JP6649156B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび検像システム - Google Patents

Description

この発明は、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関し、特に、患者の肢部が現れた撮影画像上の高輝度領域に輝度低減処理を施す、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムに関する。この発明はまた、上述のような画像処理装置を備える検像システムに関する。

上肢や下肢のような肢部の骨を撮影する場合、イメージングプレートの載置面がなす矩形の対角線に沿って肢部を載置した状態で撮影を行うケースが多い。さらに、肢部の被曝量を低減するために、通常は、放射線の照射範囲（照射野）を絞り込んで撮影が行われる。ただし、このような撮影によって得られるＣＲ画像には高輝度の背景領域つまり白領域が現れるため、白領域のまぶしさが読影医の目の負担を増大させることとなる。

このような課題を踏まえて、白領域を黒く塗り潰す黒化処理を検像システムで行い、処理後のＣＲ画像を院内の画像サーバに送信すべきとの要望が、医療現場から診療放射線技師に対して出されていた。

特開２０１４−６８８１５号公報 特許第４７２９８６０号公報

しかし、従来の黒化処理の操作は、撮影装置のコンソールでしか受け付けられない。また、黒化処理を行った場合、ＣＲ画像に付随する画像情報を検像システムで書き換える必要がある。この結果、撮影業務フローが複雑化し、診療放射線技師による撮影業務の効率の低下、或いは診療放射線技師による作業負担の増大を引き起こしていた。

なお、特許文献１は、同様の黒化処理を行うＸ線撮像システムを開示している。しかし、この文献によれば、黒化処理を施す対象領域をユーザが指定する必要があり、作業負担の問題は依然として残る。

また、特許文献２は、被写体を含む関心領域とこれ以外の非関心領域とに医用画像を分割し、画像診断に耐え得る高精細な画像とするための各種画像処理を関心領域に施すとともに、画像コントラストを調整するための階調処理を非関心領域に施すことを開示している。しかし、この文献では、被写体を如何にして特定するかが開示されておらず、画像処理の精度を十分に確保できない可能性がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、撮影画像に現れた肢部の背景を低輝度化するための作業負担を軽減することができ、かつ処理精度を高めることができる、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび検像システムを提供することである。

この発明に係る画像処理装置(30：実施例で相当する参照符号。以下同じ)は、患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリア(42bm1)に展開された撮影画像を処理する画像処理装置(30)であって、撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリア(42bm2)に展開する展開手段(S21~S23)、展開手段によって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を展開手段によって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義手段(S25)、第１定義手段によって定義された凸包を覆いかつ展開手段によって展開された２値化画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を第２メモリエリア上で定義する第２定義手段(S27)、および撮影画像のうち第２定義手段によって定義された除外領域の外側に相当する領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減手段(S29~S31)を備える。

好ましくは、撮影画像は矩形をなし、肢部は矩形の対角線に沿って延びる。

好ましくは、撮影画像の輝度分布を表すヒストグラムを撮影画像の画素値に基づいて作成するヒストグラム作成手段(S41~S45, S81~S87)、および２値化処理のために参照される閾値をヒストグラム作成手段によって作成されたヒストグラムに基づいて決定する決定手段(S47~S51, S89, S97~S115)がさらに備えられる。

さらに好ましくは、決定手段は、ヒストグラムが既定条件を満足するとき複数の仮閾値の各々を参照して撮影画像を２値化する仮２値化手段(S97~S99)、仮２値化手段によって作成された仮２値化画像に占めるハレーション成分の割合を撮影画像の輝度に基づいて測定する割合測定手段(S101~S109)、および複数の仮閾値のうち割合測定手段によって測定された割合が基準(REF)を下回る仮閾値を２値化処理のために参照される閾値として決定する閾値決定手段(S111, S117)を含む。

より好ましくは、割合測定手段は、仮２値化画像に外接する矩形に相当する矩形を撮影画像上で定義する矩形定義手段(S101)、矩形定義手段によって定義された矩形の短辺に沿って延びる直線を矩形定義手段によって定義された矩形の内側に設定する直線設定手段(S103)、および直線設定手段によって設定された直線上の輝度特性を検出する輝度特性検出手段(S105)を含む。

好ましくは、２値化処理はモルフォロジ処理によって黒点画像を除去する除去処理を含む。

好ましくは、２値化処理を輝度低減操作に応答して起動する起動手段(S9)、および２値化処理の対象となる撮影画像を画像更新操作に応答して更新する更新手段(S11, S13)がさらに備えられる。

