録する必要があるが、この際、放射線源から遠い
位置にある蓄積性蛍光体シートから得られる画像信号
は、放射線源に最も近い位置にある上側シートから得ら
れる画像信号と同様に低周波数帯域における画像情報を
含むものであるが、上側シートと比べて高周波数帯域の
周波数依存特性が低く、高周波数帯域については画像情
報が少なくなり、散乱光等の影響によるノイズ成分が多
くなるものである。したがって、このまま上側、下側シ
ートから得られる画像信号に同一の重み付けをして加算
を行ったのでは、加算された画像信号の低周波数帯域で
は画質が良くなるが、高周波数帯域ではノイズ成分も強
調されてしまうため、画質の低下を招くこととなる。ま
た、前述した１枚の蓄積性蛍光体シートの両面から画像
信号を読み取る方法により得られたシートの上側から得
られた画像信号とシートの下側から得られた画像信号の
場合にも同様の画質の低下を招くおそれがある。さらに
は、前述したエネルギーサブトラクションを行う画像信
号についても画像信号の周波数帯域によりノイズ成分の
割合が異なるため、画像信号間で減算処理を行った際に
も、各画像信号の重み付け係数により差信号のノイズ成
分が多くなってしまう場合がある。

【００１９】そこで本願出願人により、上述した重ね合
わせ画像、エネルギーサブトラクション画像において、
ノイズ成分が少ないより高画質の画像を得ることができ
る放射線画像の重ね合せ方法およびエネルギーサブトラ
クション方法が提案されている（特願平6-62476 号）。

【００２０】この方法は、重ね合せを行う画像信号に対
して、フーリエ変換、ウェーブレット変換等を施し、複
数の周波数帯域ごとの変換係数信号を得、画像信号の周
波数特性に応じて信号対ノイズ比の低い周波数帯域の重
み付け係数を信号対ノイズ比の高い周波数帯域の重み付
け係数に比して相対的に小さくして各周波数帯域ごとの
係数信号を加算し、加算された係数信号に逆フーリエ変
換、逆ウェーブレット変換等を施して最終的な加算信号
を得るようにした方法である。この方法により画像の重
ね合せ処理、サブトラクション処理を行うことにより、
加算信号、またはサブトラクション信号は全周波数帯域
に亘って信号対ノイズ比が高いものとなり、この加算信
号またはサブトラクション信号を再生することにより高
画質の重ね合せ画像またはエネルギーサブトラクション
画像を得ることができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た放射線画像の重ね合せ方法においては、フーリエ変換
やウェーブレット変換により画像信号を複数の周波数帯
域ごとの係数信号に分解したり、分解された周波数帯域
ごとに別々に加算を行うものであるため、計算に長時間
を要し、また装置の構成も複雑なものとなり、さらには
装置のコストもかかるものとなっていた。

【００２２】さらに、画像信号に含まれるノイズは、シ
ートに照射される放射線の量にも影響されるものであ
る。すなわち、放射線の照射量が大きいほど放射線の量
子ノイズよりもシートの蛍光体の塗布状態等、シートの
構造に起因する固定ノイズの割合が増加してくるもので
ある。したがって、被写体に照射される放射線の量に応
じて加算信号あるいはサブトラクション信号により得ら
れる再生画像の画質を最適なものとする画像信号の周波
数帯域の重み付けの割合も変化するものである。

【００２３】本発明は上記事情に鑑み、被写体への放射
線の照射量に拘らず高画質の再生画像を得ることができ
るとともに、簡易、低コストかつ高速に周波数別に画像
信号の加算および減算を行うことができる放射線画像の
重ね合せ方法およびエネルギーサブトラクション方法を
提供することを目的とするものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明による放射線画像
の重ね合せ方法は、前述した放射線画像の重ね合せ方法
において、被写体に照射された放射線量を求め、この放
射線量に基づいて、複数の画像信号のうち少なくとも１
つの画像信号について、この画像信号をコンボリューシ
ョンして得られた画像信号とそれ以外の画像信号との加
算信号を得た際に、加算信号の信号対ノイズ比が高くな
る周波数特性を有するマスクフィルタを求めこのマスク
フィルタにより前記所望とする画像信号をコンボリュー
ションし、コンボリューションにより得られた画像信号
とそれ以外の画像信号との加算を行って前記加算信号を
得ることを特徴とするものである。

【００２５】また、本発明による放射線画像の重ね合せ
方法においては、複数の画像信号のすべてにコンボリュ
ーションによる処理を施してもよく、この場合さらに各
画像信号におけるマスクフィルタの周波数特性の和が任
意の周波数において１であるようにしてもよい。

【００２６】なお、複数の画像信号のすべてにコンボリ
ューションにより処理を施す場合は、上述した「それ以
外の画像信号」にはコンボリューションにより得られた
画像信号を含むものとなる。

