JP6326812B2 - 画像処理装置及び照射野認識方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及び照射野認識方法に関する。

従来、人体を放射線撮影することにより得られる放射線画像を用いた診断が行われている。

放射線画像を得る際には、放射線の被照射部分を小さくして診断等に関係ない部分に放射線が照射されないようにするため、或いは診断等に関係ない部分からの散乱線が診断に必要とされる部分に入射されて分解能が低下することを防止するため、放射線発生器に照射野絞りと呼ばれる鉛板等の放射線非透過物質を設置して、被写体に対する放射線の照射野を制限するような撮影が一般的に行われている。

また、診断等に適した放射線画像を得るために、放射線画像の画像処理が行われている。この画像処理では、放射線画像の統計的性質（例えば、放射線画像の最大値、最小値、平均値、ヒストグラム等）から画像処理条件が決定される。ここで、上述のように照射野絞りを用いて放射線照射領域を制限した撮影が行われた場合、放射線が照射された照射野内領域と放射線が照射されていない照射野外領域の画像データを用いて画像処理条件が決定されると、照射野外領域の画像データによって放射線画像全体が放射線量の少ない方向に偏ったものとされてしまい、診断等に必要とされる照射野内領域の画像に対して適正な画像処理が行われなくなってしまう。
また、放射線画像に照射野外領域が含まれると、その部分が白くなって診断時に眩しさを与える、ハードディスクの容量が増える等の問題がある。

そこで、照射野認識処理を行って、放射線が照射された領域である照射野領域を認識し、照射野領域内の画像を用いて画像処理を行ったり、照射野外領域を黒く塗りつぶす黒化処理を行ったり、照射野領域だけを切り出してハードディスク等に保存したりすることが行われている。

照射野認識処理として、例えば、特許文献１には、放射線画像の画像信号を用いて照射野輪郭上にあると考えられる輪郭候補点を複数個検出し、検出された輪郭候補点が予め定められた所定数以上同一直線上にある場合、その直線を照射野輪郭候補線として検出し、検出された照射野候補線について、画像の中心からの距離等に基づいて正誤判定を行い、正誤判定によって誤りと判定された照射輪郭候補線を除く照射野輪郭候補線によって囲まれる領域を照射野領域として認識することが記載されている。

特開２０００−２３９５２号公報

ここで、従来から利用されているＣＲ（Computed Radiography）撮影装置では、被写体部位の大きさに合わせて撮影に使用するカセッテのサイズを選択していたため、画像の中心点が照射野内に含まれるようになっており、画像の中心を基準として照射野輪郭候補線の正誤判定を行っても問題はなかった。

しかしながら、近年普及しているＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた撮影では、ＦＰＤが高価なため、半切サイズの大きなサイズを用意しておき、この大きなサイズのＦＰＤで小さな照射野領域の画像も撮影されている。この場合、画像の中心が照射野領域に入らないことがあり、照射輪郭候補線の正誤判定が失敗し、うまく照射野認識が行えない可能性がある。

本発明の課題は、放射線画像における照射野認識の精度を向上させることである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の画像処理装置は、
照射野絞りを用いて被写体を放射線撮影することにより得られた放射線画像の各画素におけるエッジ強度を前記放射線画像の信号値により重み付けした画像を生成し、当該生成した画像の重心位置を基準点として設定する設定手段と、
前記設定された基準点に基づいて、前記放射線画像における照射野端上の点の候補である複数の照射野端候補点を抽出する候補点抽出手段と、
前記抽出された照射野端候補点に基づいて、前記放射線画像から照射野端の直線候補を複数抽出する直線候補抽出手段と、
前記抽出された各直線候補に正誤判定を行う判定手段と、
前記判定手段により正と判定された直線候補に基づいて前記放射線画像における照射野領域を認識する認識手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記基準点から前記放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、前記各直線上の最も前記基準点に近い位置で前記直線候補と交わる交点を評価点として設定し、前記各直線候補上に設定された評価点に基づいて前記各直線候補の照射野端としての評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記各直線候補の正誤判定を行う。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記評価値には、前記直線候補の法線ベクトル又は方向ベクトルと前記評価点での前記放射線画像のエッジ方向に基づいて算出される評価値が含まれている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記直線候補抽出手段は、前記抽出された各照射野端候補点を通る直線のそれぞれを、ハフ変換により前記基準点を原点としたハフ空間上に表して、前記ハフ空間上における前記各照射野端候補点を通る直線に対し、前記照射野端候補点におけるエッジ強度、前記照射野端候補点と前記基準点を通る直線が画像端部に交わる点と前記照射野端候補点との間の前記放射線画像の信号値、前記照射野端候補点のエッジ方向と前記直線の向きの関係、前記照射野端候補点と前記基準点との距離のうち少なくとも一つに基づいて重み付けされた投票値で投票を行い、前記投票結果に基づいて前記直線候補を抽出する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記直線候補抽出手段は、前記投票結果に対し、前記ハフ空間における角度に基づいて重み付けを行い、前記重み付け後の投票結果の値の大きい方から順に所定数の直線を前記直線候補として抽出する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
前記放射線画像の各画素におけるエッジ強度を示すエッジ強度画像を生成する生成手段を備え、
前記候補点抽出手段は、前記基準点から前記放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、前記放射線状の各直線上において、その直線上の各点と当該直線が画像端部と交わる点との間の前記放射線画像の信号値に基づいて重み付けされたエッジ強度を算出し、算出したエッジ強度が同一直線上において最大となる点を前記照射野端候補点として抽出する。

請求項６に記載の発明の照射野認識方法は、
照射野絞りを用いて被写体を放射線撮影することにより得られた放射線画像の各画素におけるエッジ強度を前記放射線画像の信号値により重み付けした画像を生成し、当該生成した画像の重心位置を基準点として設定する設定工程と、
前記設定された基準点に基づいて、前記放射線画像における照射野端上の点の候補である照射野端候補点を抽出する候補点抽出工程と、
前記抽出された照射野端候補点に基づいて、前記放射線画像から照射野端の直線候補を抽出する直線候補抽出工程と、
前記抽出された直線候補に正誤判定を行う判定工程と、
前記判定手段により正と判定された直線候補に基づいて前記放射線画像における照射野領域を認識する認識工程と、
を含み、
前記判定工程は、前記基準点から前記放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、前記各直線上の最も前記基準点に近い位置で前記直線候補と交わる交点を評価点として設定し、前記各直線候補上に設定された評価点に基づいて前記各直線候補の照射野端としての評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記各直線候補の正誤判定を行う。

本発明によれば、放射線画像における照射野認識の精度を向上させることができる。

本実施形態における放射線画像撮影システムの全体構成例を示す図である。 図１の撮影用コンソールの機能的構成を示すブロック図である。 図２の制御部により実行される撮影制御処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ７において実行される照射野認識処理を示すフローチャートである。 従来技術における放射線画像の中心を基準点としたときの不都合を説明するための図である。 照射野端候補点が誤って抽出される例を説明するための図である。 重み付けエッジ強度Ｅ＿ｗ（ｉ）を説明するための図である。 （ａ）は、ｒ、θにより特定される直線を説明するための図、（ｂ）は５つの各エッジ候補点を通る直線を示す曲線をｒθ空間（ハフ空間）上で示した図である。 従来技術における照射野端の直線候補の抽出の不都合を説明するための図である。 （ａ）は、９０°方向の重み付け前のハフ変換結果を示す図、（ｂ）は、９０°方向の重み付けをしたハフ変換結果を示す図である。 照射野端の直線候補の正誤判定を説明するための図である。 照射野外領域の評価点を説明するための図である。

