JP4847041B2

JP4847041B2 - X-ray equipment

Info

Publication number: JP4847041B2
Application number: JP2005135591A
Authority: JP
Inventors: 修二菅野
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2025-05-09
Also published as: JP2006311922A

Description

本発明は、X線撮影装置に係り、特に撮影部位や撮影方向によってX線量が変化しても一定の範囲に画像をディジタル化し、つねに適切な画像濃度とコントラストを得る自動階調処理機能を備えたX線撮影装置に関する。 The present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and particularly has an automatic gradation processing function that digitizes an image within a certain range even when the X-ray dose varies depending on the imaging region and imaging direction, and always obtains an appropriate image density and contrast. The present invention relates to an X-ray imaging apparatus.

胸部や腹部などの一般撮影検査用のX線撮影装置では、例えばX線平面検出器(Flat Panel Detector，以下、FPDと呼ぶ)等のX線検出器を使用してディジタルX線撮影画像データを取得し、この取得した画像データに前記X線検出器のオフセット補正、ゲイン補正、ディフェクト補正などの各種補正処理を行う。この補正処理によって得られたデータ(以下、このデータを入力画像データと呼ぶ)にダイナミックレンジ圧縮処理やフィルタ処理などの画像強調処理を行った後に、該処理画像データをハードディスクに保存すると共に自動表示階調処理により決定された表示ルックアップテーブル、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベルを画像の付帯情報として前記ハードディスクに保存する。
そして、前記付帯情報を用いて前記処理画像データを表示画像に変換し、この変換された画像をモニタに表示したり、イメージャに出力する。 In an X-ray imaging apparatus for general imaging examinations such as the chest and abdomen, digital X-ray imaging image data is obtained using an X-ray detector such as an X-ray flat panel detector (hereinafter referred to as FPD). The acquired image data is subjected to various correction processes such as offset correction, gain correction, and defect correction of the X-ray detector. After image enhancement processing such as dynamic range compression processing and filter processing is performed on the data obtained by this correction processing (hereinafter referred to as input image data), the processed image data is saved on the hard disk and automatically displayed. The display look-up table, display window width, and display window level determined by the gradation processing are stored in the hard disk as supplementary information of the image.
Then, the processed image data is converted into a display image using the supplementary information, and the converted image is displayed on a monitor or output to an imager.

上記入力画像データは、撮影メニュー(撮影部位や撮影方向)によってX線検出器に入射するX線量が変化しても一定の範囲に画像をディジタル化するために階調変換を行っており、特許文献1に開示されている方法がある。
この特許文献1による方法は、画像内でX線量が少なく信号レベルが最小になる基準値N1と、画像内でX線量が多く信号レベルが最大になる基準値N0を抽出し、下記の(式1)、(式2)に示す対数により、画像メモリに格納された画像信号Nをdに変換することで、自動的に濃度を補正するものである。
ｄ＝β・log(N0／N) (式1)
(但し、dは補正後の画像信号、βは定数)
β＝dmax／｛log(N0／N1)｝ (式2)
(但し、dmaxは濃度補正後の量子化最大値)
特許第3375237号公報 The above input image data undergoes tone conversion in order to digitize the image within a certain range even if the X-ray dose incident on the X-ray detector changes depending on the imaging menu (imaging site and imaging direction). There is a method disclosed in Document 1.
The method according to Patent Document 1 extracts a reference value N1 where the X-ray dose is low and the signal level is minimum in the image, and a reference value N0 where the X-ray dose is high and the signal level is maximum in the image. The density is automatically corrected by converting the image signal N stored in the image memory into d by the logarithm shown in 1) and (Equation 2).
d = β · log (N0 / N) (Formula 1)
(Where d is the corrected image signal, β is a constant)
β = dmax / {log (N0 / N1)} (Formula 2)
(However, dmax is the maximum quantization value after density correction.)
Japanese Patent No. 3375237

例えば、一般撮影検査時にFPDを用いた撮影装置における胸部正面画像に対して、上記特許文献1に開示されている画像の最小値、最大値を画像特徴量として、入力画像データを別のデータに変換する処理、すなわち階調処理を対数を用いて行った場合、この変換によって得られた画像では、心臓、縦隔、骨領域のようなX線吸収の高い領域のヒストグラムは広くなるのでコントラストが高くなり、逆に肺野のようなX線吸収の低い領域のヒストグラムは狭くなるのでコントラストが低下する場合がある。 For example, for the chest front image in an imaging device using FPD during general imaging inspection, the minimum and maximum values of the image disclosed in Patent Document 1 are used as image feature amounts, and the input image data is converted into different data. When the conversion process, that is, the gradation process is performed using logarithm, in the image obtained by this conversion, the histogram of areas with high X-ray absorption such as the heart, mediastinum, and bone areas becomes wide, so the contrast is high. On the contrary, since the histogram of the low X-ray absorption region such as the lung field becomes narrow, the contrast may be lowered.

一般X線撮影検査には、例えば、胸部正面、腹部正面、胸椎正面、手正面、足正面、アキレス腱等のような多様な撮影部位があるが、撮影部位が胸部正面の場合には、肺野の淡い陰影が見やすい画像が求められ、撮影部位が胸椎正面の場合には、胸椎のような骨領域が見やすい画像が要求される。
また、撮影部位がアキレス腱の場合には、軟部組織が見易い画像が要求される。 In general radiography, for example, there are various imaging sites such as the front of the chest, the front of the abdomen, the front of the thoracic vertebra, the front of the hands, the front of the feet, the Achilles tendon, etc. When an image is easy to see, and an imaging region is the front of the thoracic vertebra, an image that can easily see a bone region such as the thoracic vertebra is required.
In addition, when the imaging site is an Achilles tendon, an image that allows easy viewing of soft tissue is required.

このように、一般撮影において、様々な撮影部位に対して医師が診断し易い画像を提供するためには、画素値の最小値と最大値を用いた対数による階調特性ではなく、低線量領域と高線量領域とでコントラストを自動的に調整できる階調特性が望ましい。 As described above, in general imaging, in order to provide an image that can be easily diagnosed by a doctor for various imaging sites, a low-dose region is not a logarithmic gradation characteristic using the minimum and maximum pixel values. It is desirable to have gradation characteristics that can automatically adjust the contrast in the high dose region.

また、入力画像には、体内に例えばボルト等のX線吸収の高い金属を含んだ患者の撮影画像があるが、このような画像の場合でも関心領域の明るさ(例えば、肺野、縦隔)や、コントラスト(例えば肺野、縦隔)を保持した安定した階調処理を自動的に行えることが要求される。
このためには、関心領域の画素値を凡そ目標出力値に変換できるようにする必要がある。 In addition, the input image includes a photographed image of a patient including a metal having high X-ray absorption such as a bolt in the body. Even in such an image, the brightness of the region of interest (for example, lung field, mediastinum) ) And contrast (for example, lung field, mediastinum) and stable gradation processing can be automatically performed.
For this purpose, it is necessary to be able to convert the pixel value of the region of interest into a target output value.

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、関心領域の画素値を凡そ目標出力値に変換でき、X線吸収の低い領域とX線吸収の高い領域とで適切な濃度とコントラストの画像が得られる自動階調処理機能を備えたX線撮影装置を提供することにある。 The object of the present invention has been made in view of the above problems, and can convert the pixel value of the region of interest into a target output value, which is suitable for the low X-ray absorption region and the high X-ray absorption region. It is to provide an X-ray imaging apparatus having an automatic gradation processing function capable of obtaining a contrast image.

上記課題を解決するための本発明のX線撮影装置は、以下によって達成される。
(1)被検体に照射するX線を発生するX線発生手段と、このX線発生手段と対向配置され前記被検体の透過X線を検出するX線検出手段と、このX線検出手段で検出したディジタル画像データを補正処理し、該補正処理された入力画像データを所定の範囲の出力画像データに変換する階調変換手段と、この階調変換手段で変換された変換画像データを画像処理して所望のX線撮影画像を生成するX線撮影装置であって、前記階調変換手段は、前記入力画像データから画像特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、前記入力画像データの画素値を前記画像特徴量で正規化する正規化階調変換手段と、前記正規化階調変換手段で前記画像特徴量を正規化特徴量に変換する正規化特徴量変換手段と、複数の基本階調変換特性を記憶する基本階調変換特性記憶手段と、前記画像特徴量に対応する目標出力値を記憶する目標出力値記憶手段と、前記基本階調変換特性の出力値と前記目標出力値とを比較し、該目標出力値に対する誤差が最小となる基本階調変換特性を選択する基本階調変換特性選択手段と、前記正規化階調変換特性と前記選択した基本階調変換特性とを合成して階調変換特性を作成する階調変換特性作成手段と、前記階調変換特性により前記入力画像データを所定の画素値に変換処理する階調処理手段とを備えて構成される。 The X-ray imaging apparatus of the present invention for solving the above problems is achieved by the following.
(1) X-ray generation means for generating X-rays to be irradiated on the subject, X-ray detection means for detecting transmitted X-rays of the subject that are arranged opposite to the X-ray generation means, and the X-ray detection means Gradation conversion means for correcting the detected digital image data and converting the corrected input image data into output image data within a predetermined range, and image processing for the converted image data converted by the gradation conversion means An X-ray imaging apparatus that generates a desired X-ray imaging image, wherein the gradation conversion unit includes a feature amount extraction unit that extracts an image feature amount from the input image data, and a pixel value of the input image data Normalization gradation converting means for normalizing the image feature quantity with the image feature quantity, normalized feature quantity conversion means for converting the image feature quantity into normalized feature quantity with the normalized gradation conversion means, and a plurality of basic gradation levels Basic gradation conversion characteristic storage means for storing conversion characteristics; A target output value storage means for storing a target output value corresponding to the image feature amount, a basic output which compares the output value of the basic gradation conversion characteristic and the target output value, and minimizes an error with respect to the target output value Basic gradation conversion characteristic selecting means for selecting gradation conversion characteristics, and gradation conversion characteristic creating means for generating gradation conversion characteristics by combining the normalized gradation conversion characteristics and the selected basic gradation conversion characteristics And a gradation processing means for converting the input image data into a predetermined pixel value based on the gradation conversion characteristics.