【００２７】さらに、放射線画像に含まれる被写体の部
位ごとに放射線量を求め、この放射線量に基づいて被写
体の部位ごとにマスクフィルタを求め、部位ごとに求め
られたマスクフィルタにより所望とする画像信号に対し
てコンボリューションによる処理を施すようにしてもよ
いものである。

【００２８】また、単一のマスクフィルタにより各画像
信号にコンボリューションによる処理を施すようにして
もよい。

【００２９】また、本発明によるエネルギーサブトラク
ション方法は、前述したようなエネルギーサブトラクシ
ョン方法において、被写体に照射された放射線量を求
め、この放射線量に基づいて、複数の画像信号のうち少
なくとも１つの画像信号について、この画像信号をコン
ボリューションして得られた画像信号とそれ以外との画
像信号との差信号を得た際に、差信号の信号対ノイズ比
が高くなる周波数特性を有するマスクフィルタを求めこ
のマスクフィルタにより前記所望とする画像信号をコン
ボリューションし、コンボリューションにより得られた
画像信号とそれ以外の画像信号との減算を行って前記差
信号を得ることを特徴とするものである。

【００３０】さらに、本発明による放射線画像の重ね合
せ方法と同様に放射線画像に含まれる被写体の部位ごと
に放射線量を求め、この放射線量に基づいて被写体の部
位ごとにマスクフィルタを求め、部位ごとに求められた
マスクフィルタにより所望とする画像信号に対してコン
ボリューションによる処理を施すようにしてもよいもの
である。

【００３１】さらに、上述した重ね合せ方法およびエネ
ルギーサブトラクション方法において、複数の画像信号
のすべてにコンボリューションによる処理を施すように
してもよく、この際、マスクフィルタの周波数特性の和
を任意の周波数において１であるようにしてもよい。

【００３２】なお、複数の画像信号のすべてにコンボリ
ューションにより処理を施す場合は、上述した「それ以
外の画像信号」にはコンボリューションにより得られた
画像信号を含むものとなる。

【００３３】

【作用および発明の効果】本発明による放射線画像の重
ね合せ方法は、被写体に照射された放射線量を求め、こ
の放射線量に基づいて画像信号をコンボリューションす
べきマスクフィルタを求めるようにしたため、加算信号
により表される放射線画像の画質を最適なものとするマ
スクフィルタを被写体に照射される放射線の量に応じて
求めることができ、被写体に照射される放射線量に拘ら
ず最適な画質の重ね合せ画像を得ることができる。しか
も本発明による放射線画像の重ね合せ方法は、画像信号
の全体に周波数特性を変化させる処理を施すようにした
ため、ウェーブレット変換、フーリエ変換等の周波数変
換を行う必要がなくなり、計算量を少なくすることがで
き、また、本発明を実施するための装置の構成を簡易な
ものとすることができる。したがって、高速かつ低コス
トで高画質の重ね合せ画像を得ることができる。

【００３４】また、複数の画像信号のすべてにコンボリ
ューションによる画像を施すようにすれば、より高画質
の加算信号を得ることができる。

【００３５】この際、マスクフィルタの周波数特性の和
を任意の周波数において１となるようにすれば、コンボ
リューションによる処理が施された画像信号を加算する
際に、各画像信号の加算比が１となるような重み付けを
する必要がなくなるため、より演算時間を短縮して高速
に加算処理を行うことができる。

【００３６】さらに、被写体の部位ごとに放射線量を求
めてマスクフィルタを求めるようにすれば、その部位の
観察読影適性に適した加算信号を得ることができ、より
高画質の重ね合せ画像を得ることができる。

【００３７】また、マスクフィルタを単一なものとする
ことにより、本発明による重ね合せ方法を実施するため
の装置に記憶すべきマスクフィルタの数を少なくするこ
とができるため、装置の構成をより簡易なものとするこ
とができる。

【００３８】さらに、上述した処理をエネルギーサブト
ラクション処理にも適用することができ、これによりサ
ブトラクション処理により得られる差信号は被写体に照
射された放射線量を反映してノイズが低減された高画質
なものとなるとともに、画像信号の全体に周波数特性を
変化させる処理を施すようにしたため、ウェーブレット
変換、フーリエ変換等の周波数変換を行う必要がなくな
って、計算量を少なくすることができ、また、本発明を
実施するための装置の構成を簡易なものとすることがで
きる。したがって、高速かつ低コストで高画質のサブト
ラクション画像を得ることができる。

【００３９】

【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。

【００４０】図１は２枚の蓄積性蛍光体シート４Ａ，４
Ｂに、同一の被写体１を透過した放射線２を照射する状
態を示す図である。

【００４１】図１に示すように、第１の蓄積性蛍光体シ
ート４Ａおよび第２の蓄積性蛍光体シート４Ｂとを重ね
て配置して放射線源３を駆動させて、放射線２を発せし
めることにより、被写体１を透過した放射線２は第１お
よび第２の蓄積性蛍光体シート４Ａ，４Ｂに照射され、
被写体１の放射線画像情報が蓄積性蛍光体シート４Ａお
よび４Ｂに蓄積記録される。