以下、本発明に係る放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の図示例のものに限定されるものではない。

（放射線画像撮影システムの構成）
まず、本実施の形態における放射線画像撮影システム１００の構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る放射線画像撮影システム１００の全体構成例を示す図である。放射線画像撮影システム１００は、人体の診断対象部位を被写体として放射線を照射し、被写体の静止画像を撮影するシステムである。図１では、放射線画像撮影システム１００が撮影室Ｒｍ内に構築されている場合が示されている。

撮影室Ｒｍには、例えば、立位撮影用のブッキー装置１と、臥位撮影用のブッキー装置２と、放射線源３と、撮影用コンソール５と、操作卓６と、アクセスポイントＡＰと、が備えられている。撮影室Ｒｍには前室Ｒａと撮影実施室Ｒｂが設けられ、前室Ｒａに撮影用コンソール５及び操作卓６が備えられることで、撮影技師等の操作者の被曝を防止するようになっている。

以下、撮影室Ｒｍ内の各装置について説明する。
ブッキー装置１は、立位での撮影時にＦＰＤ（Flat Panel Detector）９を保持して撮
影を行うための装置である。ブッキー装置１は、ＦＰＤ９を保持するための保持部１２ａと、保持部１２ａに装着されたＦＰＤ９のコネクターを接続するためのコネクター１２ｂとを有する。コネクター１２ｂは、保持部１２ａに装着されたＦＰＤ９との間でデータ送受信を行ったり、ＦＰＤ９に電力を供給したりする。また、ブッキー装置１は、アクセスポイントＡＰを介して撮影用コンソール５等の外部機器と通信ケーブルを介してデータ送受信を行うためのインターフェースや、保持部１２ａを垂直方向又は水平方向に移動させるためのフットスイッチ等を備える。

ブッキー装置２は、臥位での撮影時にＦＰＤ９を保持して撮影を行うための装置である。ブッキー装置２は、ＦＰＤ９を保持するための保持部２２ａと、保持部２２ａに装着されたＦＰＤ９のコネクターを接続するためのコネクター２２ｂとを有する。コネクター２２ｂは、保持部２２ａに装着されたＦＰＤ９との間でデータ送受信を行ったり、ＦＰＤ９に電力を供給したりする。また、ブッキー装置２は、アクセスポイントＡＰを介して撮影用コンソール５等の外部機器と通信ケーブルを介してデータ送受信を行うためのインターフェースや、被写体を載置するための被写体台２６を備える。

放射線源３は、例えば、撮影室Ｒｍの天井から吊り下げられており、撮影時には撮影用コンソール５からの指示に基づいて起動され、図示しない駆動機構によりにより所定の位置、向きに調整されるようになっている。そして、放射線の照射方向を変えることで、立位用のブッキー装置１又は臥位用のブッキー装置２に装着されたＦＰＤ９に対して放射線（Ｘ線）を照射することができるようになっている。また、放射線源３は、操作卓６からの放射線照射指示に従って放射線を１回照射し、静止画像の撮影を行う。
放射線源３の放射線照射方向には、照射野絞り３ａ、３ｂが設けられており、操作者の操作に応じて放射線の照射野を被写体部位の撮影に必要な最低限の領域に制限することができるようになっている。

撮影用コンソール５は、放射線源３やＦＰＤ９を制御することにより撮影を制御するとともに、撮影により生成された放射線画像に画像処理を施してサーバー装置１０に送信するための画像処理装置である。撮影用コンソール５は、ＬＡＮ（Local Area Network）を介してＨＩＳ／ＲＩＳ（Hospital Information System/ Radiology Information System）７、診断用コンソール８、サーバー装置１０等に接続されており、ＨＩＳ／ＲＩＳ７から送信された撮影オーダー情報に基づいて、放射線源３及びＦＰＤ９を起動させる等の制御をして撮影を行わせる。

図２に、撮影用コンソール５の要部構成例を示す。図２に示すように、撮影用コンソール５は、制御部５１、記憶部５２、入力部５３、表示部５４、通信Ｉ／Ｆ５５、ネットワーク通信部５６等を備えて構成されており、各部はバス５７により接続されている。

制御部５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により構成される。制御部５１のＣＰＵは、記憶部５２に記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行する。
例えば、制御部５１は、所定時間毎にネットワーク通信部５６を介してＨＩＳ／ＲＩＳ７に問い合わせを行い、新たにＨＩＳ／ＲＩＳ７で登録された撮影オーダー情報を取得する。
また、例えば、制御部５１は、後述する撮影制御処理を実行し、ＨＩＳ／ＲＩＳ７から取得した撮影オーダー情報に基づいて、撮影用コンソール５は放射線源３及びＦＰＤ９を制御して撮影を行わせる。

記憶部５２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体の不揮発性メモリー等で構
成されている。
記憶部５２には、各種のプログラム及びデータが記憶されている。
例えば、記憶部５２には、上述の撮影制御処理を実行するための各種のプログラムが記憶されているほか、撮影により得られた放射線画像の画像データを部位毎の診断に適した画質に調整するための画像処理パラメーター（階調処理に用いる階調曲線を定義したルックアップテーブル、周波数処理の強調度等）等が記憶されている。

また、記憶部５２には、撮影部位（被写体部位）に対応付けて撮影条件（放射線照射条件及び画像読取条件）が記憶されている。放射線照射条件は、例えば、Ｘ線管電流の値、Ｘ線管電圧の値、フィルタ種、ＳＩＤ（Source to Image−receptor Distance）等である。
また、記憶部５２には、ＦＰＤ９の特性情報が記憶されている。ここで、特性情報とは、ＦＰＤ９の検出素子やシンチレータパネルの特性等である。
また、記憶部５２には、所定時間毎にＨＩＳ／ＲＩＳ７から送信される撮影オーダー情報が記憶される。

入力部５３は、文字入力キー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部５１に出力する。

表示部５４は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニターを備えて構成されており、制御部５１から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。
なお、表示部５４の画面上に、透明電極を格子状に配置した感圧式（抵抗膜圧式）のタッチパネル（図示せず）を形成し、表示部５４と入力部５３とが一体に構成されるタッチスクリーンとしてもよい。この場合、タッチパネルは、手指やタッチペン等で押下された力点のＸＹ座標を電圧値で検出し、検出された位置信号が操作信号として制御部５１に出力されるように構成される。なお、表示部５４は、一般的なＰＣ（Personal Computer）
に用いられるモニターよりも高精細のものであってもよい。

通信Ｉ／Ｆ５５は、ブッキー装置１、ブッキー装置２、放射線源３、ＦＰＤ９とアクセスポイントＡＰを介して接続し、無線、または有線によりデータ送受信を行うためのインターフェースである。本実施の形態において、通信Ｉ／Ｆ５５はアクセスポイントＡＰを介して必要に応じてＦＰＤ９に対してポーリング信号を送信する。