好ましくは、上述の画像処理装置は、検像システムに設けられる。

この発明に係る画像処理方法は、患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリア(42bm1)に展開された撮影画像を処理する画像処理装置(30)のプロセッサ(34)によって実行される画像処理方法であって、撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリア(42bm2)に展開する展開ステップ(S21~S23)、展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ(S25)、第１定義ステップによって定義された凸包を覆いかつ展開ステップによって展開された２値化画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を第２メモリエリア上で定義する第２定義ステップ(S27)、および撮影画像のうち第２定義ステップによって定義された除外領域の外側に相当する領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップ(S29~S31)を備える。

この発明に係る画像処理プログラムは、患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリア(42bm1)に展開された撮影画像を処理する画像処理装置(30)のプロセッサ(34)に、撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリア(42bm2)に展開する展開ステップ(S21~S23)、展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ(S25)、第１定義ステップによって定義された凸包を覆いかつ展開ステップによって展開された２値化画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を第２メモリエリア上で定義する第２定義ステップ(S27)、および撮影画像のうち第２定義ステップによって定義された除外領域の外側に相当する領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップ(S29~S31)を実行させるための、画像処理プログラムである。

この発明に係る画像処理装置(30)は、患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリア(42bm1)に展開された撮影画像を処理する画像処理装置であって、撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリア(42bm2)に展開する展開手段(S21~S23)、展開手段によって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を展開手段によって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義手段(S25)、第１定義手段によって定義された凸包に相当する撮影画像上の領域を覆いかつ撮影画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を第１メモリエリア上で定義する第２定義手段(S71~S73)、および撮影画像のうち第２定義手段によって定義された除外領域の外側の領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減手段(S31)を備える。

この発明に係る画像処理方法は、患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリア(42bm1)に展開された撮影画像を処理する画像処理装置(30)のプロセッサ(34)によって実行される画像処理方法であって、撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリア(42bm2)に展開する展開ステップ(S21~S23)、展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ(S25)、第１定義ステップによって定義された凸包に相当する撮影画像上の領域を覆いかつ撮影画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を第１メモリエリア上で定義する第２定義ステップ(S71~S73)、および撮影画像のうち第２定義ステップによって定義された除外領域の外側の領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップ(S31)を備える。

この発明に係る画像処理プログラムは、患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリア(42bm1)に展開された撮影画像を処理する画像処理装置(30)のプロセッサ(34)に、撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリア(42bm2)に展開する展開ステップ(S21~S23)、展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ(S25)、第１定義ステップによって定義された凸包に相当する撮影画像上の領域を覆いかつ撮影画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を第１メモリエリア上で定義する第２定義ステップ(S71~S73)、および撮影画像のうち第２定義ステップによって定義された除外領域の外側の領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップ(S31)を実行させるための、画像処理プログラムである。