(2)前記特徴量抽出手段は、前記入力画像データから画像特徴量を抽出するための領域を抽出する領域抽出手段を備える。 (2) The feature amount extraction unit includes a region extraction unit that extracts a region for extracting an image feature amount from the input image data.

(3)さらに、前記領域抽出手段は、撮影部位に対応した領域を設定する手段を備え、この設定した領域から画像特徴量を抽出する手段であって、前記基本階調変換特性記憶手段に撮影部位に対応する複数の基本階調変換特性を記憶し、前記目標出力値記憶手段に撮影部位に応じた画像特徴量に対応する目標出力値を記憶するものである。 (3) Further, the area extraction means includes means for setting an area corresponding to the imaging region, and is means for extracting an image feature amount from the set area, and the imaging is performed in the basic gradation conversion characteristic storage means. A plurality of basic gradation conversion characteristics corresponding to a part are stored, and a target output value corresponding to an image feature amount corresponding to an imaging part is stored in the target output value storage unit.

(4)また、前記画像特徴量は、前記領域抽出手段で抽出した領域における画素値の最大値、平均値、最小値である。 (4) The image feature amount is a maximum value, an average value, or a minimum value of pixel values in the region extracted by the region extraction unit.

このように構成することによって、階調特性が対数を用いた単一の関数ではなく、区分的な複数の関数を使用しているため、低X線量側の画像データの伸張や、高X線量側の画像データの圧縮を自動的に調整可能であるため、例えば撮影部位が胸部正面の場合、肺野のコントラストを従来の対数を使用する場合よりも向上させることができる。
また、階調変換後の画像のヒストグラムを比較した場合でも、従来の対数を使用した場合より、肺野のヒストグラムが伸張され、胸部正面画像にとって最も重要である肺野の陰影のコントラストが得られ、診断に有用な画像を提供できる。
したがって、撮影部位が胸部正面の場合の例では、肺野と縦隔の画像濃度とコントラストは適切なものとなり、胸部正面画像にとっては特に重要である肺野部を立体感のあるものとすることができる。 By configuring in this way, the gradation characteristics are not a single function using logarithm, but a plurality of piecewise functions are used. Since the compression of the side image data can be automatically adjusted, for example, when the imaging region is the front of the chest, the contrast of the lung field can be improved as compared with the case where the conventional logarithm is used.
In addition, even when comparing the histograms of the image after gradation conversion, the lung field histogram is expanded and the contrast of the lung field shadow, which is the most important for the front image of the chest, is obtained compared to the case of using the conventional logarithm. An image useful for diagnosis can be provided.
Therefore, in the case where the imaging region is the front of the chest, the image density and contrast of the lung field and mediastinum are appropriate, and the lung field that is particularly important for the chest front image should have a stereoscopic effect. Can do.

本発明によれば、基本階調変換特性記憶手段に低X線量側の関数と高X線量側の関数とを接続させた関数を複数記憶し、画像の特徴量と目標出力値により撮影部位、撮影方向などの撮影メニューに適した基本階調変換特性を自動的に選択して階調処理を行うようにしたので、低X線量側と高X線量側の画像濃度とコントラストを適切なものとすることができる。
本発明を胸部正面撮影に適用したの場合、肺野と縦隔の画像濃度とコントラストは適切なものとなり、胸部正面画像にとっては最も重要である肺野の陰影のコントラストが得られ、診断に有用な画像を提供できる。 According to the present invention, a plurality of functions obtained by connecting a function on the low X-ray dose side and a function on the high X-ray dose side are stored in the basic gradation conversion characteristic storage means, and an imaging region based on the image feature value and the target output value, Basic gradation conversion characteristics suitable for the shooting menu such as the shooting direction are automatically selected and gradation processing is performed, so the image density and contrast on the low X dose side and high X dose side are appropriate. can do.
When the present invention is applied to chest front imaging, the image density and contrast of the lung field and mediastinum are appropriate, and the contrast of the shadow of the lung field, which is most important for the chest front image, is obtained, which is useful for diagnosis. Can provide a good image.

以下、撮影メニュー(撮影部位や撮影方向)によってX線検出器に入射するX線量が変化しても一定の範囲に画像をディジタル化し、つねに適切な画像濃度とコントラストが得られる自動階調処理機能を備えた本発明によるX線撮影装置の好ましい実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。 The following is an automatic gradation processing function that digitizes an image within a certain range even when the X-ray dose incident on the X-ray detector changes depending on the imaging menu (imaging site and imaging direction), and always obtains an appropriate image density and contrast. A preferred embodiment of an X-ray imaging apparatus according to the present invention including the above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態による自動階調処理機能を備えたX線撮影装置の全体構成図である。
このX線撮影装置は、被検体1に照射するX線を発生するX線管を備えたX線発生装置2と、前記被検体1に照射するX線の照射範囲を制限するX線可動絞り装置3と、前記X線発生装置2とX線可動絞り装置3などのX線発生部を支持する天井吊りのX線発生部支持装置4と、前記X線発生装置2と対向配置され前記被検体1の透過X線を検出しこれをディジタル画像データに変換するX線検出部5と、このX線検出部5を床上に支持するX線検出部支持装置6と、撮影条件に対応したX線量を制御するためのX線制御機能を備えた前記X線発生装置2のX線管に印加する高電圧を発生するX線高電圧装置7と、前記X線検出部5で検出したディジタル画像データに前記X線検出部5のX線検出器のオフセット補正、ゲイン補正などの各種補正処理を施し、この補正処理で処理された入力画像データを一定の範囲の画像データに変換し、この変換された画像データにダイナミックレンジ圧縮処理、フィルタ処理等を行って得られた画像データから表示する撮影画像を生成する画像処理装置8と、この画像処理装置8で生成された撮影画像を表示する表示装置9(CRTや液晶モニタ等)と、撮影条件の設定、撮影部位名の入力、患者名の入力及び撮影や画像処理に必要な各種のパラメータの設定等を行う入力装置10とを備えて構成される。
なお、図示は省略するが、前記画像処理装置8には、前記画像処理を行って得られ画像データ及びこの画像データから表示画像を生成するために必要な表示ルックアップテーブル、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベル等の付帯情報を記憶するハードディスクが接続される。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of an X-ray imaging apparatus having an automatic gradation processing function according to a first embodiment of the present invention.
This X-ray imaging apparatus includes an X-ray generator 2 having an X-ray tube for generating X-rays to be irradiated to the subject 1, and an X-ray movable diaphragm for limiting the irradiation range of the X-rays to be irradiated to the subject 1 Device 3, X-ray generator 2 and ceiling-supported X-ray generator support device 4 for supporting X-ray generators such as X-ray movable diaphragm device 3 and the like. An X-ray detector 5 that detects the transmitted X-ray of the specimen 1 and converts it into digital image data, an X-ray detector support device 6 that supports the X-ray detector 5 on the floor, and an X corresponding to the imaging conditions An X-ray high voltage device 7 for generating a high voltage to be applied to the X-ray tube of the X-ray generator 2 having an X-ray control function for controlling a dose, and a digital image detected by the X-ray detector 5 The data is subjected to various correction processes such as offset correction and gain correction of the X-ray detector of the X-ray detector 5, and the input image data processed by this correction process is processed. An image processing device 8 that generates a captured image to be displayed from image data obtained by converting the converted image data into a certain range of image data, and performing dynamic range compression processing, filtering processing, and the like on the converted image data, and the image Display device 9 (CRT, LCD monitor, etc.) that displays the captured image generated by the processing device 8, and various parameters necessary for setting the imaging conditions, inputting the imaging part name, inputting the patient name, and imaging and image processing And an input device 10 for performing the setting and the like.
Although not shown, the image processing device 8 includes the image data obtained by performing the image processing, a display lookup table necessary for generating a display image from the image data, a display window width, a display A hard disk for storing incidental information such as a window level is connected.

X線可動絞り装置3は、4辺の移動可能な羽根(鉛板)を用いてX線照射野を適切な範囲に制限できるように構成され、さらに前記X線発生装置2には図示は省略したが前記X線可動絞り装置3で制限されたX線の強度分布を制御するための銅やアルミニューム板等で構成されたX線補償フィルタを付加することもできる。 The X-ray movable diaphragm device 3 is configured so that the X-ray irradiation field can be limited to an appropriate range using four movable blades (lead plates), and the X-ray generation device 2 is not illustrated. However, an X-ray compensation filter made of copper or aluminum plate for controlling the X-ray intensity distribution restricted by the X-ray movable diaphragm device 3 can be added.

X線検出部5のX線検出器には、被検体1を透過したX線データをディジタル値に変換可能な検出器であればどのような検出器でもよく、例えばイメージインテンシファイアとCCD(Charge Coupled Device;電荷結合素子)カメラとを組み合わせたもの、あるいは半導体式ディジタルX線検出器であるX線平面検出器(Flat Panel Detector)と呼ばれる検出器などが用いられ、これらの検出器と取り外し可能なX線グリッドでX線検出部5は構成される。 The X-ray detector of the X-ray detector 5 may be any detector that can convert the X-ray data transmitted through the subject 1 into a digital value, such as an image intensifier and a CCD ( Charge Coupled Device (Charge Coupled Device) A combination with a camera or a detector called an X-ray flat panel detector (Flat Panel Detector) that is a semiconductor digital X-ray detector is used, and these detectors are removed. The X-ray detector 5 is composed of possible X-ray grids.