ネットワーク通信部５６は、ネットワークインターフェース等により構成され、スイッチングハブを介して通信ネットワークＮに接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。

操作卓６は、撮影室内の放射線源に接続され、放射線照射指示を入力するための入力装置である。

ＨＩＳ／ＲＩＳ７は、問診結果等に基づくオペレータによる登録操作に応じて撮影オーダー情報を生成する。撮影オーダー情報は、例えば被写体となる患者の氏名、性別、年齢、身長、体重等の患者情報や、撮影部位（被写体部位）、撮影方向、体位（立位、臥位）、撮影方法等の撮影予約に関する情報等を含んでいる。なお、撮影オーダー情報はここに例示したものに限定されず、これ以外の情報を含んでいてもよいし、上記に例示した情報のうちの一部でもよい。

診断用コンソール８は、サーバー装置１０から放射線画像を取得し、取得した画像を表示して医師が読影診断するためのコンピュータ装置である。

ＦＰＤ９は、制御部、検出部、記憶部、コネクター、バッテリー、無線通信部等を備えて構成される放射線検出器である。
ＦＰＤ９の検出部は、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線源３から照射されて少なくとも被写体を透過した放射線をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の検出素子が二次元状に配列されている。検出素子は、フォトダイオード等の半導体イメージセンサーにより構成される。各検出素子は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部に接続され、スイッチング部により電気信号の蓄積及び読み出しが制御される。

ＦＰＤ９の制御部は、撮影用コンソールから入力された画像読取条件に基づいて検出部のスイッチング部を制御して、各放射線検出素子（以下、検出素子）に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、検出部に蓄積された電気信号を読み取ることにより、放射線画像の画像データ（静止画像）を生成する。そして、制御部は、生成した画像データをコネクター及びブッキー装置１又は２を介して撮影用コンソール５に出力する。なお、生成された静止画像を構成する各画素は、検出部の各検出素子のそれぞれから出力された信号値を示す。各検出素子に到達した放射線強度が高いほど信号値は大きくなる。また、信号値が大きいほど黒く（高い濃度で）描出される。

ＦＰＤ９のコネクターは、ブッキー装置１、２側のコネクターと接続し、ブッキー装置１又は２とのデータ送受信を行う。また、ＦＰＤ９のコネクターは、ブッキー装置１又は２のコネクターから供給される電力を各機能部へ供給する。なお、バッテリーを充電する構成としても良い。
また、ＦＰＤ９は、ブッキーに装填されない単体使用時には、バッテリー駆動及び無線通信する構成であり、ブッキー装置１又は２に装填時には、コネクター接続により、バッテリー／無線方式から、有線／電力供給方式に切り替えることができる。従い、複数の患者を連続的に静止画撮影する場合に於いても、バッテリー切れを気にする必要がなくなる。

サーバー装置１０は、撮影用コンソール５から送信された放射線画像の画像データや読影レポートを撮影オーダー情報に対応付けて記憶するデータベースを備える。また、サーバー装置１０は、診断用コンソール８からの要求に応じてデータベースから放射線画像を読み出して診断用コンソール８に送信する。

（放射線画像撮影システムの動作）
次に、放射線画像撮影システム１００における動作について説明する。
図３に、撮影用コンソール５において実行される撮影制御処理の流れを示す。図３の撮影制御処理は、入力部５３からの指示に応じて撮影用コンソール５の制御部５１と記憶部５２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。

まず、撮影技師等の操作者は、ブッキー装置１又はブッキー装置２にＦＰＤ９をセットする。次いで、撮影用コンソール５の入力部５３を操作して撮影オーダー情報の一覧を表示する撮影オーダーリスト画面を表示部５４に表示させる。そして、入力部５３を操作することにより撮影オーダーリスト画面から撮影対象の撮影オーダー情報と撮影に使用するブッキーＩＤを指定する。

撮影用コンソール５において、入力部５３により撮影対象の撮影オーダー情報及びブッキーＩＤが指定されると（ステップＳ１）、制御部５１は、放射線源３及びＦＰＤ９を起動し、使用されるブッキー装置に応じて放射線源３の向き及び位置を調整する。被写体が配置され撮影技師により被写体に応じてＦＰＤ９やブッキー装置の位置等が調整されると、制御部５１は、それに応じて放射線源３の向き及び位置を調整する（ステップＳ２）。また、制御部５１は、記憶部５２から撮影する部位に応じた放射線照射条件及び画像読取条件を読み出し、放射線源３に放射線照射条件を設定するとともに、ブッキー装置を介してＦＰＤ９に画像読取条件を設定する（ステップＳ３）。
撮影技師は、放射線源３の向きに応じて照射野絞り３ａ又は３ｂを調整して撮影準備を完了させると、操作卓６を操作して放射線照射指示を入力する。

操作卓６からの放射線照射指示が入力されると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、制御部５１は、撮影に使用される放射線源３及びＦＰＤ９を制御して、被写体の撮影を行う（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ３で設定された条件で被写体の静止画像である放射線画像及びオフセット補正用の１または数枚のダーク画像を撮影する。撮影により生成された被写体の放射線画像及びダーク画像の画像データは、ＦＰＤ９からブッキー装置を介して撮影用コンソール５に入力され、記憶部５２に記憶される。

次いで、制御部５１は、撮影により得られた放射線画像に対して補正処理を行い（ステップＳ６）、ステップＳ７の処理に移行する。ステップＳ６においては、制御部５１は、記憶部５２に記憶されたＦＰＤ９の特性情報に基づいて、上述のダーク画像を用いたオフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ（残像）補正処理等の補正処理を必要に応じて行う。
なお、ＦＰＤ９が複数存在する場合には、各ＦＰＤ９の識別ＩＤに対応付けて特性情報を記憶部５２に記憶しておき、使用されているブッキー装置を介してＦＰＤ９から識別ＩＤを取得し、取得した識別ＩＤに対応する特性情報に基づいて補正処理や後述する画像処理を行うようにすればよい。

次いで、制御部５１は、補正された放射線画像に対して、放射線画像内の照射野の範囲を認識する、照射野認識処理を実行する（ステップＳ７）。

図４に、ステップＳ７において実行される照射野認識処理の流れを示す。図４の照射野認識処理は、撮影用コンソール５の制御部５１と記憶部５２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。

まず、制御部５１は、放射線画像の照射野領域内に基準点を設定する（ステップＳ７０１）。

ここで、例えば、特許第３９２３１３１号公報には、放射線画像の中心点を照射野認識を行うための基準点として設定し、画像の中心点から放射線画像の端部にそれぞれ向かう複数の放射線状の直線を設定し、各直線上に照射野の輪郭と考えられるエッジ候補点を求め、これらのエッジ候補点に基づいて照射野領域を認識する手法が提案されている。従来から行われているＣＲ撮影では、被写体部位の大きさに合わせて撮影に用いるカセッテ（輝尽性蛍光体プレート）のサイズを選択していたため、画像の中心点が照射野領域内に含まれており、画像の中心を基準点としても問題はなかった。