２値化画像は患者の肢部が現れた撮像画像に対する２値化処理によって作成されるところ、２値化画像上の黒画素を囲む凸包は２値化画像の画素値に基づいて定義される。除外領域は、凸包を覆いかつ２値化画像から肢部の長さ方向にはみ出すように定義され、輝度低減処理は、除外領域の外側に相当する撮影画像上の領域に対して実行される。或いは、除外領域は、凸包に相当する撮影画像上の領域を覆いかつ撮影画像から肢部の長さ方向にはみ出すように定義され、輝度低減処理は、除外領域の外側の画像に対して実行される。これによって、撮影画像に現れた肢部の背景を低輝度化するための作業負担を軽減することができる。また、照射野の幾何学的特徴を利用することで、画像処理の精度を高めることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この実施例に適用される検像システムの構成の一例を示すブロック図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアにＣＲ画像を展開した状態の一例を示す図解図である。 ディスプレイモニタの表示内容の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像の輝度分布を表すヒストグラムの一例を示すグラフである。 ＤＲＡＭのビットマップエリアに２値化画像を展開した状態の一例を示す図解図である。 ２値化画像に基づいて定義された凸包および除外領域の分布状態の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像に除外領域を設定した状態の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像に黒化処理（輝度低減処理）を施した状態の一例を示す図解図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアにＣＲ画像を展開した状態の他の一例を示す図解図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアに２値化画像を展開した状態の他の一例を示す図解図である。 ２値化画像に基づいて定義された凸包および除外領域の分布状態の他の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像に除外領域を設定した状態の他の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像に黒化処理を施した状態の他の一例を示す図解図である。 この実施例の検像システムを構成する検像クライアント（画像処理装置）に設けられたＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 この実施例の検像システムを構成する検像クライアントに設けられたＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 この実施例の検像システムを構成する検像クライアントに設けられたＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 この実施例の検像システムを構成する検像クライアントに設けられたＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。 他の実施例の検像システムを構成する検像クライアントに設けられたＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 その他の実施例の検像システムを構成する検像クライアントに設けられたＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 その他の実施例の検像システムを構成する検像クライアントに設けられたＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアにＣＲ画像を展開した状態の一例を示す図解図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアに仮２値化画像を展開した状態の一例を示す図解図である。 仮２値化画像が展開されたビットマップエリア上で外接矩形を定義した状態の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像上に定義された外接矩形およびその短辺に沿って延びる直線の分布状態の一例を示す図解図である。 外接矩形の短辺に沿って延びる或る直線上の濃度プロファイルを示す図解図である。 仮閾値を更新して作成された仮２値化画像をＤＲＡＭのビットマップエリアに展開し、かつこのビットマップエリア上で外接矩形を定義した状態の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像上に定義された外接矩形およびその短辺に沿って延びる直線の分布状態の他の一例を示す図解図である。 外接矩形の短辺に沿って延びる或る直線上の濃度プロファイルを示す図解図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアにＣＲ画像を展開した状態の一例を示す図解図である。 ＤＲＡＭのビットマップエリアに仮２値化画像を展開した状態の一例を示す図解図である。 仮２値化画像が展開されたビットマップエリア上で外接矩形を定義した状態の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像上に定義された外接矩形およびその短辺に沿って延びる直線の分布状態の一例を示す図解図である。 外接矩形の短辺に沿って延びる或る直線上の濃度プロファイルを示す図解図である。 仮閾値を更新して作成された仮２値化画像をＤＲＡＭのビットマップエリアに展開し、かつこのビットマップエリア上で外接矩形を定義した状態の一例を示す図解図である。 ＣＲ画像上に定義された外接矩形およびその短辺に沿って延びる直線の分布状態の他の一例を示す図解図である。 外接矩形の短辺に沿って延びる或る直線上の濃度プロファイルを示す図解図である。

［実施例１］
図１を参照して、この実施例の検像システム１０は、検像サーバ２０と検像クライアント３０とによって構成される。検像サーバ２０は、撮影装置５０と接続され、さらに通信ネットワーク６０と接続される。

撮影装置５０としては、イメージングプレートをＸ線センサとして用いるＣＲ(Computed Radiography)装置が採用される。患者の肢部の骨が撮影装置５０によって撮影されると、ＣＲ画像（厳密には、「ＣＲ画像データ」）を収めたＤＩＣＯＭ(Digital Imaging and COmmunication in Medicine)ファイルが作成される。ＤＩＣＯＭファイルには、患者ＩＤなどを示す患者情報，検査日時などを示す検査情報，ＣＲ画像の加工の有無などを示す画像情報がタグとして埋め込まれる。作成されたＤＩＣＯＭファイルは、検像サーバ２０に設けられたＨＤＤ２２に保存される。

通信ネットワーク６０には、病院内の画像サーバ７０も接続される。検像サーバ２０は、ＨＤＤ２２に保存されたＤＩＣＯＭファイルを、通信ネットワーク６０を介して画像サーバ７０に転送する。転送されたＤＩＣＯＭファイルは、画像サーバ７０に設けられたＨＤＤ７２に保存される。読影医は、こうして取得されたＤＩＣＯＭファイル内のＣＲ画像を見ながら診断を行う。

検像クライアント３０において、バスＢＳ１には、通信Ｉ／Ｆ３２，ＣＰＵ３４，キーボード３６，マウス３８，ディスプレイモニタ４０，ＤＲＡＭ４２，およびＨＤＤ４４が接続される。検像サーバ２０との通信は、通信Ｉ／Ｆ３２によって実行される。また、ディスプレイモニタ４０には、モニタ画面４０ｓ１および４０ｓ２が設けられる。さらに、ＤＲＡＭ４２には、ビットマップエリア４２ｂｍ１，４２ｂｍ２およびワークエリア４２ｗを含む複数のメモリエリアが設けられる。

