JP5539438B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
i=1〜n
である。"Pyi"及び"Pxi"は、Y方向及びX方向のプロファイルを示す。また、G(Px,Py)は例えば、
例えば、鮮鋭化処理としては、原画像f(x、y)、処理後の画像fp(x、y)、原画像の低周波画像SUS2(x、y)、及び定数Cを以って、
本発明は、例えば、図1に示すようなX線撮影装置100に適用される。
本実施の形態のX線撮影装置100は、特に、以下に説明するような構成及び動作により、対象画像の高周波成分を変更することで、オーバーシュート等を適切に防止するようになされている。
X線撮影装置100は、上記図1に示すように、X線を発生するX線発生回路(図面では…部)101と、被写体103を透過したX線光が結像される2次元X線センサ104と、2次元X線センサ104から出力される撮像画像を収集するデータ収集回路(図面では…部)105と、データ収集回路105にて収集された撮像画像に前処理を行う前処理回路(図面では…部)106と、前処理回路106での前処理後の撮像画像等の各種情報や各種処理実行のための処理プログラムを記憶するメインメモリ109と、X線撮影実行等の指示や各種設定を本装置に対して行うための操作パネル110と、前処理回路106での前処理後の撮像画像に対して画像処理を施す画像処理回路111と、画像処理回路111での処理後の画像等を表示出力或いはフィルム出力等する出力回路118と、本装置全体の動作制御を司るCPU108とを備えており、データ収集回路105、前処理回路106、画像処理回路111、出力回路118と、CPU108、メインメモリ109、及び操作パネル110はそれぞれCPUバス107に接続され互いにデータ授受できるように構成されている。
メインメモリ109には、CPU108での各種制御処理実行に必要なデータや処理プログラム等が予め記憶されると共に、CPU108の作業用としてのワークメモリを含むものである。メインメモリ109に記憶される処理プログラム、特に、画像処理のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図2のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。
したがって、CPU108は、上記図2で示される処理プログラム等をメインメモリ109から読み出して実行することで、操作パネル110からの操作に従った、以下に説明するような本装置100全体の動作制御を行う。
先ず、X線発生回路101は、被写体(被検査体)103に対してX線ビーム102を放射する。このX線発生回路101から放射されたX線ビーム102は、被検査体103を減衰しながら透過して、2次元X線センサ104に到達し、2次元X線センサ104によりX線画像として出力される。
2次元X線センサ104から出力されるX線画像としては、例えば、胸部画像等の人体部画像が挙げられる。
前処理回路106は、データ収集回路105からの信号(X線画像信号)に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。
この前処理回路106で前処理が行われたX線画像信号は入力画像の情報として、CPU108の制御により、CPUバス115を介して、メインメモリ109及び画像処理回路111にそれぞれ転送される。
画像処理回路111において、不図示の階調変換回路は、前処理回路106での処理後の画像f(x、y)に対して、階調変換関数F1()を用いた、
第1の高周波成分作成回路112は、
領域検出回路113は、第1の高周波成分作成回路112にて得られた高周波成分h1(x、y)について、その絶対値が一定閾値Th以上の領域を検出し、当該検出領域(オーバーシュートが生じやすい領域、以下、単に「オーバーシュート領域」とも言う)の座標(x、y)を、メインメモリ109に保存する。
このように、高周波成分h1(x、y)の絶対値が一定閾値Th以上の領域をオーバーシュート領域として検出するのは、オーバーシュートを生じさせる高周波成分は、通常の高周波成分よりも絶対値が大きいことによるものである。
第2の高周波成分作成回路114は、メインメモリ109に保存されたオーバーシュート領域の座標に基づいて、
d2<d1
なる関係を有する。これにより、第2の高周波成分h2(x、y)は、第1の高周波成分h1(x、y)より高周波成分に周波数成分がかたよっている。また、当該関係により、第2の高周波成分h2(x、y)は、第1の高周波成分h1(x、y)よりも、オーバーシュートを生じさせる成分を減じるものである。
この場合、中周波数の復元性は通常の大きさのマスクサイズd1を用いる場合より劣化するが、微細構造の復元性が落ちることなく、オーバーシュートを抑制できる。
本方法(1)では、次の式(17)〜(20)により表されるモーフォロジカル・フィルタ(モーフォロジ演算)により、低周波画像fus2(x、y)を生成する。
本方法(2)では、中間値フィルタを用いて低周波画像fus2(x、y)を生成する。
具体的には、座標(x、y)を中心として、一定距離d2内にある元画像f(x、y)をソートし、中間にある画素値をfus2(x、y)とする。
周波数成分置換回路115は、ステップS202において第1の高周波成分作成回路112により得られた第1の高周波成分h1(x、y)を、
上記関係式(22)に表されるように、第1の高周波成分h1(x、y)のうち、絶対値が一定閾値Th以上の成分について、第2の高周波成分h2(x、y)に置換される。
処理後画像作成回路116は、
上述のようにして、画像処理回路111により得られた処理後画像fd(x、y)は、出力回路118により、表示出力或いはフィルム出力等される。
本実施の形態では、上記図1に示したX線撮影装置100の動作を、例えば、図3のフローチャートに従った動作とする。
第1の実施の形態と同様にして、X線撮影により得られた画像は、前処理回路106で処理され、当該処理後の画像f(x、y)は、画像処理回路111へ転送される(ステップS200)。
画像処理回路111は、画像f(x、y)に対して階調変換処理を施すことで原画像(元画像)f0(x、y)を取得し(ステップS201)、第1の高周波成分作成回路112により、原画像f(x、y)から第1の高周波成分h1(x、y)を取得する(ステップS202)、領域検出回路113により、第1の高周波成分h1(x、y)からオーバーシュート領域を検出する(ステップS203)。