しかしながら、近年普及しているＦＰＤを用いた撮影では、ＦＰＤが高価なため、例えば、半切サイズの大きなサイズのＦＰＤを用意しておき、この大きなサイズのＦＰＤで小さな照射野の画像を撮影することが行われている。この場合、図５に示すように、中心点Ｏが照射野領域Ｒに入らないことがあり、この中心点Ｏを基準として照射野認識処理を行うと、照射野領域の認識が失敗してしまう。
また、例えば、特許第４２８０７２９号公報には、放射線画像における照射野外部の領域は放射線が遮蔽された領域であり照射野内に比べて画素値（信号値）が小さくなる傾向があることから、所定の閾値以上の画素値の画素の重心を照射野領域内の基準点として設定することが記載されている。しかし、照射野外部にも周囲には画像の写り込みにより画素の信号値が大きい画素が存在することから、この手法では、照射野外に基準点が算出されてしまうことがある。

そこで、ステップＳ７０１においては、（１）照射野領域内は放射線が当たっているため、信号値が高い、（２）照射野領域内は被写体（の構造物）が写っているため、エッジが多い、という特徴に着目し、上述の放射線状の直線の起点となる基準点を放射線画像のエッジ強度と信号値に基づいて設定することで、照射野領域が画像内のどこにある場合でも、また、照射野外の放射線量が高い場合でも精度良く照射野領域内に基準点を設定できるようにする。

ステップＳ７０１において、制御部５１は、以下の（ａ１）〜（ａ４）の処理により基準点を設定する。
（ａ１）まず、制御部５１は、放射線画像の縦方向の差分画像、横方向の差分画像をそれぞれ生成する。
例えば、放射線画像における横の座標をｉ、縦の座標をｊとし、座標（ｉ，ｊ）の画素の信号値をｆ（ｉ，ｊ）とすると、縦方向の差分画像における同一座標（ｉ，ｊ）の差分値ｇ１（ｉ，ｊ）は、以下の（式１）により求めることができ、横方向の差分画像における同一座標（ｉ，ｊ）の差分値ｇ２（ｉ，ｊ）は、以下の（式２）により求めることができる。
ｇ１（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ，ｊ＋１）−ｆ（ｉ，ｊ−１）・・・（式１）
ｇ２（ｉ，ｊ）＝ｆ（ｉ−１，ｊ）−ｆ（ｉ＋１，ｊ）・・・（式２）
なお、ｇ１（ｉ，ｊ）、ｇ２（ｉ，ｊ）は、互いに隣り合う画素の信号値の差分をとることとしてもよい。信号値の差分値が大きいほど、強いエッジが存在することを示す。

（ａ２）次いで、制御部５１は、縦方向の差分画像と横方向の差分画像から１つのエッジ強度画像を生成する。具体的には、（式３）に示すように、各画素において、横方向のエッジの強さ（即ち、横方向の差分画像の値）と縦方向のエッジの強さ（即ち、縦方向の差分画像の値）のベクトルを足し合わせたベクトルの大きさをその画素のエッジ強度Ｅ（ｉ，ｊ）として算出する。
Ｅ（ｉ，ｊ）＝√｛ｇ１（ｉ，ｊ）^２＋ｇ２（ｉ，ｊ）^２｝・・・（式３）

（ａ３）次いで、制御部５１は、エッジ強度画像の各画素のエッジ強度を信号値で重み付けた重み付けエッジ強度画像を生成する。上述のように、照射野領域内は放射線が当たっているため、信号値が高くなる。そこで、エッジ強度Ｅ（ｉ，ｊ）に対し、高信号ほど高い重みを、低信号ほど低い重みをかけて、重み付けエッジ強度画像における座標（ｉ，ｊ）の重み付けエッジ強度Ｅ＿ｗ（ｉ，ｊ）を算出する。具体的には、Ｅ＿ｗ（ｉ，ｊ）は、以下の（式４）により求めることができる。
Ｅ＿ｗ（ｉ，ｊ）＝Ｅ（ｉ，ｊ）×（Ｉ（ｉ，ｊ）／Ｃ）・・・（式４）
ここで、Ｉ（ｉ，ｊ）は信号値、Ｃは規格化定数（ここでは最大信号値）である。

（ａ４）次いで、制御部５１は、以下の（式５）により重み付けエッジ強度画像の重心位置（Ｘｃ，Ｙｃ）を求め、これを基準点として設定する。
Ｘは重み付けエッジ強度画像の横方向の画素数、Ｙは縦方向の画素数である。

このように、ステップＳ７０１においては、低信号である照射野外領域の重みが低くなった重み付けエッジ強度画像の重心位置を基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）として設定するので、照射野領域内に基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）を設定することが可能となる。
なお、以降の処理において、各画素の信号値は放射線画像から、エッジ強度は上述のエッジ強度画像から取得される。また、各画素のエッジの方向ベクトルは、縦方向の差分画像、横方向の差分画像から取得される。

基準点が設定されると、制御部５１は、照射野端候補点（照射野端上の点の候補）を抽出する（ステップＳ７０２）。

ここで、照射野端候補点（以下、候補点ともいう）を求める方法として、例えば、特許第３９２３１３１号公報には、基準点（画像の中心）から画像端に複数の放射線状の直線を設定し、それぞれの直線上で隣接する画素間の差分値が最も大きい点を候補点とすることが提案されている。
しかし、図６に示すように、照射野端が人体と照射野外領域で構成されている場合（図６の黒点の箇所）、画素間の差分値が小さくなる場合がある。更に、直線上に人体と素抜け（放射線が直接ＦＰＤ９に到達した領域）が隣接している箇所がある場合には（図６の白点の箇所）、画素間の信号値の差分値が大きくなるため人体と素抜けの境界に候補点が取られてしまい、照射野輪郭上に候補点が取られない場合がある。

そこで、ステップＳ７０２においては、エッジ強度だけでなく、信号値も用いて候補点を抽出することで、候補点の抽出精度を向上させる。ここでは、照射野端に候補点がある場合は、その外側は照射野外領域となるため放射線量が低い（即ち、信号値が低い）という特徴に着目し、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端へ放射線状に引いた（所定角度毎に引いた）直線上の各点において、エッジ強度を外側の信号値に基づいて重み付けし、この重み付けしたエッジ強度が最大値となる点を候補点とする。

具体的には、制御部５１は、ステップＳ７０２において、以下の（ｂ１）〜（ｂ３）の処理を行う。
（ｂ１）まず、制御部５１は、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端に引いた各直線上において距離ｉにある点の重み付け係数Ｗ（ｉ）を以下の（式６）により求める。
Ｗ（ｉ）＝１．０−Ｍ＿ｃ（ｉ）／Ｍ＿ｐ・・・（式６）
ここで、Ｍ＿ｃ（ｉ）は、図７（ａ）、（ｂ）に細矢印で示す区間の信号値の最大値、即ち、直線上の点の座標から画像端までの信号値の最大値である。Ｍ＿ｐは、図７（ａ）、（ｂ）に実線矢印で示す区間の信号値の最大値、即ち、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端までの区間の信号値の最大値である。