肢部の骨を撮影する場合、イメージングプレートの載置面がなす矩形の対角線に沿って肢部を載置した状態で撮影を行うケースが多い。さらに、肢部の被曝量を低減するために、通常は、放射線の照射範囲を絞り込んで撮影が行われる。ただし、このような撮影によって得られるＣＲ画像には高輝度の背景領域つまり白領域が現れるため、白領域のまぶしさが読影医の目の負担を増大させることとなる。

ここで、白領域を黒く塗り潰す黒化処理を撮影装置５０のコンソール上で行う場合、黒化処理を施されたＣＲ画像に付随する画像情報の書き換えが必要になることもある。この結果、撮影業務フローが複雑化し、診療放射線技師による撮影業務の効率の低下、或いは診療放射線技師による作業負担の増大を引き起こす。

そこで、この実施例では、図１４〜図１６に示すフロー図に従う以下の黒化処理をＣＰＵ３４に実行させるようにしている。なお、これらのフロー図に対応する制御プログラムは、ＨＤＤ４４に保存される。

図１４を参照して、ステップＳ１では変数Ｋを初期化する。ステップＳ３では、通信Ｉ／Ｆ３２を通して検像サーバ２０にアクセスし、Ｋ番目のＤＩＣＯＭファイルをＨＤＤ２２から取得する。ステップＳ３ではまた、取得したＤＩＣＯＭファイル内のＣＲ画像，患者情報，検査情報，画像情報をＤＲＡＭ４２上のビットマップエリア４２ｂｍ１およびワークエリア４２ｗにそれぞれ展開する。ステップＳ５では、メニューバーＭＢＲ１を表すキャラクタ画像（以下、単に「メニューバーＭＢＲ１」と呼ぶ。）をＤＲＡＭ４２のワークエリア４２ｗに展開する。

ここで、ビットマップエリア４２ｂｍ１のサイズはＣＲ画像のサイズを上回る。図２を参照して、ＣＲ画像は、その中心がビットマップエリア４２ｂｍ１に合わせられ、その長辺および短辺がビットマップエリア４２ｂｍ１の長辺および短辺に沿って延びるように、ビットマップエリア４２ｂｍ１に展開される。

図１４に戻って、ステップＳ７では、こうしてＤＲＡＭ４２に展開されたＣＲ画像，患者情報，検査情報，画像情報およびメニューバーＭＢＲ１の表示をディスプレイモニタ４０に要求する。ディスプレイモニタ４０は、要求に従ってＣＲ画像，患者情報，検査情報，画像情報およびメニューバーＭＢＲ１をＤＲＡＭ４２から読み出し、患者情報をモニタ画面４０ｓ１に表示するとともに、ＣＲ画像およびメニューバーＭＢＲ１をモニタ画面４０ｓ２に表示する（図３参照）。

モニタ画面４０ｓ１には、患者情報として患者ＩＤが表示され、検査情報として検査日時が表示され、画像情報としてＣＲ画像の加工の有無が表示される。また、モニタ画面４０ｓ２において、ＣＲ画像およびメニューバーＭＢＲ１は左右に並んで表示される。メニューバーＭＢＲ１には、“黒化”ボタンや“更新”ボタンが設けられる。

図１４に戻って、ステップＳ９では、キーボード３６またはマウス３８によって“黒化”ボタンが操作されたか否か（輝度低減操作が行われたか否か）を判別する。また、ステップＳ１１では、キーボード３６またはマウス３８によって“更新”ボタンが操作されたか否か（画像更新操作が行われたか否か）を判別する。

ステップＳ１１の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１３で変数Ｋを更新し、その後にステップＳ３に戻る。この結果、別のＤＩＣＯＭファイルを対象としてステップＳ３〜Ｓ７の処理が実行され、モニタ画面４０ｓ１および４０ｓ２の表示が更新される。

ステップＳ９の判別結果がＹＥＳであればステップＳ１５に進み、モニタ画面４０ｓ２に表示されたＣＲ画像を対象とするヒストグラム処理を実行する。この結果、対象画像の輝度分布を表すヒストグラムが作成され、作成されたヒストグラムが双峰性を有するか否かがフラグＦＬＧｅｒｒｏｒによって表明される。フラグＦＬＧｅｒｒｏｒは、ヒストグラムが双峰性を有するとき“０”を示し、ヒストグラムが双峰性を有しないとき“１”を示す。

ヒストグラム処理ではまた、フラグＦＬＧｅｒｒｏｒが“０”に設定された場合に、ヒストグラムを描く２つの山の間の谷底に対応する輝度が閾値として設定される。したがって、図２に示すＣＲ画像に対応して図４に示すヒストグラムが作成された場合は、同じ図４において矢印で示す輝度値が閾値として設定される。