画像処理装置8は、図2に示すように、X線検出部5で検出して出力されたディジタル画像データにX線検出器のオフセット補正、ゲイン補正などの各種補正処理を行って入力画像データを得る補正処理部8aと、この補正処理部8aで処理された入力画像データを一定の範囲の画像データに自動的に階調変換する本発明の要部である自動階調処理部8bと、この自動階調処理部8bで変換された画像データにダイナミックレンジ圧縮処理、フィルタ処理等の画像処理を行う画像処理部8cと、この画像処理部8cで処理された画像データに自動表示階調処理により決定された表示ルックアップテーブル、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベルの付帯情報を用いて表示画像を生成する表示制御処理部8dとで構成される。 As shown in FIG. 2, the image processing device 8 performs various correction processes such as offset correction and gain correction of the X-ray detector on the digital image data detected and output by the X-ray detection unit 5 to obtain input image data. Correction processing unit 8a to obtain, automatic gradation processing unit 8b that is a main part of the present invention that automatically converts the gradation of the input image data processed by the correction processing unit 8a into a certain range of image data, An image processing unit 8c that performs image processing such as dynamic range compression processing and filter processing on the image data converted by the automatic gradation processing unit 8b, and automatic display gradation processing on the image data processed by the image processing unit 8c And a display control processing unit 8d that generates a display image using the display lookup table, display window width, and auxiliary information at the display window level determined by the above.

上記画像処理装置8のハードウェアは、図示は省略するが、各構成要素の動作を制御する中央処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納する主メモリと、処理された画像データや付帯情報データ等を記憶するハードディスク及び一時記憶メモリと、表示装置(図1の表示装置9と同じもの)の画面上のソフトスイッチを操作するマウス及びそのコントローラと、各種パラメータ設定用のキーやスイッチを備えたキーボードと、上記各構成要素を接続する共通バス等で構成され、これらはパーソナルコンピュータで実現できる。
なお、上記マウス及びキーボードによる入力装置は図1に示す入力装置10に含まれて構成される。 Although not shown, the hardware of the image processing device 8 is a central processing unit (CPU) that controls the operation of each component, a main memory that stores a control program, etc., processed image data and incidental information Hard disk and temporary storage memory for storing data, etc., mouse and controller for operating soft switches on the screen of the display device (the same as the display device 9 in FIG. 1), and keys and switches for setting various parameters And a common bus for connecting the above-described components, which can be realized by a personal computer.
The input device using the mouse and keyboard is included in the input device 10 shown in FIG.

図3は、前記補正処理部8aで処理された入力画像データを一定の範囲の画像データに自動的に階調変換する本発明の要部である自動階調処理部8bのブロック図で、コンピュータが実行可能なプログラムの形態で実現する例である。 FIG. 3 is a block diagram of an automatic gradation processing unit 8b which is a main part of the present invention for automatically converting the gradation of the input image data processed by the correction processing unit 8a into a predetermined range of image data. Is an example realized in the form of an executable program.

上記したように、以下に述べる図3に示す本発明のX線撮影装置の自動階調処理は、前記入力画像データと該入力データを階調変換して得られる出力画像データとの関係である階調特性の傾きを自動的に決定する処理である。
この処理を行うことによって、X線検出器への入射X線量が少ない場合にも多い場合にも入力画像データの画素値を適切な値に変換し、この変換された画素値を用いて生成される表示画像の濃度とコントラストを適正にするものである。 As described above, the automatic gradation processing of the X-ray imaging apparatus of the present invention shown in FIG. 3 described below is the relationship between the input image data and output image data obtained by gradation conversion of the input data. This is a process for automatically determining the gradient of the gradation characteristic.
By performing this process, the pixel value of the input image data is converted into an appropriate value regardless of whether the incident X-ray dose to the X-ray detector is small or large, and is generated using this converted pixel value. This makes the density and contrast of the displayed image appropriate.

具体的には、X線検出器への入射X線量が少ない場合には、入力画像の特徴量を用いて前記階調特性の傾きを自動的に高くすることにより、入射X線量が少なくても画像処理に用いる画素値を適度の画素値に変換することができる。
逆にX線検出器への入射X線量が多い場合には、入力画像の特徴量を用いて前記階調特性の傾きを自動的に低くすることにより、入射X線量が多くても画像処理に用いる画素値を適度の画素値に変換することができる。
なお、上記入力画像とは、X線検出部5で検出器したデータにX線検出器のオフセット補正、ゲイン補正、ディフェクト補正等を行って得られた画像データである。つまり、X線検出部で検出したデータからX線検出器のオフセット分を減算し、さらに、前記減算した値を事前にアルミニューム板で撮影した撮影画像データから求めたX線検出器のゲイン画像で除算した後に、ある係数(例えば、前記ゲイン画像の平均値)を乗算する。
入力画像とは、このようなオフセット、ゲイン補正した後に、ディフェクト補正を行うことで、欠陥画素を補正した後の画像データのことである。 Specifically, when the incident X-ray dose to the X-ray detector is small, the gradient of the gradation characteristics is automatically increased using the feature amount of the input image, so that the incident X-ray dose can be reduced. Pixel values used for image processing can be converted into appropriate pixel values.
Conversely, when the incident X-ray dose to the X-ray detector is large, the gradient of the gradation characteristic is automatically lowered using the feature amount of the input image, so that the image processing can be performed even if the incident X-ray dose is large. The pixel value to be used can be converted into an appropriate pixel value.
The input image is image data obtained by performing offset correction, gain correction, defect correction, and the like on the data detected by the X-ray detector 5. That is, the X-ray detector gain image obtained by subtracting the offset amount of the X-ray detector from the data detected by the X-ray detector, and further obtaining the subtracted value from the captured image data previously captured with an aluminum plate Is divided by a certain coefficient (for example, the average value of the gain image).
An input image is image data after correcting a defective pixel by performing defect correction after such offset and gain correction.

図3において、本発明の第1の実施形態によるX線撮影装置の自動階調処理は、入力画像から画像特徴量を抽出する領域抽出部101と、この領域抽出部101により抽出した領域から画像特徴量を抽出する特徴抽出部102と、この特徴抽出部102により抽出した画像特徴量を用いて前記入力画像の画素値を正規化するための正規化階調変換特性作成部103と、この正規化階調変換特性作成部103により作成した正規化階調変換特性を用いて前記特徴抽出部102により得られた画像特徴量を正規化する正規化特徴量作成部104と、複数の基本的な階調変換特性を記憶する基本階調変換特性記憶部105と、前記特徴抽出部102で抽出した画像特徴量に対応する目標出力値を記憶する目標出力値記憶部106と、前記基本階調変換特性記憶部105に記憶してある基本階調変換特性の出力値と前記目標出力値記憶部106に記憶してある画像特徴量に対応する目標出力値とを比較し、該目標出力値に対する誤差が最小となる基本階調変換特性を選択する基本階調変換特性選択部107と、前記正規化階調変換特性作成部103で作成した正規化階調変換特性と、前記基本階調変換特性選択部107で選択した基本階調変換特性とを合成して入力画像データに適した階調変換特性を作成する階調変換特性合成部108と、この階調変換特性合成部108で作成した階調変換特性を用いて前記入力画像を所定の画素値に変換する階調処理部109により構成される。 In FIG. 3, the automatic gradation processing of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an area extraction unit 101 that extracts an image feature amount from an input image, and an image extracted from the area extracted by the area extraction unit 101. A feature extraction unit for extracting feature amounts; a normalized gradation conversion characteristic creation unit for normalizing pixel values of the input image using the image feature amounts extracted by the feature extraction unit; A normalized feature value creation unit 104 that normalizes the image feature value obtained by the feature extraction unit 102 using the normalized tone conversion property created by the normalized tone conversion property creation unit 103, and a plurality of basic features A basic gradation conversion characteristic storage unit 105 for storing gradation conversion characteristics; a target output value storage unit 106 for storing a target output value corresponding to the image feature amount extracted by the feature extraction unit 102; and the basic gradation conversion Output of basic gradation conversion characteristics stored in characteristic storage section 105 A basic gradation conversion that compares a value with a target output value corresponding to an image feature value stored in the target output value storage unit 106 and selects a basic gradation conversion characteristic that minimizes an error with respect to the target output value The characteristic selection unit 107, the normalized gradation conversion characteristic created by the normalized gradation conversion characteristic creation unit 103, and the basic gradation conversion characteristic selected by the basic gradation conversion characteristic selection unit 107 are combined and input. A gradation conversion characteristic combining unit 108 that generates gradation conversion characteristics suitable for image data, and the input image is converted into a predetermined pixel value using the gradation conversion characteristics generated by the gradation conversion characteristic combining unit 108. The gradation processing unit 109 is configured.

領域抽出部101は、例えば、撮影部位が胸部正面の場合、図4に示すように、領域1は画像全体(d)、領域2は縦隔(ｃ)、領域3は右肺野(a)、領域4は左肺野(b)に設定すればよい。なお、これらの特徴抽出領域の中心座標やサイズは、予め決定することができる。
上記抽出する各領域は、撮影前に縦隔に相当する固定的な領域(画像の中央部)や、肺野に相当する固定的な領域(画像の上部の右と左の領域)の始点と終点の座標を各々、前記入力装置から画像処理装置のハードディスクや、メモリ等に入力し記憶しておく。
すなわち、撮影前に撮影部位に応じて当該撮影部位の特徴抽出領域の位置や、サイズを前記ハードディスクや、メモリ等に記憶しておく。 For example, when the imaging region is the front of the chest, the region extraction unit 101, as shown in FIG. 4, the region 1 is the entire image (d), the region 2 is the mediastinum (c), and the region 3 is the right lung field (a) Region 4 may be set in the left lung field (b). The center coordinates and size of these feature extraction areas can be determined in advance.
Each area to be extracted is a fixed area corresponding to the mediastinum before imaging (the central part of the image) or a fixed area corresponding to the lung field (the right and left areas at the top of the image). The coordinates of the end points are input and stored from the input device to the hard disk or memory of the image processing apparatus.
That is, the position and size of the feature extraction region of the imaging part are stored in the hard disk, memory, etc. according to the imaging part before imaging.