【００４２】次にこれら２枚の蓄積性蛍光体シート４
Ａ，４Ｂから、図２に示すような画像読取手段によって
放射線画像を読み取り、放射線画像を表す画像信号を得
る。まず蓄積性蛍光体シート４Ａをエンドレスベルト等
の副走査手段９により矢印Ｙの方向に移動させながら、
レーザー光源10からのレーザー光（励起光）11を走査ミ
ラー12によって偏向させ、シート４Ａ上をＸ方向に主走
査させる。この励起光走査により蓄積性蛍光体シート４
Ａ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13が発散する。輝尽発光光13は、透明
なアクリル板を成形して作られた光ガイド14の一端面か
らこの光ガイド14の内部に入射し、その中を全反射を繰
返しながら進行して、フォトマルチプライヤー（光電子
増倍管）15に受光される。このフォトマルチプライヤー
15からは、輝尽発光光13の発光量に対応した、つまり上
記画像情報を示す出力信号Ｓ_A が出力される。

【００４３】この出力信号Ｓ_A は、対数増幅器16により
対数増幅され、次いでＡ／Ｄ変換器17に入力されて、デ
ジタルの画像信号Ｓ₁ に変換される。この画像信号Ｓ₁
は例えば磁気ディスク等の記憶媒体18に記憶される。次
に、全く同様にして、もう１枚の蓄積性蛍光体シート４
Ｂの記録画像情報が読み出され、その画像情報を示すデ
ジタルの画像信号Ｓ₂ が記憶媒体18に記憶される。

【００４４】なお、この際、放射線量算出手段19におい
て出力信号Ｓ_A ，Ｓ_B の信号値、フォトマルチプライヤ
ー15の読取感度およびラチチュードに基づいて、被写体
１に照射された放射線量が求められ、この放射線量を表
す信号Ｓ_M が画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ とともに記憶媒体18に
記憶される。

【００４５】次に、このようにして得られた画像信号Ｓ
₁ ，Ｓ₂ を用いて重ね合せ処理を行う。図３はこの重ね
合せ処理を行う装置の概略を表す図である。まず記憶媒
体18内の画像ファイル18Ａと画像ファイル18Ｂとから画
像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ が読み出されるとともに信号Ｓ_M も読
み出され、画像処理手段20に入力される。画像処理手段
20に入力された２つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ には後述する
ようなフィルタによる画像処理が施され、この処理が施
された画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ は加算手段21に入力されて加
算がなされる。加算手段21において得られた加算信号Ｓ
add はＣＲＴ等の再生手段21に入力され、ここで可視像
として再生される。

【００４６】以下、画像処理手段20において行われる処
理について詳細に説明する。

【００４７】２枚の蓄積性蛍光体シート４Ａ，４Ｂから
得られた画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ はそれぞれ図４(a) ，(b)
に示すようなＭＴＦ（Modulation Transfer Function，
周波数依存特性）を有する。ここで、ＭＴＦはＣＴＦチ
ャート（Contrast TransferFunction Chart）を撮影す
ることにより得られるものであり、各周波数帯域ごとの
画像信号の解像度の大きさを表すものである。すなわ
ち、図４(a) に示すように、放射線源に近い上側の蓄積
性蛍光体シート４Ａから得られた画像信号Ｓ₁ のＭＴＦ
１は、高周波数帯域まで大きいため、画像信号Ｓ₁ は高
周波数帯域までの情報を有するが、図４(b) に示すよう
に放射線源から遠い下側の蓄積性蛍光体シート４Ｂから
得られた画像信号Ｓ₂ は、画像信号Ｓ₁ と比較して高周
波数帯域側のＭＴＦ２が小さくなっており、高周波数帯
域の情報が少ないものとなっている。これは、画像信号
Ｓ₂ の高周波数帯域の情報は、撮影時の散乱線等のノイ
ズを含み、さらには、高周波数帯域側の細い情報が放射
線源から遠いことに起因してボケていることを表してい
る。

【００４８】ここで、図４(a) ，(b) に示す各画像信号
の周波数特性ＭＴＦ１，２と併せて、図５(a) ，(b) に
示すように各画像信号のノイズの周波数特性Ｗiner１，
２を求める。ここでＷiner１，２は、前述した撮影装置
において、ノイズだけの画像すなわち被写体を置かない
で撮影を行って得られたノイズ画像信号の周波数ごとの
分散を求めたものをいう。すなわち、Ｗiner１について
みてみると、ノイズだけの画像を撮影して上側の蓄積性
蛍光体シート４Ａから得られたノイズ画像信号Image
（Ｘ１）について、