図１４に戻って、ステップＳ１７では、フラグＦＬＧｅｒｒｏｒが“０”を示すか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、双峰性を有するヒストグラムは得られなかったとして、ステップＳ１９でエラーを報知してから他の処理に進む。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、図１５に示すステップＳ２１以降の処理に進む。

ステップＳ２１では、ビットマップエリア４２ｂｍ１上のＣＲ画像に２値化処理を施し、２値化画像を作成する。２値化処理はワークエリア４２ｗ上で実行され、これによって作成された２値化画像はビットマップエリア４２ｂｍ２に展開される。

２値化処理では、ステップＳ１５で設定された閾値が参照される。この結果、閾値以上の輝度値を示す画素ついては輝度値が最大値に変更され、閾値未満の輝度値を示す画素ついては輝度値が最小値に変更される。

また、図５に示すように、２値化画像は、その中心がビットマップエリア４２ｂｍ２に合わせられ、その長辺および短辺がビットマップエリア４２ｂｍ２の長辺および短辺に沿って延びるように、ビットマップエリア４２ｂｍ２に展開される。

なお、ビットマップエリア４２ｂｍ１のサイズはビットマップエリア４２ｂｍ２のサイズと一致し、かつ共通の座標がビットマップエリア４２ｂｍ１および４２ｂｍ２に割り当てられる。ＣＲ画像上の或る画素およびこれに対応する２値化画像上の画素は、共通の座標に書き込まれる。

図１５に戻って、ステップＳ２３では、こうして作成された２値化画像に孤立点除去を施す。この結果、ノイズに相当する黒点画像が２値化画像から消失する。ステップＳ２５では、処理後の２値化画像をなす各画素の値に基づいて２値化画像上の黒画素を特定し、特定した全ての黒画素を囲む凸包をビットマップエリア４２ｂｍ２上で定義する。ステップＳ２７では、ステップＳ２５で定義された凸包を覆いかつ２値化画像から肢部ないし骨の長さ方向にはみ出す除外領域を、ビットマップエリア４２ｂｍ２上で定義する。

図５に示す２値化画像については、図６に示す点線で囲まれた領域が凸包として定義され、同じ図６に示す一点鎖線で囲まれた領域が除外領域として定義される。なお、図６に示す点線は、２値化画像上の全ての黒画像を囲む外周輪郭でもある。

図１５に示すステップＳ２９では、ビットマップエリア４２ｂｍ２上の除外領域の形状と同じ形状を有する除外領域を、ビットマップエリア４２ｂｍ２上の除外領域の位置に合わせてビットマップエリア４２ｂｍ１上に定義する（図７参照）。ビットマップエリア４２ｂｍ１および４２ｂｍ２には共通の座標が割り当てられるため、図６および図７を比較すれば分かるように、除外領域に属する画素の座標はビットマップエリア４２ｂｍ１および４２ｂｍ２の間で一致する。

図１５に示すステップＳ３１では、ビットマップエリア４２ｂｍ１上のＣＲ画像のうち、ステップＳ２９で定義された除外領域の外側の領域の画像を黒く塗り潰す。この結果、図２に示すＣＲ画像は、図８に示すように加工される。

ステップＳ３３では、モニタ画面４０ｓ１上の画像情報（厳密には、ＣＲ画像の加工の有無を示す情報）を更新する。ステップＳ３５では、ステップＳ３１の処理によって加工されたＣＲ画像とステップＳ３３の処理によって更新された画像情報とを、ステップＳ３で取得したＫ番目のＤＩＣＯＭファイルに格納する。加工前のＣＲ画像および更新前の画像情報は、ステップＳ３５の処理によって消失する。

ステップＳ３５ではまた、こうして更新されたＫ番目のＤＩＣＯＭファイルを通信Ｉ／Ｆ３２を通して検像サーバ２０に転送する。検像サーバ２０のＨＤＤ２２に保存されたＫ番目のＤＩＣＯＭファイルは、ステップＳ３５で転送されたＫ番目のＤＩＣＯＭファイルによって上書きされる。

ステップＳ３７では、キーボード３６またはマウス３８によってメニューバーＭＢＲ１上の“更新”ボタンが操作されたか否かを繰り返し判別する。判別結果がＮＯからＹＥＳに更新されると、ステップＳ３９で変数Ｋを更新し、その後にステップＳ３に戻る。