上記特徴抽出領域の中心座標やサイズは、例えば上記の胸部正面撮影の場合、顎をX線検出器の上端に載せるような位置決めを行った後に撮影をおこなうので、肺野の位置は凡そ一定であるために、この領域を固定的に設定することが可能である。
したがって、特徴抽出領域である肺野の中心座標やサイズを撮影前に決定することができる。もちろん、肺野領域における直接X線の画素値に対する比率を用いて閾値を決定し、この求めた2つの閾値から肺野領域の形状を可変しても良い。この比率の具体例は画素値の上限値と下限値のそれぞれの比率を示し、その比率は50％，10％の値をとる。また、肺野の画素値と皮膚の画素値が同じ領域もあるため、閾値処理した画像について上下左右方向からある長さ(例2cm)除去した領域を肺野領域としてもよい。 For example, in the case of the above-mentioned chest frontal imaging, the center coordinates and size of the feature extraction area are taken after positioning is performed such that the jaw is placed on the upper end of the X-ray detector, so the position of the lung field is approximately constant. For this reason, it is possible to set this area in a fixed manner.
Therefore, the center coordinates and size of the lung field, which is the feature extraction area, can be determined before imaging. Of course, the threshold value may be determined using the ratio of the direct X-ray pixel value in the lung field region, and the shape of the lung field region may be varied from the two obtained threshold values. Specific examples of this ratio indicate respective ratios of the upper limit value and the lower limit value of the pixel value, and the ratio takes values of 50% and 10%. In addition, since there are regions where the pixel values of the lung field and the skin pixel values are the same, a region obtained by removing a certain length (eg, 2 cm) from the top, bottom, left, and right directions of the threshold-processed image may be used as the lung field region.

なお、小柄な被検者の場合、照射野の大きさが横14×縦17インチ(半切フィルムのサイズに相当)では、診断に使用しない領域が存在するので、被曝低減を図るためにX線照射野を絞り、横14×縦14インチ(大角のフィルムサイズ)にして撮影を行う場合がある。
この場合は、X線可動絞り装置3の4辺の絞りの位置情報を用いて、照射野の大きさを横14×縦17インチから横14×縦14インチに縮小するので、縦隔(c)の中心座標を、照射野の縦の大きさに応じて変更しても良い。 In the case of small subjects, if the irradiation field size is 14 x 17 inches (corresponding to the size of a half-cut film), there is an area that is not used for diagnosis, so X-rays can be used to reduce exposure. In some cases, the field of illumination is narrowed down to 14 x 14 inches (large film size).
In this case, the size of the irradiation field is reduced from 14 × 17 inches to 14 × 14 inches by using the position information of the four sides of the diaphragm of the X-ray movable diaphragm device 3. ) Center coordinates may be changed according to the vertical size of the irradiation field.

特徴抽出部102は、前記領域抽出した画像領域に対して、例えば、画像の最小値や、平均値、最大値を計算する。
例えば、撮影部位が胸部正面の場合、画像全体(図4の領域d)から、最小値と最大値を取得し、左右の肺野(領域a, b)から領域aの最大値と領域bの最大値を取得し、そして、各肺野(領域a, b)の各平均値を計算してその最大値を取得し、さらに縦隔(領域c)から最小値を取得する。
このように、左右の肺野の平均値の最大値を使用することで、片方の肺がない片肺の患者の場合でも、肺野の平均値をより精度良く抽出することが可能である。 The feature extraction unit 102 calculates, for example, the minimum value, the average value, and the maximum value of the image for the extracted image region.
For example, when the imaging region is the front of the chest, the minimum value and the maximum value are obtained from the entire image (region d in FIG. 4), and the maximum value of region a and the region b are obtained from the left and right lung fields (regions a and b). The maximum value is acquired, and the average value of each lung field (region a, b) is calculated to obtain the maximum value, and further the minimum value is acquired from the mediastinum (region c).
Thus, by using the maximum value of the average values of the left and right lung fields, it is possible to extract the average value of the lung fields more accurately even in the case of a single lung patient without one lung.

このように、特徴抽出部102は、画像データの最大値は領域aとbとdから、平均値は領域aとbの平均値のうちの最大となる値を、最小値は領域cとdから求めるものである。
上記最大値、平均値、最小値は、事前(撮影前)に撮影部位に応じた特徴抽出領域の位置、大きさは分っているので、これらはハードディスクに記憶しておき、オペレータはコンソール上で撮影部位に対応するボタンを押すことで、自動的に、撮影部位に応じた特徴抽出領域の座標がメモリに設定され、撮影直後に、指定した領域から前記各特徴量を抽出することができる。 In this way, the feature extraction unit 102 determines that the maximum value of the image data is from the regions a, b, and d, the average value is the maximum value among the average values of the regions a and b, and the minimum value is the regions c and d. Is what you want.
The maximum value, average value, and minimum value are stored in the hard disk in advance (before imaging) because the position and size of the feature extraction area corresponding to the imaging region are known. When the button corresponding to the imaging region is pressed, the coordinates of the feature extraction region corresponding to the imaging region are automatically set in the memory, and each feature amount can be extracted from the designated region immediately after imaging. .

正規化階調変換特性作成部103は、前記特徴抽出部102で抽出した画像特徴量、例えば、画像全体の最小値X1と最大値X5を用いて、図5に示すように線形に画素値を変換する特性とすればよい。
この図5において、入力xはX線検出器への入射X線量が0[μC／kg]の場合、値は0であり、入射X線量に比例して画素値が増加する値に対応している。
また、入力xが0〜x1の間で出力が0となるのは、画像の最小値をx1とした場合、画像にx1以下の画素がないため、出力値を0にクリップするためである。あるいは、x1は画像の最小値ではなく、0(固定値)に設定しても良い。 The normalized gradation conversion characteristic creation unit 103 uses the image feature amount extracted by the feature extraction unit 102, for example, the minimum value X1 and the maximum value X5 of the entire image, and linearly sets the pixel value as shown in FIG. The characteristic to be converted may be used.
In FIG. 5, the input x is 0 when the incident X-ray dose to the X-ray detector is 0 [μC / kg], corresponding to the value in which the pixel value increases in proportion to the incident X-ray dose. Yes.
The reason why the output is 0 when the input x is between 0 and x1 is that the output value is clipped to 0 because there is no pixel equal to or less than x1 when the minimum value of the image is x1. Alternatively, x1 may be set to 0 (fixed value) instead of the minimum value of the image.

正規化特徴量作成部104は、特徴抽出部102で抽出した画像特徴量を正規化階調変換特性作成部103で作成した正規化階調変換特性を用いて変換したものである。例えば、特徴抽出部102で、縦隔の最小値X2(縦隔の画像特徴量)、右肺野の平均値と左肺野の平均値の最大値X3(右肺野と左肺野の画像特徴量)と、右肺野と左肺野の最大値X4(右肺野と左肺野の画像特徴量)を抽出した場合には、正規化階調変換特性をf(x)とすると、各々、f(X2)，f(X3)，f(X4)の関数で変換して正規化特徴量を作成する。
このように正規化特徴量を作成することにより、例えば撮影部位が胸部正面撮影の場合、階調処理後の撮影画像において、縦隔の最小値、肺野の平均値、及び肺野の最大値を後述の目標値に変換することができる。 The normalized feature value creation unit 104 converts the image feature value extracted by the feature extraction unit 102 using the normalized tone conversion characteristic created by the normalized tone conversion characteristic creation unit 103. For example, in the feature extraction unit 102, mediastinal minimum value X2 (mediastinal image feature amount), right lung field average value and left lung field average value X3 (right lung field and left lung field image) (Feature value) and the maximum value X4 of the right lung field and the left lung field (image feature quantity of the right lung field and the left lung field) are extracted, and the normalized gradation conversion characteristic is f (x), Normalized features are created by transforming with the functions of f (X2), f (X3), and f (X4), respectively.
By creating normalized features in this way, for example, when the imaging region is chest front imaging, in the captured image after gradation processing, the mediastinal minimum value, lung field average value, and lung field maximum value Can be converted into a target value to be described later.

基本階調変換特性記憶部105は、複数の基本的な階調変換特性を記憶するもので、図6に示す3種類の基本階調変換特性を例として説明する。
基本階調変換特性記憶部205には、図6に示すg1(x)，g2(x)，g3(x)の基本階調変換特性を記憶しておく。入力xはX線検出器で検出し、これをディジタル値に変換した画像データに各種補正を行って得たデータで、この入力データxを、例えば14bit、この入力データxに対応する出力値gを12bitとする。 The basic gradation conversion characteristic storage unit 105 stores a plurality of basic gradation conversion characteristics, and will be described by taking three types of basic gradation conversion characteristics shown in FIG. 6 as an example.
The basic gradation conversion characteristic storage unit 205 stores basic gradation conversion characteristics of g1 (x), g2 (x), and g3 (x) shown in FIG. The input x is data obtained by performing various corrections on the image data detected by the X-ray detector and converted into a digital value. The input data x is, for example, 14 bits, and the output value g corresponding to the input data x. Is 12 bits.