【００４９】

【数３】

【００５０】により得られたＲＭＳ² を周波数ごとにプ
ロットしたものが図５(a) ，(b) に示すＷiner１，２と
なる。

【００５１】ここで、ＤＱＥなる指標を以下の式(4) に
より定義する

【００５２】

【数４】

【００５３】式(4) はＤＱＥが高いほど画質が良いこと
を示している。また、ＤＱＥは周波数ごとに求められる
ものである。

【００５４】次いで、上述したＭＴＦ１，２を得た際に
得られる周波数帯域ごとの画像信号Image １（Ｘ），Im
age ２（Ｘ）を、 add (t) ＝ｔ×Image １（Ｘ）＋（１−ｔ）×Image ２（Ｘ） …(5) により加算した加算画像信号add(t)について、ｔを０〜
１まで変化させることにより、複数の加算画像信号add
(t)を得る。そして、各加算画像信号add(t)についてＤ
ＱＥを算出し、ｔを横軸に、ＤＱＥを縦軸にとってプロ
ットする。図６は、複数の周波数帯域ごとに得られた、
ｔとＤＱＥとの関係を表す図である。図６(a) 示すよう
に周波数帯域が１サイクル／mm（図６においては１ｃ／
mmと表示）のときはｔ＝0.5 でＤＱＥが最大となる。ま
た、図６(b) に示すように、周波数帯域が２サイクル／
mmのときはｔ＝0.7 で、図６(c) に示すように周波数帯
域が３サイクル／mmのときはｔ＝0.9 でそれぞれＤＱＥ
が最大となる。

【００５５】このように、各周波数帯域ごとにＤＱＥが
最大となるｔをプロットすることにより、図７に示すよ
うに重み付けテーブルを得ることができる。

【００５６】このように、画像の指標であるＤＱＥを最
大にする最適加算比は周波数ごとに異なるものである。
また前述したように、画像信号Ｓ₁ は高周波数帯域まで
の情報を有するが、画像信号Ｓ₂ の高周波数帯域の情報
はノイズ成分が支配的である。さらに、被写体１に照射
される放射線量に応じて、画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ のノイズ
成分が支配的である周波数帯域も変化するものである。
したがって、被写体に照射された放射線量を考慮して画
像信号Ｓ₁ については高周波数帯域のレスポンスを強調
し、画像信号Ｓ₂ については高周波数帯域のレスポンス
を低下させるようなマスクフィルタを求め、このマスク
フィルタにより各画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ をコンボリューシ
ョンした後に各画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ を加算すれば、得ら
れた加算信号により表される放射線画像は高画質のもの
となる。

【００５７】以下、画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ に施す処理につ
いて説明する。

【００５８】まず、被写体に照射される放射線量に応じ
て、画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ をコンボリューションすべきフ
ィルタＦ₁ ，Ｆ₂ を決定する。ここで、被写体１に照射
される放射線量が増加してくると、放射線の量子ノイズ
よりも前述したような蓄積性蛍光体シートにおける蛍光
体の塗布状態等シートの構造に起因する固定ノイズの割
合が、ノイズ成分の中において増加してくる。すなわ
ち、画像信号Ｓ₁ と画像信号Ｓ₂ とでは、放射線の量子
ノイズの相関は少ないが、固定ノイズの相関は大きくな
る。したがって、被写体１に照射される放射線量が大き
くなるにつれて、放射線源から遠い位置にある蓄積性蛍
光体シート４Ｂから得られる画像信号Ｓ₂における高周
波成分はノイズ成分が増加してくる。よって、画像信号
Ｓ₂ については被写体１に照射された放射線量が0.1 ｍ
Ｒのときは、図８に示す周波数特性を有するフィルタＦ
₂ を、１ｍＲのときは図９に示す周波数特性を有するフ
ィルタＦ₂ を、10ｍＲのときは図10に示す周波数特性を
有するフィルタＦ₂ を設定する。さらに、画像信号Ｓ₁
については、加算信号の信号値のエネルギーが元の画像
信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ のエネルギーと同一となるように、Ｆ₁
＋Ｆ₂ ＝１となるフィルタＦ₁ を設定し、各フィルタＦ
₁ ，Ｆ₂ により画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ をそれぞれコンボリ
ューションする。

【００５９】ここで、図８，９および10に示す周波数特
性のフィルタＦ₂ を式で表すと、以下の式(6) ，(7) お
よび(8) に示すものとなる。

【００６０】

【数５】

【００６１】また、フィルタＦ₁ についてはＦ₁ ＋Ｆ₂
＝１とするために、式(6) ，(7) および(8) に示すフィ
ルタＦ₂ の中央値（１−中央値）に変更するとともに、
それ以外のフィルタ要素の符号を反転する。これにより
フィルタＦ₁ は以下の式(9)，(10)および(11)に示すも
のとなる。