図９に示すＣＲ画像が更新後の変数Ｋに対応するＤＩＣＯＭファイルに収められている場合、このＣＲ画像は、ステップＳ３の処理によってビットマップエリア４２ｂｍ２に展開される。その後に“黒化”ボタンが操作されると、ステップＳ２１の処理によって図１０に示す２値化画像がビットマップエリア４２ｂｍ２に展開される。

２値化画像をなす全ての黒画素を囲む凸包は、ステップＳ２５の処理によって、図１１に点線で示す要領で定義される。その後のステップＳ２７で定義される除外領域は、図１１に示す一点鎖線で囲まれた領域とされる。この除外領域も、凸包を覆いかつ肢部ないし骨の長さ方向に沿って２値化画像からはみ出すように定義される。また、凸包および除外領域のいずれも、ビットマップエリア４２ｂｍ２上で定義される。

ビットマップエリア４２ｂｍ１には、ビットマップエリア４２ｂｍ２上で定義された除外領域と同様の除外領域が、ステップＳ２９の処理によって定義される（図１２参照）。ステップＳ３１では、ビットマップエリア４２ｂｍ１上のＣＲ画像のうち、こうして定義された除外領域の外側の領域の画像が黒く塗り潰される。この結果、図９に示すＣＲ画像は図１３に示すように加工される。

図１４に示すステップＳ１５のヒストグラム処理は、図１６に示すサブルーチンに従って実行される。まずステップＳ４１で、ビットマップエリア４２ｂｍ１に展開されたＣＲ画像に基づいてヒストグラムを作成する。作成されたヒストグラムは、ＣＲ画像をなす複数の画素の輝度分布を表す。ステップＳ４３では変数Ｌを“０”に設定し、ステップＳ４５ではステップＳ４１で作成されたヒストグラムをフィルタリングする。ステップＳ４７では、フィルタリング後のヒストグラムに明確な双峰性があるか否かを判別する。

ステップＳ４７の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ４９でフラグＦＬＧｅｒｒｏｒを“０”に設定する。ステップＳ５１では、フィルタリング後のヒストグラムが描く２つの山の間の谷底に対応する輝度を閾値として設定する。したがって、図４に示すヒストグラムについては、矢印で示す輝度値が閾値として設定される。閾値の設定が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ４７の判別結果がＮＯであれば、変数Ｌが最大値Ｌｍａｘ（＝たとえば１０）を上回るか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、ステップＳ５７で変数Ｌをインクリメントし、その後にステップＳ４５に戻る。これに対して、判別結果がＹＥＳであればステップＳ５５でフラグＦＬＧｅｒｒｏｒを“１”に設定してから上階層のルーチンに復帰する。

図１５に示すステップＳ２３の孤立点除去は、図１７に示すサブルーチンに従って実行される。まず、ステップＳ６１で変数Ｍを“０”に設定する。ステップＳ６３では対象となる２値化画像にモルフォロジ処理を施し、ステップＳ６５では変数Ｍが最大値Ｍｍａｘ（＝たとえば１０）を上回るか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、ステップＳ６７で変数Ｍをインクリメントし、その後にステップＳ６３に戻る。これに対して、ステップＳ６５の判別結果がＹＥＳであれば、上階層のルーチンに復帰する。

以上の説明から分かるように、検像クライアント３０は、患者の肢部を撮影して作成されかつビットマップエリア４２ｂｍ１に展開されたＣＲ画像を処理する装置である。処理にあたって、ＣＰＵ３４はまず、ＣＲ画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像をビットマップエリア４２ｂｍ２に展開し(S21~S23)、展開された２値化画像上の全ての黒画素を囲む凸包を展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する(S25)。ＣＰＵ３４は続いて、定義された凸包を覆いかつ２値化画像から肢部の長さ方向にはみ出す除外領域をビットマップエリア４２ｂｍ２上で定義し(S27)、ＣＲ画像のうち除外領域の外側に相当する領域に存在する画像を黒く塗り潰す(S29~S31)。

これによって、ＣＲ画像に現れた肢部の背景を低輝度化するための作業負担を軽減することができる。また、照射野の幾何学的特徴を利用することで、画像処理の精度を高めることができる。
［実施例２］

実施例１では、まず凸包および除外領域をビットマップエリア４２ｂｍ２上で定義し、その後にビットマップエリア４２ｂｍ２上の除外領域と同様の除外領域をビットマップエリア４２ｂｍ１上で定義するようにしている。