（ｂ２）次いで、制御部５１は、以下の（式７）により、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端に引いた直線上において距離ｉにある点の重み付けエッジ強度Ｅ＿ｗ（ｉ）を算出する。
Ｅ＿ｗ（ｉ）＝Ｅ（ｉ）×Ｗ（ｉ）・・・（式７）
Ｅ（ｉ）は、エッジ強度画像の画素の値（エッジ強度）である。
なお、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端に向かって所定角度毎に放射状に直線を引き、各直線状の各点において、上記のＥ＿ｗ（ｉ）を算出する。

（ｂ３）そして、制御部５１は、各直線上においてＥ＿ｗ（ｉ）が最大となった点を照射野端候補点として抽出する。

図７（ａ）に示す点Ａの場合、素抜けと人体の境界にあるためエッジ強度Ｅ（ｉ）は大きい。しかし、この点Ａの外側は照射野内であるため信号値が高くなり、上記（式６）より重み付け係数Ｗ（ｉ）が小さくなる。よって、Ｅ＿ｗ（ｉ）は小さくなる。
一方、図７（ｂ）に示す点Ｂの場合、人体と照射野外領域の境界にあるため、エッジ強度Ｅ（ｉ）は中程度となる。しかし、この点Ｂの外側は照射野外領域であるため、上記（式６）より重み付け係数Ｗ（ｉ）が大きくなる。よって、点ＢのＥ＿ｗ（ｉ）は点ＡのＥ＿ｗ（ｉ）よりも大きくなり、点Ｂが照射野端の候補点として抽出される。

このように、ステップＳ７０２においては、エッジ強度を外側の放射線量の大きさを表す信号値に応じて補正することで、人体との境界にあるエッジの弱い照射野端にも候補点を抽出することが可能となる。

次いで、制御部５１は、照射野端の直線候補を抽出する（ステップＳ７０３）。

ここで、照射野端候補の直線を求める方法として、例えば、特許第３９２３１３１号公報には、基準点から画像端に複数の放射線状の直線を設定し、それぞれの直線上で隣接する画素間の差分値が最も大きいものをエッジ候補点（上述の照射野端候補点に対応）とし、エッジ候補点についてハフ（Hough）変換を適用して所定数の基準候補線を求め、これらの基準候補線を照射野端の直線として定めることが記載されている。

ここで、ハフ変換について説明する。
ｘｙ座標系における或る点（ｘ_０，ｙ_０）を通る直線は無数に存在し、（ｘ_０，ｙ_０）を通過する直線の式は、（式８）により表すことができる。
ｒ（θ）＝ｘ_０ｃｏｓθ＋ｙ_０ｓｉｎθ・・・（式８）

ここで、図８（ａ）に示すように、ｒは座標（ｘ_０，ｙ_０）を通過する直線Ｌに向けてｘｙ座標系の原点Ｏから下ろした垂線の長さ、θはこの垂線とｘ軸とのなす角度を表す。座標（ｘ_０，ｙ_０）を通過する各直線Ｌはｒ、θを変化させたものであり、ｒθ空間（ハフ空間）では、各直線Ｌの集まりは、図８（ｂ）に示すうちの１本の曲線で表される。

例えば、各エッジ候補点（例えば、５個とする）を通る直線を示す曲線を求めると、図８（ｂ）に示すようにｒθ空間上に５本の曲線が得られる。この５本の曲線の複数本の曲線が交わる交点のｒ、θにより特定される直線は、その交点において交わった曲線の数のエッジ候補点を通る直線である。そこで、特許第３９２３１３１号公報においては、交点毎に交差する曲線の数をカウント（投票）し、カウント値が大きいものから順に交点位置を抽出し、抽出した交点位置が表すｘｙ座標系における直線を求め、求めた直線を基準候補線として抽出している。なお、１つのエッジ候補点に対して投票されるのは１８０°の範囲である。

しかしながら、交点で重なる曲線の数は、その交点で特定される直線上にあるエッジ候補点の数を表しており、図９に示すように、照射野端が画像端に近い領域に存在する場合、その照射野端の直線上に存在するエッジ候補点が少なくなる。例えば、図９の右上に位置する点線で示す直線上のエッジ候補点は３つであり、非常に少ないため、カウント値が小さくなり、基準候補線（上述の照射野端の直線候補に対応）として抽出されないことがある。また、図９に示すように、人体上で誤ってエッジ候補点が取られた場合、たまたま数点が一つの直線に並ぶ場合がある（例えば、図９のＬ１）。このようなときには、画像端に存在する照射野端はカウント値が小さく、人体上での誤ったエッジ候補点を結ぶ直線に対応するカウント値のほうが大きくなるため、照射野端に基準候補線が取られなくなったり、人体上に基準候補線がとられてしまったりする場合がある。

そこで、ステップＳ７０３においては、各照射野端候補点を通過する各直線の照射野端らしさによって重み付けを行って各照射野端候補点を通過する各直線にハフ変換の投票を行うことで、上記の問題を解決する。ここで、照射野端らしい直線の特徴とは、（１）エッジが強く、かつ、その外側は照射野外となるため放射線量が低い（即ち、信号値が低い）、（２）照射野端候補点におけるエッジ方向に対して直交する可能性が高い、（３）基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）からの距離が遠い等が挙げられる。

具体的には、制御部５１は、ステップＳ７０３において、以下の（ｃ１）〜（ｃ）の処理を行う。
（ｃ１）まず、制御部５１は、照射野端候補点の番号をｉとし、ｉを通る直線のそれぞれについて、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から下ろした垂線の長さｒ、この垂線とｘ軸とのなす角度θを求め、各直線に対応するｒθ空間上の座標で投票する値Ｈｐ＿ｉ（ｒ，θ）を、下記の（式９）で求める。
Ｈｐ＿ｉ（ｒ，θ）＝Ｅ＿Ｗ＿ｉ×Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）×Ｗ＿Ｄ＿ｉ・・・（式９）
ここで、Ｅ＿Ｗ＿ｉは、重み付けエッジ強度、Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）は、エッジ方向重み付け係数、Ｗ＿Ｄ＿ｉは距離重み付け係数であり、それぞれ順に上記（１）〜（３）の特徴に対応している。
重み付けエッジ強度Ｅ＿Ｗ＿ｉは、ステップＳ７０２で求められた照射野端候補点ｉに対する重み付けエッジ強度であるので、以下、エッジ方向重み付け係数、距離重み付け係数について説明する。

まず、エッジ方向重み付け係数Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）について説明する。
上述のように、照射野端候補点ｉを通る或る直線が照射野端の直線であれば、その直線は照射野端候補点ｉのエッジの方向ベクトルと直交する可能性が高い。即ち、照射野端候補点ｉのエッジの方向ベクトルとその直線の法線ベクトルは同じ方向を向く可能性が高い。そこで、エッジ方向重み付け係数Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）により、照射野端候補点ｉでのエッジの方向ベクトルと法線ベクトルが同じ方向を向く直線に高い重み付けを行う。