【００６２】

【数６】

【００６３】このように画像処理手段20には、各画像信
号Ｓ₁ ，Ｓ₂ について放射線量に応じた３種類のフィル
タが設定されており、信号Ｓ_M により表される放射線量
がＸｍＲである場合、0.1 ≦Ｘ≦１ならば、

【００６４】

【数１】

【００６５】によりフィルタＦ₁ の各要素を線形補間等
により求めてフィルタＦ₁ を決定し、同様にしてフィル
タＦ₂ も決定する。

【００６６】そして、被写体１に照射される放射線量に
応じたフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ が決定されると、これらフィ
ルタＦ₁ ，Ｆ₂ により画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ がコンボリュ
ーション、すなわち畳み込み積分され、処理済画像信号
Ｓ₁ ′，Ｓ₂ ′が得られる。そして、処理済画像信号Ｓ
₁ ′，Ｓ₂ ′は加算手段21に入力され加算される。

【００６７】以下の処理を式で表すと、 Ｓadd ＝Ｆ₁ ＊Ｓ₁ ＋Ｆ₂ ＊Ｓ₂ …(14) 但し、Ｆ₁ ＊Ｓ₁ はＳ₁ をＦ₁ でコンボリューションす
ることを意味する。

【００６８】となる。

【００６９】このようにして得られた加算信号Ｓadd は
再生手段22において可視像として再生される。

【００７０】この再生手段22は、ＣＲＴ等のディスプレ
イ手段でもよいし、感光フイルムに光走査記録を行う記
録装置であってもよい。

【００７１】このようにして、２つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ
₂ をそれぞれ前述したようなフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ により
コンボリューションすることにより、下側の蓄積性蛍光
体シートから得られた画像信号のノイズ成分が低減され
るとともに、上側の蓄積性蛍光体シートから得られた画
像信号の高周波数帯域の情報が強調され、さらには被写
体に照射された放射線量を考慮した加算信号が得られる
ため、この加算信号を再生することにより、被写体に照
射された放射線量に応じたノイズ成分が低減された高画
質の再生画像を得ることができる。さらに、ウェーブレ
ット変換やフーリエ変換のように計算量も多くないた
め、本発明を実施するための装置の構成を簡易なものと
することができ、さらには高速に演算を行うことが可能
となる。

【００７２】なお、上述した実施例においては、画像信
号Ｓ₁ ，Ｓ₂ の双方に上述したような処理を施すように
しているが、これに限定されるものではなく、画像信号
Ｓ₁，Ｓ₂ のいずれか一方にのみ上述した処理を施すよ
うにしてもよいものである。しかしながら、画像信号Ｓ
₁ ，Ｓ₂ の双方に処理を施した方がより高画質の加算信
号を得ることができる。

【００７３】一方、装置のメモリの容量が少ない等装置
の制約上、２つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ に同一のフィルタ
によりコンボリューションを行いたいときがある。この
場合 Ｓadd ＝（Ｓ₁ −Ｆ₂ ＊Ｓ₁ ）＋（Ｆ₂ ＊Ｓ₂ ） …(15) （Ｆ₁ ＋Ｆ₂ ＝１であるから、 Ｓadd ＝Ｆ₁ ＊Ｓ₁ ＋Ｆ₂ ＊Ｓ₂ ＝（１−Ｆ₂ ）＊Ｓ₁ ＋Ｆ₂ ＊Ｓ₂ ＝（Ｓ₁ −Ｆ₂ ＊Ｓ₁ ）＋（Ｆ₂ ＊Ｓ₂ ）） または Ｓadd ＝Ｆ₁ ＊Ｓ₁ ＋Ｓ₂ −Ｆ₁ ＊Ｓ₂ …(16) により加算を行えば、前述した式(14)と全く同一の結果
を得ることができる。

【００７４】なお、上述した実施例において、画像信号
Ｓ₁ ，Ｓ₂ を所望とする加算比で加算するためには、フ
ィルタＦ₂ の周波数特性が所望の特性となるフィルタ係
数を決定する必要がある。以下、フィルタＦ₂ の決定方
法について説明する。

【００７５】まず、第１の方法として、任意のフィルタ
係数をフーリエ変換し、その周波数特性をみる。そし
て、フィルタ係数を変更してさらにフーリエ変換して周
波数特性をみる。このようにフィルタ係数を微調整し
て、試行錯誤を繰返して所望の周波数特性を有するよう
にフィルタを決定する方法が挙げられる。

【００７６】また、第２の方法として、所望とする周波
数とレスポンスの組から、フィルタ係数を未定数として
方程式を作成することにより、連立一次方程式が得られ
る。ここで、周波数をｆ₀ 、所望とするレスポンスをＲ
（ｆ₀ ）、フィルタ係数をａ(n) 、サンプリング間隔を
Ｔとすると、