しかし、まず凸包をビットマップエリア４２ｂｍ２および４２ｂｍ１の各々で定義し、その後に除外領域をビットマップエリア４２ｂｍ１上で定義するようにしてもよい。この場合、図１５に示すステップＳ２７およびＳ２９の代わりに、図１８に示すステップＳ７１およびＳ７３の処理を実行する必要がある。

図１８を参照して、ステップＳ７１では、ビットマップエリア４２ｂｍ２上の凸包の形状と同じ形状を有する凸包を、ビットマップエリア４２ｂｍ２上の凸包の位置に合わせてビットマップエリア４２ｂｍ１上に定義する。ステップＳ７３では、ステップＳ７１で定義された凸包を覆いかつＣＲ画像から肢部ないし骨の長さ方向にはみ出す除外領域を、ビットマップエリア４２ｂｍ１上で定義する。このような処理によっても、ＣＲ画像に現れた肢部の背景を低輝度化するための作業負担を軽減することができる。
［実施例３］

実施例１では、図１４に示すステップＳ１５のヒストグラム処理を図１６に示すサブルーチンに従って実行するようにしている。これに対して、実施例３では、図１４に示すステップＳ１５のヒストグラム処理は、図１９〜図２０に示すサブルーチンに従って実行される。

なお、上述のように、ビットマップエリア４２ｂｍ１のサイズはビットマップエリア４２ｂｍ２のサイズと一致し、かつ共通の座標がビットマップエリア４２ｂｍ１および４２ｂｍ２に割り当てられる。また、以下の説明は、ビットマップエリア４２ｂｍ１に展開されたＣＲ画像が図２１に示すようにハレーション成分を有することを前提とする（ハレーション成分は楕円で示す領域に出現）。

図１９を参照して、ステップＳ８１では、ビットマップエリア４２ｂｍ１に展開されたＣＲ画像に基づいてヒストグラムを作成する。実施例１と同様、作成されたヒストグラムはＣＲ画像をなす複数の画素の輝度分布を表し、輝度はたとえば図４に示すように変化する。ステップＳ８３では、ヒストグラムの解析範囲を決定する。具体的には、始点を最低値（＝０）に設定し、終点を最大値（＝２５５）に設定する。

ステップＳ８５ではフィルタ係数を初期化し、ステップＳ８７ではステップＳ８３で作成されたヒストグラムをフィルタリングする。フィルタリング処理は、ステップＳ８３または後述するステップＳ１１３で決定された解析範囲を対象とし、かつステップＳ８５または後述するステップＳ９１で設定されたフィルタ係数を参照して実行される。

ステップＳ８９ではフィルタリング後のヒストグラムに明確な双峰性があるか否かを判別し、判別結果がＮＯであればステップＳ９１に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ９７に進む。

ステップＳ９１ではフィルタ係数を変更し、ステップＳ９３では変更後のフィルタ係数が上限値を超えているか否かを判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ８７に戻り、判別結果がＹＥＳであればステップＳ９５でフラグＦＬＧｅｒｒｏｒを“１”に設定してから上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ９７では、閾値を仮決定する。仮決定された閾値つまり仮閾値は、たとえばステップＳ８３または後述するステップＳ１１３で設定された始点および終点の中央値を示す。ステップＳ９９では、ステップＳ９７で設定された仮閾値を参照した２値化処理（仮２値化処理）をビットマップエリア４２ｂｍ１上のＣＲ画像に対して実行する。仮２値化処理はワークエリア４２ｗ上で実行され、これによって作成された仮２値化画像はビットマップエリア４２ｂｍ２に展開される。

図２１に示すＣＲ画像に対して仮２値化処理を実行した場合、ビットマップエリア４２ｂｍ２に展開された仮２値化画像は図２２に示すように描かれる。図２２においても、楕円で示す領域にハレーション成分が出現する。

ステップＳ１０１では、ビットマップエリア４２ｂｍ２に展開された仮２値化画像に外接する矩形をビットマップエリア４２ｂｍ１および４２ｂｍ２の上で定義する。外接矩形は、図２３に破線で示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ２に定義され、図２４に破線で示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ１に定義される。

ステップＳ１０３では、こうして定義された外接矩形の短辺に沿って延びる複数の直線をビットマップエリア４２ｂｍ１に追加的に設定する。設定された各直線の長さは外接矩形の短辺の長さと一致し、外接矩形の長辺に沿う方向に等間隔で並ぶように外接矩形の内側に設定される（図２４参照）。