基本階調変換特性は、例えば、低X線量側(出力値gがY0以上の場合)を直線で表される(式3)の関数1とし、高X線量側(出力値gがY0以下の場合)は対数で表される(式4)の関数２とすれば良い。
gi(x)＝aL・x＋bL gi(x)：[Y0，4095] (式3)
gi(x)＝aH・ln(x＋bH)＋cH gi(x)：[0，Y0] (式4)
あるいは、基本階調変換特性は、低X線量側の関数1を(式5)の2次多項式で表し、高X線量側の関数2を(式6)の対数で表すことも可能である。
gi(x)＝aL・x²＋bL・x＋cL gi(x)：[Y0，4095] (式5)
gi(x)＝aH・ln(x＋bH)＋cH gi(x)：[0，Y0] (式6)
あるいは、基本階調変換特性は、低X線量側の関数1を(式7)の3次多項式、高X線量側の関数2を(式8)の3次多項式とすることが可能である。
gi(x)＝aL・x³＋bL・x²＋cL・x＋dL gi(x)：[Y0, 4095] (式7)
gi(x)＝aH・x³＋bH・x²＋cH・x＋dH gi(x)：[0, Y0] (式8)
あるいは、基本階調変換特性は、低X線量側の関数1を(式9)の対数、高X線量側の関数2を(式10)の対数とすることが可能である。
gi(x)＝aL・ln(x＋bL)＋cL gi(x)：[Y0, 4095] (式9)
gi(x)＝aH・ln(x＋bH)＋cH gi(x)：[0, Y0] (式10) The basic gradation conversion characteristics are, for example, the function 1 of (Expression 3) represented by a straight line on the low X dose side (when the output value g is Y0 or more), and the high X dose side (the output value g is Y0 or less). (Case) may be expressed as a function 2 of (Equation 4) expressed in logarithm.
gi (x) = aL · x + bL gi (x): [Y0, 4095] (Formula 3)
gi (x) = aH · ln (x + bH) + cH gi (x): [0, Y0] (Formula 4)
Alternatively, in the basic gradation conversion characteristic, the function 1 on the low X-ray dose side can be expressed by a quadratic polynomial of (Expression 5), and the function 2 on the high X-ray dose side can be expressed by the logarithm of (Expression 6).
gi (x) = aL · x ² + bL · x + cL gi (x): [Y0, 4095] (Formula 5)
gi (x) = aH · ln (x + bH) + cH gi (x): [0, Y0] (Formula 6)
Alternatively, in the basic gradation conversion characteristic, the function 1 on the low X-ray dose side can be a cubic polynomial of (Expression 7), and the function 2 on the high X-ray dose side can be a cubic polynomial of (Expression 8).
gi (x) = aL · x ³ + bL · x ² + cL · x + dL gi (x): [Y0, 4095] (Formula 7)
gi (x) = aH · x 3 + bH · x 2 + cH · x + dH gi (x): [0, Y0] ( Eq. 8)
Alternatively, in the basic gradation conversion characteristic, the function 1 on the low X-ray dose side can be the logarithm of (Expression 9), and the function 2 on the high X-ray dose side can be the logarithm of (Expression 10).
gi (x) = aL·ln (x + bL) + cL gi (x): [Y0, 4095] (Equation 9)
gi (x) = aH · ln (x + bH) + cH gi (x): [0, Y0] (Equation 10)

このように、低X線量側と高X線量側で直線、対数、多項式を組み合わせて基本階調変換特性を表すことができ、例えば、(式3)のように、低X線量側のコントラスト(基本階調変換特性の傾きの絶対値)を一定にすることで、心臓・縦隔・骨領域のような画像領域のコントラストを抑えることで、胸部撮影における関心領域である肺野のコントラストを適切なものとすることができる。
これは、対数等で低線量域の傾きを高くして変換すると、縦隔部のヒストグラムの分布がひろくなり、椎体が目立つ画像になり、胸部正面の診断には適さない。つまり、胸部正面撮影では、肺野の陰影の抽出が重要であるため、肺野部のヒストグラムが広くなるような階調変換特性が要求されるためである。 In this way, the basic tone conversion characteristics can be expressed by combining straight lines, logarithms, and polynomials on the low X dose side and the high X dose side.For example, as shown in (Equation 3), the contrast on the low X dose side ( The contrast of the image area such as the heart, mediastinum, and bone areas is kept constant by keeping the basic gradient conversion characteristic slope (absolute value) constant. Can be.
If this is converted by increasing the slope of the low-dose region by logarithm or the like, the distribution of the histogram of the mediastinum becomes wide, and the vertebral body becomes conspicuous, which is not suitable for diagnosis of the front of the chest. In other words, in chest front imaging, it is important to extract the shadow of the lung field, so that tone conversion characteristics are required so that the histogram of the lung field becomes wider.

上記図6の基本階調変換特性の2種類の関数1と関数2との接続点のY座標であるY0の値は、実験でいろいろな階調特性を試して医師の方の画質評価から決定したもので、例えば、撮影部位が胸部正面の場合、出力値の範囲の50％の値(Y0＝4095×0.50＝2048)に設定すれば凡そ良いことが分った。
なお、基本階調変換特性記憶部105には、上記3本の基本階調変換特性に限定するものではなく、種々の撮影部位や撮影方法(種々の撮影メニュー)に対応できるようにするために複数の階調変換特性を記憶させ、この中から後述の基本階調変換特性選択部107で上記撮影メニューに適した基本階調変換特性を選択しても良い。
この基本階調変換特性は、医療施設に納品する前に、工場内で、ファントム撮影や、ボランティア撮影を通じて、適正な階調特性を決定してその傾きを、例えば、75％〜150%まで変化させた複数の階調変換特性を作成する。
この作成した複数の階調特性をハードディスクに記憶しておき、画像処理装置において、画像処理のアプリケーションが起動した際に、前記ハードディスクから読み出し、これをメモリに記憶する。 The value of Y0, which is the Y coordinate of the connection point between the two types of functions 1 and 2 of the basic gradation conversion characteristics shown in Fig. 6 above, is determined from the image quality evaluation of the doctor by experimenting with various gradation characteristics. Thus, for example, when the imaging region is the front of the chest, it has been found that if it is set to a value of 50% of the output value range (Y0 = 4095 × 0.50 = 2048).
The basic gradation conversion characteristic storage unit 105 is not limited to the above three basic gradation conversion characteristics, but can be adapted to various imaging parts and imaging methods (various imaging menus). A plurality of gradation conversion characteristics may be stored, and a basic gradation conversion characteristic suitable for the above-described shooting menu may be selected by a basic gradation conversion characteristic selection unit 107 described later.
This basic gradation conversion characteristic is determined in the factory through phantom photography and volunteer photography, and the slope is changed from 75% to 150%, for example, before delivery to the medical facility. A plurality of gradation conversion characteristics are created.
The created plurality of gradation characteristics are stored in the hard disk, and when an image processing application is activated in the image processing apparatus, the image is read from the hard disk and stored in the memory.

目標出力値記憶部106は、各画像特徴量に対応する目標出力値を記憶するものである。例えば、撮影部位が胸部正面の場合には、図7に示すように、目標出力値Y2は、上記関数f(X2)で求めた縦隔の最小値X2(縦隔の画像特徴量)に対応する後述の階調処理部109で処理される出力画像の目標画素値とし、目標出力値Y3は、上記関数f(X3)で求めた右肺野の平均値と左肺野の平均値との最大値X3(右肺野と左肺野の画像特徴量)に対応する同じく後述の階調処理部109で処理される出力画像の目標画素値とし、目標出力値Y4は、上記関数f(X4)で求めた右肺野と左肺野の最大値X4(右肺野と左肺野の画像特徴量)に対する同じく後述の階調処理部109で処理される出力画像の目標画素値とすれば良い。
上記目標出力値は、例えばボランティアの撮影画像から、適正な階調特性(例えば、傾き1.2)を決定したのち、ボランティアの撮影画像の各々の特徴量(縦隔の最小値、肺野の平均値、肺野の最大値)の平均値を事前に計算しておき、適正な階調特性の対応する出力値を求めることにより決定し、これをハードディスクに記憶しておく。 The target output value storage unit 106 stores a target output value corresponding to each image feature amount. For example, when the imaging region is the front of the chest, as shown in FIG. 7, the target output value Y2 corresponds to the mediastinal minimum value X2 (media feature image feature amount) obtained by the function f (X2) above. The target pixel value of the output image processed by the gradation processing unit 109, which will be described later, and the target output value Y3 is the average value of the right lung field and the average value of the left lung field obtained by the function f (X3). The target pixel value of the output image corresponding to the maximum value X3 (the image feature amount of the right lung field and the left lung field) processed by the gradation processing unit 109, which will be described later, is set, and the target output value Y4 is the function f (X4 ) For the maximum value X4 of the right lung field and the left lung field (image feature values of the right lung field and the left lung field) as the target pixel value of the output image processed by the gradation processing unit 109 described later. good.
The target output value is determined, for example, from a photographed image of a volunteer, after determining an appropriate gradation characteristic (e.g., slope 1.2), and then each feature amount (minimum mediastinal value, average value of lung field) of the photographed image of the volunteer The maximum value of the lung field) is calculated in advance and determined by obtaining the corresponding output value of the appropriate gradation characteristics, and this is stored in the hard disk.

基本階調変換特性選択部107は、前記正規化特徴量作成部104で作成した正規化画像特徴量に対応する基本階調変換特性記憶部105に記憶されている基本階調変換特性の出力値と、前記正規化画像特徴量に対応する目標出力値記憶部106に記憶されている目標値出力値との比較を行うもので、図7に基本階調変換特性と目標出力値との関係を示す。
正規化特徴量作成部104で作成した正規化画像特徴量f(X2), f(X3), f(X4)に対して、目標出力値記憶部106に事前に記憶してある目標出力値Y2，Y3，Y4と、入力xがf(X2), f(X3), f(X4)に対するi番目の基本階調変換特性gi(x)の各出力値gi(f(X2)), gi(f(X3)), gi(f(X4))との差の絶対値の和Eiを(式11)により計算し、すべての基本階調変換特性gi(x)について誤差の絶対値の総和Eiを求める。
Ei＝|gi(f(X2))-Y2|＋|gi(f(X3))-Y3|＋|gi(f(X4))-Y4| (式11)
( ここで、i＝1, 2, 3)
そして、上記誤差の絶対値の総和Eiが最小となるc番目の基本階調変換特性gc(x)を選択する。
図7の場合には、c＝2、すなわち2番目の基本階調変換特性が選択されることになる。 The basic gradation conversion characteristic selection unit 107 outputs an output value of the basic gradation conversion characteristic stored in the basic gradation conversion characteristic storage unit 105 corresponding to the normalized image feature amount created by the normalized feature amount creation unit 104 And a target value output value stored in the target output value storage unit 106 corresponding to the normalized image feature amount, and FIG. 7 shows the relationship between the basic gradation conversion characteristics and the target output value. Show.
The target output value Y2 stored in advance in the target output value storage unit 106 for the normalized image feature values f (X2), f (X3), f (X4) created by the normalized feature value creation unit 104 , Y3, Y4 and the output value gi (f (X2)), gi () of the i-th basic gradation conversion characteristic gi (x) for the input x being f (X2), f (X3), f (X4) f (X3)), gi (f (X4)) and the sum of absolute values Ei is calculated by (Equation 11), and the sum of absolute values of errors Ei for all basic gradation conversion characteristics gi (x) Ask for.
Ei = | gi (f (X2))-Y2 | + | gi (f (X3))-Y3 | + | gi (f (X4))-Y4 | (Formula 11)
(Where i = 1, 2, 3)
Then, the c-th basic gradation conversion characteristic gc (x) that minimizes the sum total Ei of the absolute values of the errors is selected.
In the case of FIG. 7, c = 2, that is, the second basic gradation conversion characteristic is selected.