第2の高周波成分作成回路114は、第1の高周波成分h1(x、y)をダイナミックレンジ圧縮した結果を、第2の高周波成分h2(x、y)として取得する。
したがって、ここでは、第1の高周波成分h1(x、y)の絶対値が、一定閾値Th以上すなわちオーバーシュート領域のみのダイナミックレンジが圧縮されるように、ダイナミックレンジの圧縮処理を行う。このときの圧縮率ついては任意であるが、本実施の形態では、その一例として、最大の圧縮率とする。これにより、一定閾値Th以上の第1の高周波成分h1(x、y)が可能な限り圧縮されることになる。例えば、第1の高周波成分h1(x、y)中の所定の低周波成分が概略一定閾値Th以下にクリッピングされるように第1の高周波成分h1(x、y)をダイナミックレンジ圧縮する。
本方法(1)では、メインメモリ109に保存されたオーバーシュート領域の座標に基づいて、
上記式(24)における"d2"は、マスクサイズであり、上記式(14)でのマスクサイズd1に対して、
d2<d1
なる関係を有する。
本方法(2)では、次の式(25)〜(28)により表されるモーフォロジカル・フィルタにより、低周波画像fus3(x、y)を生成する。
本方法(3)では、中間値フィルタを用いて低周波画像fus3(x、y)を生成する。
具体的には、座標(x、y)を中心として、一定距離d2内にある元画像f(x、y)をソートし、中間にある画素値をfus3(x、y)とする。
処理後画像作成回路116は、
上述のようにして、画像処理回路111により得られた処理後画像fd(x、y)は、出力回路118により、表示出力或いはフィルム出力等される。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が第1及び第2の実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコード、及び当該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ROM、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、第1及び第2の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって第1及び第2の実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって第1及び第2の実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
101 X線発生回路
102 X線ビーム
103 被写体
104 2次元X線センサ
105 データ収集回路
106 前処理回路
107 CPUバス
108 CPU
109 メインメモリ
110 操作パネル
111 画像処理回路
112 第1の高周波成分作成回路
113 領域検出回路
114 第2の高周波成分作成回路
115 周波数成分置換回路
116 処理後画像作成回路
118 出力回路
Claims (7)
- 複数の周波数帯域の高周波成分から構成される原画像を処理する画像処理装置であって、
第一の周波数帯域制限で得られた第一の周波数成分を原画像に基づいて得る周波数成分取得手段と、
前記第一の周波数成分における画像の画素値が所定値以上の領域について前記第一の周波数成分における所定の低周波成分を低減させて第二の高周波成分を得て、前記原画像に前記第二の高周波成分の画像を加算する処理手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 複数の周波数帯域の高周波成分から構成される原画像を処理する画像処理装置であって、
第一の周波数帯域制限で得られた第一の周波数成分を原画像に基づいて得る周波数成分取得手段と、
前記第一の周波数成分における画像の画素値が所定値以上の領域について前記第一の周波数成分における所定の低周波成分を低減させて第二の高周波成分を得て、前記原画像における低周波成分の画像及び前記原画像の階調変換後の画像のいずれか一方に前記第二の高周波成分の画像を加算する処理手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 原画像を階調変換する変換手段を更に有し、
前記画像は前記変換手段で階調変換された画像であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記周波数成分取得手段は、階調変換前の原画像から高周波成分を取得することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記取得された高周波成分を該高周波成分の画素値の分布情報に基づいて変更する変更手段を更に有し、
前記処理手段は、前記変更された高周波成分を画像に加算することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 複数の周波数帯域の高周波成分から構成される原画像を処理する画像処理方法であって、
第一の周波数帯域制限で得られた第一の周波数成分を原画像に基づいて得る周波数成分取得ステップと、
前記第一の周波数成分における画像の画素値が所定値以上の領域について前記第一の周波数成分における所定の低周波成分を低減させて第二の高周波成分を得て、前記原画像に前記第二の高周波成分の画像を加算する処理ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 複数の周波数帯域の高周波成分から構成される原画像を処理する画像処理装置を制御するためのプログラムであって、
第一の周波数帯域制限で得られた第一の周波数成分を原画像に基づいて得る周波数成分取得ステップと、
前記第一の周波数成分における画像の画素値が所定値以上の領域について前記第一の周波数成分における所定の低周波成分を低減させて第二の高周波成分を得て、前記原画像に前記第二の高周波成分の画像を加算する処理ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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