具体的に、Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）（Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）＞０）は、照射野端候補点ｉを通る直線の法線ベクトル（上記（式８）で表した直線の法線ベクトル）と照射野端候補点ｉのエッジの方向のベクトルの内積であり、下記の（式１０）で表される。
Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）＝ｃｏｓθ・ｄＸ＋ｓｉｎθ・ｄＹ・・・（式１０）
ここで、照射野端候補点ｉを通る直線の法線ベクトルは、
（ｃｏｓθ，ｓｉｎθ）・・・（式１１）
で表される。また、ｄＸは、照射野端候補点ｉのエッジのｘ方向のベクトル、ｄＹは、照射野端候補点ｉのエッジのｙ方向のベクトルである。ｄＸは、ステップＳ７０１において生成された横方向の差分画像、ｄＹは、ステップＳ７０１において生成された縦方向の差分画像から求めることができる。ベクトルが同方向であれば内積は１、直交していれば内積は０、逆方向であれば内積は−１となる。

即ち、Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）により、照射野端候補点ｉのエッジに垂直な方向を向く直線に、強い重みをかけることができる。エッジ強度が高いだけで他の方向を向いている直線は拾わないようにすることができる。

次に、距離重み付け係数Ｗ＿Ｄ＿ｉについて説明する。
Ｗ＿Ｄ＿ｉは、下記の（式１２）で表される係数である。
Ｗ＿Ｄ＿ｉ＝（Ｄ／Ｄｍａｘ）・・・（式１２）
ここで、Ｄは、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から照射野端候補点ｉまでの距離であり、Ｄｍａｘは、画像対角線の長さである。

制御部５１は、全ての照射野端候補点ｉについて、その候補点を通る各直線を表すｒθ空間上の座標について上述のＨｐ＿ｉ（ｒ，θ）を求める。

なお、投票値Ｈｐ＿ｉ（ｒ，θ）は、Ｅ＿Ｗ＿ｉ、Ｗ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）、Ｗ＿Ｄ＿ｉの３つの重み付け係数を掛け合わせた値としているが、何れか１つ又は２つの組み合わせとしても、従来より精度の高い重み付けを行うことができる。また、重み付けエッジ強度Ｅ＿Ｗ＿ｉの要素であるエッジ強度、照射野端候補点ｉ及び基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）を通る直線が画像端部に交わる点と照射野端候補点ｉとの間の放射線画像の信号値の何れか又はこれらの何れかとＷ＿Ｉｐ＿ｉ（θ）、Ｗ＿Ｄ＿ｉとの組み合わせを投票値Ｈｐ＿ｉ（ｒ，θ）としてもよい。

（ｃ２）次いで、制御部５１は、下記の（式１３）により求められるＨ（ｒ，θ）を最終的なハフ変換結果として算出する。
Ｈ（ｒ，θ）＝ｓｕｍ（Ｈｐ＿ｉ（ｒ，θ））・・・（式１３）
即ち、ｒθ空間上の各点において投票値を足し合わせたものが、最終的なハフ変換の結果として求められる。

このようにすれば、例えば、３つの照射野端候補点しか載っていない直線であっても、照射野端らしい特徴があれば投票値の合計が大きくなり、照射野端の直線候補として抽出することが可能となる。また、人体などの上記（１）〜（３）の照射野端としての特徴のない直線については、多数の照射野端候補点が載っていても照射野端の直線候補として抽出されないようにすることができる。

（ｃ３）ここで、照射野形状は、必ずしも矩形ではないが、矩形である場合が多い。そこで、制御部５１は、求めたハフ変換結果に９０°方向の重み付けを行うことで、確実に照射野端の直線を抽出することができるようにする。

具体的に、制御部５１は、ｒθ空間上の各θにおいて、下記（ｃ３−１）〜（ｃ３−３）を行う。
（ｃ３−１）投票値の最大値Ｍ１（θ）を求める。
（ｃ３−２）次いで、以下の（式１４）によりＭ１（θ）の強度を弱めたＭ２（θ）を算出する。
Ｍ２（θ）＝Ｍ１（θ）＾（１／４）・・・（式１４）
ここで、１／４は、強度を弱めるための係数であるが、これに限定されない。
（ｃ３−３）次いで、θから９０°、１８０°、２７０°方向に、重み付けしたＭ（θ）を加える。
ここで、Ｍ（θ）＝Ｍ２（θ）×Ｗｔ・・・（式１５）
Ｗｔは、所定の係数である。

図１０（ａ）に、９０°方向の重み付け前のハフ変換結果を示す。図１０（ｂ）に、９０°方向の重み付けしたハフ変換結果を示す。図１０（ａ）、（ｂ）に示すグラフにおいては、値が大きい座標ほど白く表現されている。
例えば、図１０（ａ）における点Ｐは、原画像における或る直線（直線Ｐとする）に対応しているが、直線Ｐは長さが短いため、この直線Ｐに載る候補点の数が少なく、点Ｐへの投票値が小さい。しかし、９０°方向の重み付けを行うと、Ｐは投票値の高い点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の９０°方向にあるため、図１０（ｂ）に示すようにＰに比較的大きな値Ｍ（θ）が加算され、点Ｐを直線候補として取得されやすくすることができる。

（ｃ４）９０°方向の重み付け後、制御部５１は、重み付けしたハフ変換結果を表すｒθ空間上の座標において、投票値が大きい順に予め定められた個数の点に対応する直線を照射野端の直線候補として抽出する。

図４に戻り、照射野端の直線候補を求めた後、制御部５１は、求めた直線候補に対して正誤判定を行い、誤と判定した照射野端でない直線の除去を行う（ステップＳ７０４）。

ここで、上述のように、特許文献１には、画像の中心からの距離等に基づいて候補線の正誤判定を行い、誤って検出した照射野輪郭候補線を除去した照射野輪郭候補線を照射野輪郭線とする方法が提案されている。しかしながら、上述のように、近年普及しているＦＰＤを用いた撮影では、中心点が照射野領域に入らないことがあり、この場合は候補線の正誤判定が失敗してしまう可能性がある。また、候補線の正誤判定が失敗すると、うまく照射野認識が行えないため、正誤判定には精度の高い手法が求められる。

そこで、ステップＳ７０４においては、以下の（ｄ１）〜（ｄ４）により直線候補の正誤判定及び誤った直線の除去を行う。

（ｄ１）まず、制御部５１は、図１１（ａ）に示すように、ステップＳ７０１で求めた照射野領域内の基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から所定角度毎に画像端に向かって放射線状に引いた各直線（ここでは、探索線と呼ぶ）上において、最も基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）に近いところで直線候補に交わった点を評価点として設定する（図１１（ａ）の黒丸）。

次いで、制御部５１は、以下の（ｄ２）〜（ｄ４）の処理により各直線候補に設定された評価点に基づいて各直線候補の照射野端としての評価値を算出する。ここでは、評価値が高いほど照射野端としての評価は低くなる（照射野端ではない特徴が強いと評価される）こととしている例を示している。

（ｄ２）制御部５１は、各評価点が素抜けであるか否かを判定し、評価点が設定された各直線候補上において素抜けと判定された評価点の割合（第１の評価値）を算出し、素抜けと判定された評価点の割合が予め定められた割合以上である場合、その直線候補を照射野端ではない（誤り）と判定して除去する。素抜けであるか否かの判定は、例えば、評価点における放射線画像の信号値が最大信号値と略一致している場合に、その評価点を素抜けと判定する。