このように、目標出力値記憶部106に記憶した目標出力値は、基本階調変換特性の選択の際の比較点(例えば、図7の黒点)として使用される。
また、目標出力値は、本発明の自動階調処理装置において、入力画像の特徴量の凡その変換値を規定するものであって、図7に示したように、前記比較点に対して選択される基本階調変換特性は必ずしも一致する特性ではなく、基本階調変換特性の入出力関係に拘束された条件化で、前記比較点の値を近似するものである。
この結果、基本階調変換特性を用いて階調特性の入出力関係に拘束条件を設けているため、安定した階調特性を作成することができる。 In this manner, the target output value stored in the target output value storage unit 106 is used as a comparison point (for example, a black point in FIG. 7) when selecting the basic gradation conversion characteristics.
Further, the target output value defines an approximate conversion value of the feature amount of the input image in the automatic gradation processing device of the present invention, and is selected with respect to the comparison point as shown in FIG. The basic gradation conversion characteristics to be used are not necessarily the same characteristics, but approximate the values of the comparison points under conditions constrained by the input / output relationship of the basic gradation conversion characteristics.
As a result, since the constraint condition is provided for the input / output relationship of the gradation characteristics using the basic gradation conversion characteristics, stable gradation characteristics can be created.

階調変換特性合成部108は、正規化階調変換特性作成部103で作成した正規化階調変換特性f(x)と、階調変換特性選択部107で選択したｃ番目の基本階調変換特性gc(x)とを(式12)により合成するもので、これによって図8に示す入力画像データxと出力画素値yの関係の階調変換特性y(x)を得ることができる。
y(x)＝gc(f(x)) (式12) The gradation conversion characteristic synthesis unit 108 includes the normalized gradation conversion characteristic f (x) created by the normalized gradation conversion characteristic creation part 103 and the c-th basic gradation conversion selected by the gradation conversion characteristic selection part 107. The characteristic gc (x) is synthesized by (Equation 12), whereby the gradation conversion characteristic y (x) of the relationship between the input image data x and the output pixel value y shown in FIG. 8 can be obtained.
y (x) = gc (f (x)) (Formula 12)

階調処理部109は、前記階調変換特性合成部108で合成した階調変換特性y(x)を用いて、入力画像データの階調処理を行い、階調変換された画像データを出力する。 The gradation processing unit 109 performs gradation processing of the input image data using the gradation conversion characteristic y (x) synthesized by the gradation conversion characteristic synthesis unit 108, and outputs the gradation-converted image data .

このように、階調特性を作成した後に、すべての画素に対して階調処理を行うため、入力画像の階調処理を自動的に高速に行うことができる。 Thus, since gradation processing is performed on all pixels after the gradation characteristics are created, gradation processing of the input image can be automatically performed at high speed.

次に、上記の自動階調処理装置を用いたX線撮影装置の動作について図9のフローチャートを用いて説明する。
(1)撮影及び画像処理パラメータの設定(ステップS200)
撮影する前に入力装置10を用いて撮影条件の設定、撮影部位名の入力、患者名の入力及び撮影や画像処理に必要な各種のパラメータ等を設定する。
また、図示省略のハードディスクには、画像処理装置8の補正処理部8aの補正処理に必要なX線検出器のオフセット補正、ゲイン補正などの各種の補正データ、本発明による自動階調処理部8bの階調変換処理に必要な撮影部位、撮影方向の撮影メニューに応じた入力画像の特徴抽出領域の中心座標とサイズ、複数の基本階調変換特性、これらの基本階調変換特性の関数1と関数2の接続点の値、前記特徴抽出領域における画像特徴量に対応する目標出力値が記憶されており、画像処理のアプリケーションが起動した際に、前記データをハードディスクから読み出し、一次記憶メモリに記憶する。ただし、前記複数の基本階調変換特性及びこれらの基本階調変換特性の関数1と関数2の接続点の値は自動階調処理部8bの基本階調変換特性記憶部105に、前記特徴抽出領域における画像特徴量に対応する目標出力値は目標出力値記憶部106に記憶される。 Next, the operation of the X-ray imaging apparatus using the automatic gradation processing apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
(1) Shooting and image processing parameter setting (step S200)
Before imaging, the input device 10 is used to set imaging conditions, input an imaging region name, patient name, and various parameters necessary for imaging and image processing.
The hard disk (not shown) includes various correction data such as X-ray detector offset correction and gain correction necessary for the correction processing of the correction processing unit 8a of the image processing apparatus 8, and the automatic gradation processing unit 8b according to the present invention. Required for the tone conversion process, center coordinates and size of the feature extraction area of the input image according to the shooting menu in the shooting direction, multiple basic tone conversion characteristics, function 1 of these basic tone conversion characteristics The value of the connection point of function 2 and the target output value corresponding to the image feature amount in the feature extraction area are stored, and when the image processing application is activated, the data is read from the hard disk and stored in the primary storage memory To do. However, the value of the connection point between the plurality of basic gradation conversion characteristics and the function 1 and function 2 of these basic gradation conversion characteristics is stored in the basic gradation conversion characteristic storage unit 105 of the automatic gradation processing unit 8b. The target output value corresponding to the image feature amount in the region is stored in the target output value storage unit 106.

(2)撮影画像データの収集(ステップS201)
入力装置10からの撮影開始信号により、X線撮影装置は撮影を開始し、X線発生装置2から被検体1にX線を照射する。
前記被検体1を透過したX線はX線検出部5のX線検出器で検出され、これをディジタル画像データに変換して前記被検体1の撮影画像データを収集する。
前記X線検出器にX線平面検出器を用いた場合、該X線平面検出器は、入射するX線のエネルギーを光若しくは電荷量に変換するX線変換部と、このX線変換部で変換された光を電荷に変換した値、若しくは前記X線エネルギーを直接電荷に変換した値を検出する二次元半導体検出素子アレィによる行と列からなるマトリクス状に配された画素の蓄積コンデンサにX線の二次元強度分布を電荷として蓄積し、この電荷を読み出し、これをアナログ／ディジタル変換器でディジタル値に変換してディジタル画像データを得る。 (2) Collection of photographed image data (Step S201)
In response to the imaging start signal from the input device 10, the X-ray imaging apparatus starts imaging, and the X-ray generator 2 irradiates the subject 1 with X-rays.
X-rays transmitted through the subject 1 are detected by an X-ray detector of the X-ray detection unit 5, converted into digital image data, and photographed image data of the subject 1 is collected.
When an X-ray flat panel detector is used as the X-ray detector, the X-ray flat panel detector includes an X-ray conversion unit that converts incident X-ray energy into light or a charge amount, and the X-ray conversion unit. A value obtained by converting the converted light into electric charge or a value obtained by directly converting the X-ray energy into electric charge is detected by a two-dimensional semiconductor detection element array. The two-dimensional intensity distribution of the line is accumulated as a charge, and this charge is read out and converted into a digital value by an analog / digital converter to obtain digital image data.

(3)補正処理(ステップS202)
このようにして検出し収集したディジタル画像データを画像処理装置8に入力し、該画像処理装置8の補正処理部8aでX線検出器のオフセット補正、ゲイン補正などの各種の補正を行って入力画像データを得る。 (3) Correction processing (Step S202)
The digital image data detected and collected in this way is input to the image processing device 8 and input by performing various corrections such as offset correction and gain correction of the X-ray detector in the correction processing unit 8a of the image processing device 8. Obtain image data.

(4)自動階調処理(ステップS203)
前記補正された入力画像データを自動階調処理部8bで撮影メニュー(撮影部位や撮影方向)によってX線量が変化しても所定の範囲になるように前記入力画像データを階調変換する。 (4) Automatic gradation processing (Step S203)
The input image data is gradation-converted by the automatic gradation processing unit 8b so that the corrected input image data is within a predetermined range even if the X-ray dose changes depending on the imaging menu (imaging site or imaging direction).

1)階調変換処理パラメータの読み込みと画像特徴量領域の抽出(ステップS204，S205) 前記入力装置10で設定した撮影部位、撮影方向の撮影メニューに応じた前記一次記憶メモリ(図示省略)に記憶してある入力画像の特徴抽出領域の中心座標とサイズを読み出し、領域抽出部101で画像特徴量を抽出するための領域を抽出する。 1) Reading of gradation conversion processing parameters and extraction of image feature amount areas (steps S204 and S205) Stored in the primary storage memory (not shown) corresponding to the imaging menu set in the input device 10 and the imaging menu of the imaging direction Then, the center coordinates and size of the feature extraction region of the input image are read out, and the region for extracting the image feature amount is extracted by the region extraction unit 101.