【００７７】

【数８】

【００７８】なる連立１次方程式が求められる。この連
立１次方程式を満たすフィルタ係数ａ(n) の近似解を最
小二乗法により決定する方法が挙げられる。

【００７９】さらに、上述した実施例においては、被写
体１に照射された全体の放射線量を求め、この放射線量
に応じたフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ を設定するようにしている
が、これに限定されるものではなく、例えば画像信号Ｓ
₁ ，Ｓ₂ の各画素における値、あるいは画像信号Ｓ₁ ，
Ｓ₂ のボケマスク信号に基づいて、各画像信号Ｓ₁ ，Ｓ
₂ により表される放射線画像における被写体の部位ごと
の放射線量を求め、部位ごとにフィルタＦ₁ ，Ｆ₂ を設
定して、画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ をコンボリーションするよ
うにしてもよい。

【００８０】このように、被写体の部位ごとにフィルタ
Ｆ₁ ，Ｆ₂ を求めてコンボリューションして加算処理を
することにより、その部位について最適な加算比で加算
信号が得られるため、この加算信号により表される放射
線画像は観察読影適正に優れたものとなる。

【００８１】また、上述した実施例においては、Ｆ₁ ＋
Ｆ₂ ＝１となるフィルタを用いるようにしているが、こ
れに限定されるものではなく、Ｆ₁ ＋Ｆ₂ が１とならな
いようなフィルタを用いてもよいものである。しかしな
がら、このようなフィルタを用いた場合は、加算信号Ｓ
add の信号値のエネルギーが画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ のエネ
ルギーと同一となるように、所定の重み付けをする必要
がある。すなわち、 Ｓadd ＝ｔ・Ｆ₁ ＊Ｓ₁ ＋（１−ｔ）・Ｆ₂ ＊Ｓ₂ …(18) により加算信号Ｓadd を求める必要がある。

【００８２】また、上述した実施例においては、図１に
示すように、２枚の蓄積性蛍光体シート４Ａ，４Ｂに放
射線画像を蓄積記録し、各シート４Ａ，４Ｂから得られ
た画像信号を加算するようにしているが、図11に示すよ
うに、１枚の蓄積性蛍光体シート４Ａに被写体１の放射
線画像を蓄積記録し、図12に示すようにこの蓄積性蛍光
体シート４Ａの両面から重ね合せるべき画像信号を得る
ようにしてもよい。以下この両面読取りの詳細について
説明する。

【００８３】蓄積性蛍光体シート４Ａが、図示しないモ
ーターにより回転せしめられるエンドレスベルト9a、9b
上に配置される。このシート４Ａの上方には、励起光を
発するレーザ光源10と、そのレーザ光を反射偏向し、シ
ート４Ａを主走査する図示しないモータにより回転され
る回転多面鏡12が配されている。さらに、レーザ光が走
査される位置の上方には、そのレーザ光の走査により発
せられる輝尽発光光を上方より集光する集光ガイド14a
が近接して配置され、その位置の下方には、輝尽発光光
を下方より集光する集光ガイド14b がシート４Ａと垂直
に配置されている。各集光ガイド14a 、14b は、それぞ
れ輝尽発光光を光電的に検出するフォトマルチプライヤ
（光電子増倍管）15a 、15b が接続されている。このフ
ォトマルチプライヤ15a 、15b は対数増幅器16a 、16b
に接続され、さらにこの対数増幅器16a 、16b は、Ａ／
Ｄ変換器17a 、17b に接続され、各Ａ／Ｄ変換器17a 、
17b は記憶装置18に接続されている。

【００８４】被写体の放射線画像が蓄積記録された蓄積
性蛍光体シート４Ａがエンドレスベルト9a、9b上にセッ
トされる。この所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シ
ート４Ａは、エンドレスベルト9a、9bにより、矢印Ｙ方
向に搬送（副走査）される。一方、レーザ光源10から発
せられた光ビームは図示しないモータにより駆動され矢
印方向に高速回転する回転多面鏡12によって反射偏向さ
れ、シート４Ａに入射し副走査の方向（矢印Ｙ方向）と
略垂直な矢印Ｘ方向に主走査する。この光ビームが照射
されたシート４Ａ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13a 、13b （こ
こで、輝尽発光光13a 、13b はそれぞれシート４Ａの上
方、下方から発散されたものを示す）が発散される。こ
の輝尽発光光13a は集光ガイド14a によって導かれ、フ
ォトマルチプライヤ（光電子増倍管）15a によって光電
的に検出される。入射端面から集光ガイド15a 内に入射
した輝尽発光光13a は、集光ガイド14a の内部を全反射
を繰り返して進み、出射端面から出射してフォトマルチ
プライヤ15a に受光され、放射線画像を表す輝尽発光光
13a の光量がフォトマルチプライヤ15a によって電気信
号に変換される。同様に、輝尽発光光13b は集光ガイド
14b によって導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子増
倍管）15b によって光電的に検出される。