（ｄ３）次いで、制御部５１は、各直線候補において、直線候補上の各評価点よりも外側（画像端側）の信号値の最大値（第２の評価値）を算出し、この最大値が素抜けの信号値である場合には、その直線候補を誤りと判定して除去する。照射野端よりも外側が素抜けになることはないため、このような評価点をもつ直線候補は照射野端ではないとして除去する。

（ｄ４）次いで、制御部５１は、各直線候補において、直線候補上の各評価点におけるエッジの方向ベクトルと直線候補の法線ベクトルの内積を求めてその平均値（第３の評価値）を算出し、算出した平均値が予め定められた閾値よりも小さい場合は、その直線候補を照射野端ではない（誤り）と判定して除去する。

具体的に、直線候補上の各評価点におけるエッジの方向ベクトルと直線候補の法線ベクトルの内積は、以下のようにして求めることができる。
各直線候補について、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）を原点としたときの直線候補（ｒ＝ｒ_ｍｉｎ、θ＝θ_ｍｉｎとする）の式を以下の（式１６）とすると、この直線候補の法線ベクトルは、以下の（式１７）で表される。
ｒ_ｍｉｎ＝ｘｃｏｓθ_ｍｉｎ+ｙｓｉｎθ_ｍｉｎ・・・（式１６）
（ｃｏｓθ_ｍｉｎ，ｓｉｎθ_ｍｉｎ）・・・（式１７）
一方、ｘ方向の差分画像をＤｘ（ｘ，ｙ）、ｙ方向の差分画像をＤｙ（ｘ，ｙ）とし、評価点の座標を（ｃ，ｌ）とすると、評価点（ｃ，ｌ）におけるエッジの方向ベクトルは、以下の（式１８）となる。
（Ｄｘ（ｃ，ｌ），Ｄｙ（ｃ，ｌ））・・・（式１８）
これより、評価点（ｃ，ｌ）のエッジの方向ベクトルと直線候補の法線ベクトルの内積Ｖは、
Ｖ＝Ｄｘ（ｃ，ｌ）・ｃｏｓθ_ｍｉｎ＋Ｄｙ（ｃ，ｌ）・ｓｉｎθ_ｍｉｎ・・・（式１９）
により求めることができる。

ここで、直線候補が照射野端に載っていれば、その直線候補上のエッジの方向ベクトルと直線候補の法線ベクトルは同方向となり、その内積は１に近くなる。しかし、直線候補が人体上の直線状の構造物の場合は、エッジの方向ベクトルとその直線候補の法線ベクトルは同方向とならない。即ち、内積は１より小さくなる。よって、直線候補上の各評価点におけるエッジの方向ベクトルと直線候補の法線ベクトルの内積の平均値が予め定められた閾値以下の場合は直線候補から除去することにより、人体上の直線候補を除去することができる。

なお、上記において、直線候補の法線ベクトルの代わりに直線候補の方向ベクトルを使ってもよく、この場合は、直線候補上の各評価点の内積の平均値が０から予め定められた閾値以上離れた場合に、その直線候補を照射野端ではない（誤り）と判定して除去する。

（ｄ５）制御部５１は、上記の（ｄ１）〜（ｄ４）において除去されなかった直線候補を正と判定する。

制御部５１は、上記（ｄ１）〜（ｄ５）の処理を行って、誤りと判定された直線候補があった場合は、その直線候補が除去された状態で再度（ｄ１）〜（ｄ５）を繰り返し、全ての直線候補が正と判定された場合に、ステップＳ７０４の処理を終了する。

例えば、図１１（ａ）に示す放射線画像においては、最初の（ｄ１）〜（ｄ５）の処理で直線Ｌ１が除去されて図１１（ｂ）に示す４つの太線で示す直線が直線候補となり、次の（ｄ１）〜（ｄ５）で全ての直線候補が正と判断される。

上記の正誤判定法においては、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端に向かって放射線状に引いた各探索線において、最も基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）に近いところで直線候補に交わった点を評価点として設定している。そのため、照射野端の輪郭が直線候補の中に含まれている場合、その評価点は照射野領域内又は照射野端上に設定される。即ち、直線候補の正誤判定の評価値が照射野領域内又は照射野端上から得られるので、正誤の判定精度を向上させることができる。

例えば、図１２に示すように照射野領域が存在している画像の場合、照射野端の直線候補は照射野外領域まで達している。ここで、例えば、図１２のＰ１１〜Ｐ１３のように照射野外領域に評価点が取られてしまうと、エッジの方向が直線候補と垂直でなくなる（照射野外のエッジの方向はばらばらである）ため、（ｄ４）の工程において、誤った判定が行われてしまう。しかし、本実施形態の手法によれば、照射野輪郭が照射野端の直線候補の中に含まれている場合、評価点は必ず照射野領域内又は照射野端上に設定されるため、このような誤判定はなく、精度よく正誤判定を行うことが可能である。

図４に戻り、制御部５１は、正と判定された直線候補に基づいて照射野領域を決定し（ステップＳ７０５）、照射野認識処理を終了する。
ステップＳ７０５において、制御部５１は、基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から画像端に向かって線を引き、この線がステップＳ７０４で正と判定された照射野端の直線候補と画像端線の何れかと最も基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）から近いところで交わった点を照射野端点とする。これを基準点（Ｘｃ，Ｙｃ）の周りを１周するまで繰り返す。そして、照射野端点で囲まれた領域を照射野領域として決定する。照射野端点が載っている直線の種類が変わった点を照射野端線の交点座標として決定する。

照射野認識処理が終了すると、制御部５１は、放射線画像における認識した照射野領域内に対して画像処理を実行する（ステップＳ８）。ここで実行される画像処理としては、例えば、被写体部位に応じた階調処理、周波数強調処理、粒状抑制処理、照射野外領域の黒化処理又は照射野領域の切り出し処理等が挙げられる。

画像処理が終了すると、制御部５１は、画像処理済みの放射線画像をネットワーク通信部５６によりサーバー装置１０に送信し（ステップＳ９）、撮影制御処理を終了する。

以上説明したように撮影用コンソール５の制御部５１は、照射野絞りを用いて被写体を放射線撮影することにより得られた放射線画像の照射野領域内となる点に基準点を設定し、設定された基準点に基づいて、放射線画像における照射野端上の点の候補である複数の照射野端候補点を抽出し、抽出された照射野端候補点に基づいて、放射線画像から照射野端の直線候補を複数抽出し、抽出された各直線候補に正誤判定を行い、正と判定された直線候補に基づいて放射線画像における照射野領域を認識する照射野認識処理を行う。この照射野認識処理において、各直線候補が照射野領域内又は照射野端上に含まれている範囲内で各直線候補の照射野端としての評価値を算出し、算出した評価値に基づいて各直線候補の正誤判定を行う。具体的には、基準点から放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、各直線上の最も基準点に近い位置で直線候補と交わる交点を評価点として設定し、各直線候補上に設定された評価点に基づいて各直線候補の評価値を算出することで、各直線候補が照射野領域内又は照射野端上に含まれている範囲内で各直線候補の評価値を算出する。
従って、照射野外領域で直線候補の評価値が算出されることによる誤判定を防止することができるので、照射野端の直線候補の正誤の判定精度を向上させることができる。