2)画像特徴量の抽出(ステップ206)
特徴抽出部102で前記領域抽出部101で抽出した領域から画像特徴量を抽出する。 2) Image feature extraction (step 206)
A feature extraction unit 102 extracts an image feature amount from the region extracted by the region extraction unit 101.

3)正規化階調変換特性の作成(ステップS207)
前記特徴抽出部102により抽出した画像特徴量を用いて前記入力画像の画素値を正規化階調変換特性作成部103で正規化階調変換特性を作成する。 3) Creation of normalized gradation conversion characteristics (step S207)
Using the image feature amount extracted by the feature extraction unit 102, a normalized gradation conversion characteristic creating unit 103 creates a normalized gradation conversion characteristic for the pixel value of the input image.

4)正規化特徴量の作成(ステップ208)
前記正規化階調変換特性作成部103で作成した正規化階調変換特性を用いて前記特徴抽出部102で抽出した画像特徴量を正規化特徴量作成部104で正規化特徴量を作成する。 4) Creating normalized features (step 208)
Using the normalized gradation conversion characteristic created by the normalized gradation conversion characteristic creation unit 103, the image feature quantity extracted by the feature extraction unit 102 is created by the normalized feature quantity creation unit 104.

5)基本階調変換特性、目標出力値の読み込み(ステップS209)
基本階調変換特性記憶部105に記憶してある複数の基本階調変換特性と、目標出力値記憶部106に記憶してある前記特徴抽出部102で抽出した画像特徴量に対応する目標出力値とを読み込み、これらを基本階調変換特性選択部107に入力する。 5) Reading basic gradation conversion characteristics and target output value (step S209)
A plurality of basic gradation conversion characteristics stored in the basic gradation conversion characteristic storage unit 105 and a target output value corresponding to the image feature amount extracted by the feature extraction unit 102 stored in the target output value storage unit 106 Are input to the basic gradation conversion characteristic selection unit 107.

6)基本階調変換特性の選択(ステップ210)
前記基本階調変換特性選択部107で前記基本階調変換特性の出力値と前記画像特徴量に対応する目標出力値とを比較し、該目標出力値に対する誤差が最小となる基本階調変換特性を選択する。 6) Selection of basic gradation conversion characteristics (step 210)
The basic gradation conversion characteristic selection unit 107 compares the output value of the basic gradation conversion characteristic with the target output value corresponding to the image feature amount, and the basic gradation conversion characteristic that minimizes the error with respect to the target output value Select.

7) 正規化階調変換特性と基本階調変換特性の合成(ステップS211)
前記正規化階調変換特性作成部103で作成した正規化階調変換特性と、前記基本階調変換特性選択部107で選択した基本階調変換特性とを階調変換特性合成部108で合成する。 7) Synthesis of normalized gradation conversion characteristics and basic gradation conversion characteristics (step S211)
The normalized gradation conversion characteristic created by the normalized gradation conversion characteristic creation unit 103 and the basic gradation conversion characteristic selected by the basic gradation conversion characteristic selection unit 107 are synthesized by the gradation conversion characteristic synthesis unit 108. .

8)入力画像データの階調処理(ステップ212)
前記階調変換特性合成部108で合成して得られた階調変換特性と前記入力画像データとを階調変換処理部109に入力し、前記入力画像を所定の画素値に階調変換して出力画像データを得る。 8) Tone processing of input image data (step 212)
The gradation conversion characteristic obtained by the gradation conversion characteristic combining unit 108 and the input image data are input to the gradation conversion processing unit 109, and the input image is converted to a predetermined pixel value by gradation conversion. Output image data is obtained.

(5)画像強調処理等の画像処理(ステップ213)
上記自動階調処理部8bで階調変換された出力画像データを画像処理部8cでダイナミックレンジ圧縮処理、フィルタ処理、画像の左右反転、撮影画像のトリミング等の画像処理を行い、表示する画像データを生成する。 (5) Image processing such as image enhancement processing (step 213)
The output image data that has undergone gradation conversion by the automatic gradation processing unit 8b is subjected to image processing such as dynamic range compression processing, filter processing, left-right reversal of the image, and trimming of the photographed image by the image processing unit 8c to be displayed. Is generated.

(6)表示画像制御理処理と画像表示(ステップS214，215)
表示制御処理部8dで前記画像処理された画像データに自動表示階調処理により決定された表示ルックアップテーブル、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベルの付帯情報を用いて表示画像を生成し、この表示画像を表示装置9に表示する。 (6) Display image control processing and image display (steps S214 and S215)
A display image is generated by using the display lookup table, display window width, and display window level incidental information determined by the automatic display gradation processing on the image data processed by the display control processing unit 8d, and this display image Is displayed on the display device 9.

図10〜図13に胸部正面撮影における従来の対数による単一の階調変換特性を用いて階調変換した場合と、本発明による複数の基本階調変換特性の中から画像の特徴量に対応した基本階調変換特性を選択し、この選択した基本階調変換特性を目標出力値で補正した階調特性で階調変換した場合とのヒストグラムと撮影画像との比較例を示す。
図10と図11はヒストグラムの比較、図12と図13は撮影画像の比較例である。
図10に示す従来の対数による単一の階調特性で階調変換を行った場合のヒストグラムは、縦隔、心臓、骨領域のX線吸収の高い領域の低X線量域の傾きが高く変換されるので縦隔部のヒストグラムの分布が広くなり、図12に示すように椎体が目立つ画像となり胸部正面の診断には適さないものとなる。
これに対して、本発明による階調特性で階調変換を行った場合のヒストグラムは、図11に示すようにX線吸収の低い領域である肺野のヒストグラムが広くなるように階調変換されるので、図13に示すように胸部正面画像にとって最も重要である肺野の陰影のコントラストを向上でき、診断に有用な画像を提供できる。 Figures 10 to 13 correspond to image features from the basic logarithmic conversion characteristics according to the present invention when the tone conversion is performed using the conventional logarithmic single gradation conversion characteristics in frontal chest photography. A comparison example between a histogram and a photographed image when the selected basic gradation conversion characteristic is selected and gradation conversion is performed with the gradation characteristic obtained by correcting the selected basic gradation conversion characteristic with the target output value is shown.
FIGS. 10 and 11 show comparisons of histograms, and FIGS. 12 and 13 show comparison examples of captured images.
Histogram conversion with the conventional logarithmic single tone characteristic shown in Fig. 10 converts the low X-ray dose region with high X-ray absorption in the mediastinum, heart, and bone regions. As a result, the distribution of the histogram of the mediastinum is widened, and the vertebral body is conspicuous as shown in FIG. 12, which is not suitable for diagnosis of the front of the chest.
On the other hand, the gradation when gradation conversion is performed with gradation characteristics according to the present invention is gradation-converted so that the histogram of the lung field, which is a low X-ray absorption region, is wide as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 13, the contrast of the shadow of the lung field, which is most important for the chest front image, can be improved, and an image useful for diagnosis can be provided.

以上のように、本発明による第1の実施形態のX線撮影装置によれば、階調特性が対数を用いた単一の関数ではなく、区分的な複数の関数を使用しているため、低X線量側の画像データの伸張や、高X線量側の画像データの圧縮を接続点のY座標により自動的に調整可能であるため、例えば撮影部位が胸部正面の場合、肺野のコントラストを従来の対数を使用する場合よりも向上させることができる。また、階調変換後の画像のヒストグラムを比較した場合でも、従来の対数を使用した場合より、肺野のヒストグラムが伸張されていることが分かる。
したがって、撮影部位が胸部正面の場合の例では、肺野と縦隔の画像濃度とコントラストは適切なものとなり、胸部正面画像にとっては特に重要である肺野部を立体感のあるものとすることができる。 As described above, according to the X-ray imaging apparatus of the first embodiment of the present invention, the gradation characteristic uses not a single function using logarithm but a plurality of piecewise functions. The expansion of the image data on the low X-ray dose side and the compression of the image data on the high X-ray dose side can be automatically adjusted by the Y coordinate of the connection point. This can be improved over the conventional logarithm. Further, even when the histograms of the images after gradation conversion are compared, it can be seen that the lung field histogram is expanded as compared with the case where the conventional logarithm is used.
Therefore, in the case where the imaging region is the front of the chest, the image density and contrast of the lung field and mediastinum are appropriate, and the lung field that is particularly important for the chest front image should have a stereoscopic effect. Can do.

図14は、本発明のX線撮影装置の要部である自動階調処理部の第2の実施形態のブロック図である。
この第2の実施形態の自動階調処理部11は、上記第1の実施形態の自動階調処理部8における領域抽出部101を撮影部位に応じて特徴領域が抽出できる領域抽出部301に変更し、同じく特徴抽出部102を撮影部位に応じて画像特徴量を抽出することができる特徴抽出部302に変更し、さらに基本階調変換特性記憶部105を撮影部位に対応する複数の基本的な階調特性を記憶する基本階調変換特性記憶部305に、そして目標出力値記憶部106を撮影部位に応じた画像特徴量に対応する目標出力値を記憶する目標出力値記憶部306に変更したものである。 FIG. 14 is a block diagram of a second embodiment of an automatic gradation processing unit which is a main part of the X-ray imaging apparatus of the present invention.
In the automatic gradation processing unit 11 of the second embodiment, the region extraction unit 101 in the automatic gradation processing unit 8 of the first embodiment is changed to a region extraction unit 301 that can extract a feature region according to the imaging region. Similarly, the feature extraction unit 102 is changed to a feature extraction unit 302 that can extract an image feature amount in accordance with the imaging region, and the basic gradation conversion characteristic storage unit 105 includes a plurality of basic features corresponding to the imaging region. The basic gradation conversion characteristic storage unit 305 that stores gradation characteristics, and the target output value storage unit 106 are changed to a target output value storage unit 306 that stores a target output value corresponding to an image feature amount corresponding to an imaging region. Is.