【００８５】フォトマルチプライヤ15a から出力された
アナログ出力信号ＳＡは対数増幅器16a で対数的に増幅
されてＡ／Ｄ変換器17a に入力され、ここでデジタル画
像信号Ｓ₁ に変換されて記憶媒体18に入力される。また
同様に、フォトマルチプライヤ15b から出力されたアナ
ログ出力信号ＳＢは対数増幅器16b で対数的に増幅され
てＡ／Ｄ変換器17b に入力され、ここでデジタル画像信
号Ｓ₂ に変換されて記憶媒体18に入力される。これら２
つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ は、前述した実施例と同様に加
算される。このようにして得られた加算信号を再生する
ことにより、前述した実施例と同様にノイズ成分が低減
された高画質の再生画像を得ることができる。

【００８６】なお、上述した両面読取りの実施例では、
１つのレーザ光源10から発生せられたレーザ光により蓄
積性蛍光体シート４Ａを走査するようにしているが、こ
れに限定されるものではなく、図13に示すように蓄積性
蛍光体シート４Ａの表面側、裏面側にそれぞれレーザ光
10a ，10b 、回転多面鏡12a ，12b をそれぞれ設け、蓄
積性蛍光体シート４Ａの両面にレーザ光を走査して輝尽
発光光を読み取って２つの画像信号を得るようにしても
よい。

【００８７】また、上述した実施例においては、２つの
画像信号の重ね合せについて説明しているが、これに限
定されるものではなく、２つの画像信号の差分をとるエ
ネルギーサブトラクションを行う場合であっても上述し
たような処理を施すことができるものである。以下、エ
ネルギーサブトラクションを行う画像信号に対する画像
処理について説明する。

【００８８】図14は２枚の蓄積性蛍光体シート４Ａ、４
Ｂに、同一の被写体１を透過した放射線２を、それぞれ
エネルギーを変えて照射するいわゆる１ショットエネル
ギーサブトラクションを行うための撮影装置を表す図で
ある。すなわち放射線源３に近い方に第１の蓄積性蛍光
体シート４Ａを配し、それと若干の距離を置いて第２の
蓄積性蛍光体シート４Ｂを配置し、これら両シート４
Ａ、４Ｂの間には、銅板からなる放射線エネルギー変換
用フィルター５を配置して、放射線源３を駆動させる。
それにより、第１の蓄積性蛍光体シート４Ａには、いわ
ゆる軟線も含む放射線２により、一方第２の蓄積性蛍光
体シート４Ｂには、軟線が除かれた放射線２により被写
体１の放射線画像が蓄積記録される。このとき蓄積性蛍
光体シート４Ａと４Ｂとで被写体１の位置関係は同じと
する。

【００８９】上記のようにすると、２枚の蓄積性蛍光体
シート４Ａ、４Ｂには、被写体１の少なくとも一部の画
像情報が互いに異なる放射線画像が記録される。

【００９０】次にこれら２枚の蓄積性蛍光体シート４
Ａ、４Ｂから、前述した図に示すような画像読取手段に
よって放射線画像を読み取り、画像を表すデジタル画像
信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ を得る。得られた画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ は
記憶媒体18に記憶される。

【００９１】次に、上述のようにして得られたデジタル
画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ を用いてサブトラクション処理を行
う。図15はこのサブトラクション処理の概略を表す図で
ある。まず記憶媒体18内の画像ファイル18Ａと、画像フ
ァイル18Ｂから、画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ が読み出され、画
像処理手段30に入力される。画像処理手段30は入力され
た２つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ に対して前述した重ね合せ
の実施例と同様に、マスクによるコンボリューションの
処理を施し、これにより処理済画像信号Ｓ₁ ′，Ｓ₂ ′
を得る。

【００９２】このようにして得られた画像信号Ｓ₁ ′，
Ｓ₂ ′はサブトラクション手段31に入力される。サブト
ラクション手段31においては、各画像信号Ｓ₁ ′，
Ｓ₂ ′についてサブトラクション処理がなされる。

【００９３】すなわち、以下の式(19) Ｓsub ＝ｔ₁ ・Ｆ₁ ＊Ｓ₁ ′−ｔ₂ ・Ｆ₂ ＊Ｓ₂ ′ …(19) 但し、ｔ₁ ，ｔ₂ ：エネルギーサブトラクション係数 によりサブトラクション処理を行う。

【００９４】サブトラクション手段31においてサブトラ
クション信号Ｓsub が得られると、このサブトラクショ
ン信号Ｓsub は再生手段32に入力されて可視像として再
生される。