また、照射野端の直線候補を抽出する際には、制御部５１は、抽出された各照射野端候補点を通る直線のそれぞれを、ハフ変換により基準点を原点としたハフ空間上に表して、ハフ空間上における各照射野端候補点を通る直線に対し、照射野端候補点におけるエッジ強度、照射野端候補点と基準点を通る直線が画像端部に交わる点と照射野端候補点との間の放射線画像の信号値、照射野端候補点のエッジ方向と直線の向きの関係、照射野端候補点と基準点との距離のうち少なくとも一つに基づいて重み付けされた投票値で投票を行い、投票結果に基づいて直線候補を抽出する。従って、照射野端らしい特徴を有する直線に重みを付けた投票を行うため、画像端に近く照射野端候補点の少ない照射野端であっても直線候補として抽出することが可能となる。
また、上記の投票結果に対し、基準点との角度（９０°方向）に基づいて重み付けを行い、重み付け後の投票結果の値の大きい方から順に所定数の直線を直線候補として抽出することで、例えば、照射野端候補点が少ない等により投票値が小さくなってしまった照射野端上の直線があっても、直線候補として抽出することが可能となる。

また、制御部５１は、照射野端候補点を抽出する際、放射線画像の各画素におけるエッジ強度を示すエッジ強度画像を生成し、基準点から放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、放射線状の各直線上において、その直線上の各点と当該直線が画像端部と交わる点との間の放射線画像の信号値に基づいて重み付けされたエッジ強度を算出し、算出したエッジ強度が同一直線上において最大となる点を照射野端候補点として抽出する。従って、人体との境界にあるエッジの弱い照射野端上にも候補点を抽出することができる。

また、制御部５１は、基準点を設定する際、放射線画像の各画素におけるエッジ強度を放射線画像の信号値により重み付けした画像を生成し、当該生成した画像の重心位置を基準点として設定する。従って、照射野領域が画像内のどこにある場合であっても、また、照射野外の放射線量が高い場合であっても精度良く照射野領域内に基準点を設定することが可能となる。

なお、上記実施形態における記述内容は、本発明に係る放射線画像撮影システムの好適な一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態で説明した照射野認識処理を構成する複数の工程（ステップＳ７０１〜Ｓ７０５）のそれぞれは、各工程において精度の高い処理を行うことができるため、全ての工程を上記説明した手法により行うことが好ましいが、それぞれが独立した処理となっているため、一部の工程を別の手法により行うこととしてもよい。例えば、基準点の設定は、照射野領域内に基準点が設定されればよく、例えば、表示部５４に表示した放射線画像上から入力部５３により設定することとしてもよい。そして、このようにして設定された基準点をステップＳ７０２以降の処理で用いてもよい。また、例えば、本実施形態の手法で設定された基準点を用いて他の手法により照射野端候補点等の抽出を行うこととしてもよい。また、本実施形態の手法でステップＳ７０１〜Ｓ７０３の処理を行った後、別の手法により直線候補の正誤判定を行うこととしてもよい。

また、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。

その他、放射線画像撮影システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１００ 放射線画像撮影システム
１ ブッキー装置
２ ブッキー装置
３ 放射線源
５ 撮影用コンソール
５１ 制御部
５２ 記憶部
５３ 入力部
５４ 表示部
５５ 通信Ｉ／Ｆ
５６ ネットワーク通信部
５７ バス
６ 操作卓
７ ＨＩＳ／ＲＩＳ
８ 診断用コンソール
９ ＦＰＤ
１０ サーバー装置

Claims (6)

1. 照射野絞りを用いて被写体を放射線撮影することにより得られた放射線画像の各画素におけるエッジ強度を前記放射線画像の信号値により重み付けした画像を生成し、当該生成した画像の重心位置を基準点として設定する設定手段と、
   前記設定された基準点に基づいて、前記放射線画像における照射野端上の点の候補である複数の照射野端候補点を抽出する候補点抽出手段と、
   前記抽出された照射野端候補点に基づいて、前記放射線画像から照射野端の直線候補を複数抽出する直線候補抽出手段と、
   前記抽出された各直線候補に正誤判定を行う判定手段と、
   前記判定手段により正と判定された直線候補に基づいて前記放射線画像における照射野領域を認識する認識手段と、
   を備え、
   前記判定手段は、前記基準点から前記放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、前記各直線上の最も前記基準点に近い位置で前記直線候補と交わる交点を評価点として設定し、前記各直線候補上に設定された評価点に基づいて前記各直線候補の照射野端としての評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記各直線候補の正誤判定を行う画像処理装置。
2. 前記評価値には、前記直線候補の法線ベクトル又は方向ベクトルと前記評価点での前記放射線画像のエッジ方向に基づいて算出される評価値が含まれている請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記直線候補抽出手段は、前記抽出された各照射野端候補点を通る直線のそれぞれを、ハフ変換により前記基準点を原点としたハフ空間上に表して、前記ハフ空間上における前記各照射野端候補点を通る直線に対し、前記照射野端候補点におけるエッジ強度、前記照射野端候補点と前記基準点を通る直線が画像端部に交わる点と前記照射野端候補点との間の前記放射線画像の信号値、前記照射野端候補点のエッジ方向と前記直線の向きの関係、前記照射野端候補点と前記基準点との距離のうち少なくとも一つに基づいて重み付けされた投票値で投票を行い、前記投票結果に基づいて前記直線候補を抽出する請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記直線候補抽出手段は、前記投票結果に対し、前記ハフ空間における角度に基づいて重み付けを行い、前記重み付け後の投票結果の値の大きい方から順に所定数の直線を前記直線候補として抽出する請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記放射線画像の各画素におけるエッジ強度を示すエッジ強度画像を生成する生成手段を備え、
   前記候補点抽出手段は、前記基準点から前記放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、前記放射線状の各直線上において、その直線上の各点と当該直線が画像端部と交わる点との間の前記放射線画像の信号値に基づいて重み付けされたエッジ強度を算出し、算出したエッジ強度が同一直線上において最大となる点を前記照射野端候補点として抽出する請求項１〜４の何れか一項に記載の画像処理装置。
6. 照射野絞りを用いて被写体を放射線撮影することにより得られた放射線画像の各画素におけるエッジ強度を前記放射線画像の信号値により重み付けした画像を生成し、当該生成した画像の重心位置を基準点として設定する設定工程と、
   前記設定された基準点に基づいて、前記放射線画像における照射野端上の点の候補である照射野端候補点を抽出する候補点抽出工程と、
   前記抽出された照射野端候補点に基づいて、前記放射線画像から照射野端の直線候補を抽出する直線候補抽出工程と、
   前記抽出された直線候補に正誤判定を行う判定工程と、
   前記判定手段により正と判定された直線候補に基づいて前記放射線画像における照射野領域を認識する認識工程と、
   を含み、
   前記判定工程は、前記基準点から前記放射線画像の端部へ向かう複数の放射線状の直線を設定し、前記各直線上の最も前記基準点に近い位置で前記直線候補と交わる交点を評価点として設定し、前記各直線候補上に設定された評価点に基づいて前記各直線候補の照射野端としての評価値を算出し、算出した評価値に基づいて前記各直線候補の正誤判定を行う照射野認識方法。