前記領域抽出部301は、撮影部位に応じて、例えば、胸部正面の場合では抽出する領域を図3のように設定し、腹部正面の場合には、例えば、図15のように画像の中央に円形の領域aを設定すればよい。
なお、照射野の大きさ(横14×縦17インチ、横14×縦14インチ、等々)に応じて、特徴抽出領域の大きさを変更してもよい。 For example, in the case of the front of the chest, the region extraction unit 301 sets the region to be extracted as shown in FIG. 3, and in the case of the front of the abdomen, for example, in the center of the image as shown in FIG. A circular area a may be set.
Note that the size of the feature extraction area may be changed according to the size of the irradiation field (width 14 × length 17 inches, width 14 × length 14 inches, etc.).

前記特徴抽出部302は、撮影部位に応じて画像特徴量の計算方法を変更する。例えば、撮影部位が胸部正面の場合、画像全体の最小値、最大値、縦隔の最小値、左右肺野の各々の平均値の最大値、左右の肺野の最大値の最大値とし、腹部正面の場合には、画像全体の最小値と最大値と、画像中央の円形領域の平均値のように特徴量の計算方法を変更するものである。 The feature extraction unit 302 changes the image feature amount calculation method according to the imaging region. For example, if the imaging region is the front of the chest, the minimum value, maximum value, mediastinal minimum value, maximum value of the average value of the left and right lung fields, maximum value of the maximum values of the left and right lung fields, In the case of the front, the feature amount calculation method is changed such as the minimum value and maximum value of the entire image and the average value of the circular area at the center of the image.

基本階調変換特性記憶部305は、例えば、図16に示すように、低線量側の関数1を直線とし、高線量側の関数2を対数として、前記関数1と関数2の接続点のY座標(Y0)の値を(a)の頭蓋骨、(b)の胸部、(c)の股関節のように撮影部位に応じて変化させ、これらを予め作成して記憶しておくものである。 For example, as shown in FIG. 16, the basic gradation conversion characteristic storage unit 305 is configured such that the function 1 on the low dose side is a straight line, the function 2 on the high dose side is logarithmically, and the connection point Y between the function 1 and the function 2 is Y. The value of the coordinate (Y0) is changed according to the imaging region such as the skull of (a), the chest of (b), and the hip joint of (c), and these are created and stored in advance.

目標出力値記憶部306は、撮影部位に応じて変更するもので、例えば、撮影部位が腹部正面の場合には、画像の中央部の円領域の平均値が出力範囲の50％(例えば、出力の最大値が4095の場合は、4095×0.5＝2048)とする。 The target output value storage unit 306 is changed according to the imaging region. For example, when the imaging region is the front of the abdomen, the average value of the circular area at the center of the image is 50% of the output range (for example, output If the maximum value of 4095 is 4095, 4095 × 0.5 = 2048).

このように、領域抽出部301、特徴抽出部302、基本階調変換特性記憶部305、及び目標出力値記憶部306を撮影部位に対応したものに変更し、これらを用いて第1の実施形態の自動階調処理と同様に入力画像データを所定の範囲の画像データに階調変換し、この変換された画像データを画像処理、表示制御処理を行うことにより、撮影部位に対応した適切な濃度とコントラストの撮影画像を表示装置に表示したり、イメージャーに出力することができる。 As described above, the region extraction unit 301, the feature extraction unit 302, the basic gradation conversion characteristic storage unit 305, and the target output value storage unit 306 are changed to those corresponding to the imaging region, and the first embodiment is used by using these. In the same way as the automatic gradation processing, the input image data is gradation-converted into a predetermined range of image data, and the converted image data is subjected to image processing and display control processing, whereby an appropriate density corresponding to the imaging region is obtained. Can be displayed on a display device or output to an imager.

本発明の第1の実施形態による自動階調処理機能を備えたX線撮影装置の全体構成図。1 is an overall configuration diagram of an X-ray imaging apparatus having an automatic gradation processing function according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態による自動階調処理機能を備えた画像処理装置の構成ブロック図。1 is a configuration block diagram of an image processing apparatus having an automatic gradation processing function according to a first embodiment of the present invention. 本発明の要部である自動階調処理部のブロック図。The block diagram of the automatic gradation processing part which is the principal part of this invention. 胸部正面撮影部位の特徴抽出領域を示す図。The figure which shows the feature extraction area | region of the chest front imaging | photography site | part. 正規化階調変換特性作成部で作成した正規化階調変換特性の例を示す図。The figure which shows the example of the normalization gradation conversion characteristic produced in the normalization gradation conversion characteristic preparation part. 基本階調変換特性記憶部に記憶してある複数の基本階調変換特性の例を示す図。The figure which shows the example of the some basic gradation conversion characteristic memorize | stored in the basic gradation conversion characteristic memory | storage part. 複数の基本階調変換特性から適正な基本階調変換特性を選択する説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram for selecting an appropriate basic gradation conversion characteristic from a plurality of basic gradation conversion characteristics. 正規化階調変換特性と選択した基本階調変換特性との合成関数を示す図。The figure which shows the synthetic | combination function of the normalized gradation conversion characteristic and the selected basic gradation conversion characteristic. 本発明によるX線撮影装置の動作を説明するフローチャートを示す図。The figure which shows the flowchart explaining operation | movement of the X-ray imaging apparatus by this invention. 従来の対数による階調特性を用いて階調処理した胸部画像のヒストグラムの模式図。The schematic diagram of the histogram of the chest image which carried out the gradation process using the gradation characteristic by the conventional logarithm. 本発明の階調特性を用いて階調処理した胸部画像のヒストグラムの模式図。The schematic diagram of the histogram of the chest image which carried out the gradation process using the gradation characteristic of this invention. 従来の対数による階調特性を用いた胸部画像を示す図。The figure which shows the chest image using the gradation characteristic by the conventional logarithm. 本発明の階調特性を用いた胸部画像を示す図。The figure which shows the chest image using the gradation characteristic of this invention. 本発明のX線撮影装置の要部である自動階調処理部の第2の実施形態を示すブロック図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of the automatic gradation process part which is the principal part of the X-ray imaging apparatus of this invention. 腹部正面撮影部位の特徴抽出領域を示す図。The figure which shows the feature extraction area | region of the abdominal front imaging | photography site | part. 本発明の第2の実施形態における基本階調変換特性記憶部に記憶してある撮影部位に対応した基本階調変換特性の例を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of basic gradation conversion characteristics corresponding to an imaging region stored in a basic gradation conversion characteristic storage unit according to the second embodiment of the present invention.

Explanation of symbols

1 被検体、2 X線発生装置、3 X線可動絞り装置、5 X線検出部、7 X線高電圧装置、8 画像処理装置、8a 補正処理部、8b 自動階調処理部、8c 画像処理部、8d 表示制御部、9 表示装置、10 入力装置、101 領域抽出部、102 特徴抽出部、103 正規化階調変換特性作成部、104 正規化特徴量作成部、105 基本階調変換特性記憶部、106 目標出力値記憶部、107 基本階調変換特性選択部、108 階調変換特性合成部、109 階調処理部、301 領域抽出部、302 特徴抽出部、305 基本階調変換特性記憶部、306 目標出力値記憶部 1 Subject, 2 X-ray generator, 3 X-ray movable diaphragm, 5 X-ray detector, 7 X-ray high-voltage device, 8 Image processor, 8a Correction processor, 8b Automatic gradation processor, 8c Image processing Unit, 8d display control unit, 9 display device, 10 input device, 101 area extraction unit, 102 feature extraction unit, 103 normalized gradation conversion characteristic creation unit, 104 normalized feature value creation unit, 105 basic gradation conversion characteristic storage Unit, 106 target output value storage unit, 107 basic gradation conversion characteristic selection unit, 108 gradation conversion characteristic synthesis unit, 109 gradation processing unit, 301 area extraction unit, 302 feature extraction unit, 305 basic gradation conversion characteristic storage unit 306 Target output value storage

Claims

And X-ray generating means for generating X-rays to be irradiated to the subject, and the X-ray detection means arranged to face the said X-ray generating means for detecting a transmission X-ray of the subject, the digital detected by the X-ray detector the image data correction processing, the correction processing and input image data to digital image data, a gradation conversion means for converting the input image data into output image data in the predetermined range, the conversion by said gradation converting means Image generation means for performing image processing on the output image data thus generated to generate a desired X-ray image,
The gradation conversion means includes a feature quantity extraction means for extracting an image feature quantity from the input image data, and a pixel value of the input image data is constant even if the X-ray dose varies depending on the imaging region and imaging direction of the subject. Normalized gradation conversion means for obtaining normalized gradation conversion characteristics by normalizing and gradation-converting with the image feature amount so as to fall within the range, and normalizing the image feature amount with the normalized gradation conversion means Normalized feature value conversion means for converting to a quantity, basic gradation conversion characteristic storage means for storing a plurality of basic gradation conversion characteristics, and target output value storage means for storing a target output value corresponding to the image feature quantity A basic gradation conversion characteristic selecting means for comparing an output value of the basic gradation conversion characteristic with the target output value and selecting a basic gradation conversion characteristic that minimizes an error with respect to the target output value; and the normalization Tone conversion characteristics and the selected base floor X comprising: a gradation conversion characteristic creating means for synthesizing the conversion characteristics to create a gradation conversion characteristic; and a gradation processing means for converting the input image data into a predetermined pixel value by the gradation conversion characteristic. X-ray equipment.

The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the feature amount extraction unit includes a region extraction unit that extracts a region having an image feature amount from the input image data.

The area extraction means according to claim 2, further comprising means for setting an area corresponding to an imaging region, and means for extracting an image feature amount from the set area. An X-ray imaging apparatus characterized by storing a plurality of basic gradation conversion characteristics corresponding to an imaging region, and storing a target output value corresponding to an image feature amount corresponding to the imaging region in the target output value storage means.

4. The X-ray imaging apparatus according to claim 2, wherein the image feature amount is a maximum value, an average value, or a minimum value of pixel values in the region extracted by the region extraction unit.