【００９５】なお、上述したサブトラクション処理の実
施例では、１回の撮影によりサブトラクションすべき２
つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ₂ を同時に得るいわゆる１ショッ
ト法について説明したが、これに限定されるものではな
く、２枚の蓄積性蛍光体シートにエネルギー分布が異な
る２種類の放射線を用いて撮影を行ういわゆる２ショッ
ト法により得られた画像信号をサブトラクション処理す
る場合についても、本願発明は適用できるものである。

【００９６】このようにして、２つの画像信号Ｓ₁ ，Ｓ
₂ にそれぞれ前述したようなフィルタによるコンボリュ
ーションの処理を施してサブトラクション処理すること
により、下側の蓄積性蛍光体シートから得られたノイズ
成分が低減されるとともに、上側の蓄積性蛍光体シート
から得られた高周波数帯域の情報が強調され、さらには
被写体に照射された放射線量を考慮した差信号が得られ
るため、この差信号を再生することにより、被写体に照
射された放射線量を考慮したノイズ成分が低減された高
画質の再生画像を得ることができる。さらに、ウェーブ
レット変換やフーリエ変換のように計算量も多くないた
め、本発明を実施するための装置の構成を簡易なものと
することができ、さらには高速に演算を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像重ね合せ方法の実施例におけ
る蓄積性蛍光体シートへの放射線画像の記録を説明する
ための図

【図２】蓄積性蛍光体シートからの放射線画像の読取り
を行うための装置を表す図

【図３】重ね合せを行う装置の該略を表す図

【図４】画像信号のＭＴＦを表す図

【図５】画像信号のウィナースペクトルを表す図

【図６】複数の周波数帯域におけるＤＱＥを表す図

【図７】重み付けテーブルを表す図

【図８】画像信号Ｓ₂ をコンボリューションするフィル
タの周波数特性を表す図（放射線0.1 ｍＲ）

【図９】画像信号Ｓ₂ をコンボリューションするフィル
タの周波数特性を表す図（放射線1.0 ｍＲ）

【図１０】画像信号Ｓ₂ をコンボリューションするフィ
ルタの周波数特性を表す図（放射線10ｍＲ）

【図１１】一枚の蓄積性蛍光体シートに放射線画像を蓄
積記録する状態を表す図

【図１２】蓄積性蛍光体シートの両面から放射線画像を
読み取る装置を表す図

【図１３】蓄積性蛍光体シートの両面から放射線画像を
読み取る別の装置を表す図

【図１４】本発明によるエネルギーサブトラクション方
法の実施例における蓄積性蛍光体シートへの放射線画像
の記録を説明するための図

【図１５】エネルギーサブトラクションを行う装置の概
略を表す図

【符号の説明】 １ 被写体 ２ 放射線 ３ 放射線源 ４Ａ，４Ｂ 蓄積性蛍光体シート 10 レーザ光源 11 レーザ光 12 ミラー 13，13a ，13b 輝尽発光光 14，14a ，14b 光ガイド 15，15a ，15b フォトマルチプライヤ 16，16a ，16b 対数変換器 17，17a ，17b Ａ／Ｄ変換器 18 記憶媒体 20，30 画像処理手段 21 加算手段 22，32 再生手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−318775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−188941（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−287887（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−156689（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−245131（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−180056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−246189（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 42/02 - 42/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に放射線を照射して得られた同一
   被写体の放射線画像を担持する周波数特性が互いに異な
   る、重ね合せ処理またはエネルギーサブトラクション処
   理が未処理の複数の画像信号に対して相対応する画素に
   ついての信号間で加算を行って加算信号を得る放射線画
   像の重ね合せ方法において、 前記被写体に照射された放射線量を求め、 該求められた放射線量に基づいて、前記複数の画像信号
   のうち少なくとも１つの画像信号について、該画像信号
   をコンボリューションして得られた画像信号とそれ以外
   の画像信号との加算信号を得たとき、該加算信号の信号
   対ノイズ比を高くするような周波数特性を有するマスク
   フィルタを求め、 該マスクフィルタにより前記少なくとも１つの画像信号
   をコンボリューションし、 該コンボリューションされた画像信号とそれ以外の画像
   信号との加算を行って前記加算信号を得ることを特徴と
   する放射線画像の重ね合せ方法。
2. 【請求項２】 前記各画像信号における前記マスクフィ
   ルタの周波数特性の和が任意の周波数において１である
   ことを特徴とする請求項１記載の放射線画像の重ね合せ
   方法。
3. 【請求項３】 前記放射線画像に含まれる前記被写体の
   部位ごとに前記放射線量を求め、該放射線量に基づいて
   該部位ごとに前記マスクフィルタを求め、該部位ごとに
   求められたマスクフィルタにより前記所望とする画像信
   号に対して前記コンボリューションによる処理を施すこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像の重
   ね合せ方法。
4. 【請求項４】 前記複数の画像信号のすべてについて前
   記コンボリューションによる処理を施すことを特徴とす
   る請求項１、２または３記載の放射線画像の重ね合せ方
   法。