ステップＳ１０５では、こうして設定された各直線上でのＣＲ画像の濃度の変化（輝度特性）を示す濃度プロファイルを作成する。したがって、ステップＳ１０３で設定された直線の数が９本であれば、９個の濃度プロファイルがステップＳ１０５で作成される。

ステップＳ１０７では、緩やかな下り曲線（外接矩形の外側に向かって緩やかに低下する曲線）を有する濃度プロファイルを、ステップＳ１０５で作成された複数の濃度プロファイルの中から特定する。ハレーション成分を横切る直線上で作成された濃度プロファイルには、たとえば図２５に示すような緩やかな下り曲線ＣＶ１，ＣＶ２が現れる（下り曲線ＣＶ１，ＣＶ２がハレーション成分に相当）。ステップＳ１０７では、このような濃度プロファイルが特定される。

ステップＳ１０９では、特定された濃度プロファイルがステップＳ１０５で作成された複数の濃度プロファイルに占める割合を算出する。ステップＳ１１１では、こうして算出された割合が基準値ＲＥＦ（たとえば５％）を下回るか否かを判別する。

判別結果がＮＯであればステップＳ１１３に進み、現時点の仮閾値をヒストグラムの解析範囲の始点として設定する。設定が完了すると、ステップＳ８５に戻る。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１１５でフラグＦＬＧｅｒｒｏｒを“０”に設定し、ステップＳ１１７で現時点の仮閾値を正規の閾値として設定してから上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ１１３の処理を経てステップＳ８５に戻ると、ステップＳ９７で仮閾値が更新される。ステップＳ９９では更新後の仮閾値を参照して仮２値化処理が実行され、ビットマップエリア４２ｂｍ２には図２６に示す仮２値化画像が展開される。

ステップＳ１０１で定義される外接矩形は、図２６に破線で示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ２に配され、図２７に破線で示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ１に配される。また、ステップＳ１０３で設定される複数の直線は、ビットマップエリア４２ｂｍ１上の外接矩形の内側に図２７に示す要領で配される。

ステップＳ１０５では、外接矩形の内側に設定された直線上で濃度プロファイルが作成される。したがって、外接矩形の外側にハレーション成分が存在しても、ハレーション成分に相当する緩やかな下り曲線が濃度プロファイルに現れることはない。つまり、図２７に示す要領で設定された直線のいずれか１つに対応する濃度プロファイルは、図２８に示す濃度変化を示す。

ハレーション成分に相当する緩やかな下り曲線がいずれの濃度プロファイルにも現れなければ、ステップＳ１１１の判別結果はＹＥＳとなる。この結果、ステップＳ１１７では、現時点の仮閾値が正規の閾値として設定される。

こうして設定された正規の閾値は、図１５に示すステップＳ２１の２値化処理のために参照される。除外領域は、ステップＳ２１で作成された２値化画像に基づいて定義され（ステップＳ２９参照）、黒く塗り潰す処理は、除外領域の外側の領域を対象として実行される（ステップＳ３１参照）。この結果、ＣＲ画像がハレーション成分を有するか否かに関係なく、的確に黒化処理を実行することができる。

なお、図２９に示すＣＲ画像がビットマップエリア４２ｂｍ１に展開された場合（ここでもハレーション成分は楕円で示す領域に出現）、ヒストグラム処理は以下の要領で実行される。

図２９に示すＣＲ画像に対応する仮２値化画像は、ステップＳ９９の処理によって図３０に示すようにビットマップエリア４２ｂｍ２に展開される。外接矩形は、ステップＳ１０１の処理の結果、図３１に示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ２に定義され、図３２に示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ１に展開される。

ステップＳ１０３で設定される複数の直線は、ビットマップエリア４２ｂｍ１上の外接矩形の内側に図３２に示す要領で配される。このとき、直線の一部はハレーション成分を横切る。したがって、ハレーション成分を横切る直線上で作成された濃度プロファイルには、ハレーション成分に相当する緩やかな下り曲線ＣＶ３，ＣＶ４が現れる（図３３参照）。

このとき、ステップＳ１１１の判別結果がＮＯとなり、ステップＳ１１３を経て戻ったステップＳ９７で仮閾値が更新される。ステップＳ９９では、更新後の仮閾値を参照して仮２値化処理が実行され、ビットマップエリア４２ｂｍ２には図３４に示す仮２値化画像が展開される。

ステップＳ１０１で定義される外接矩形は、図３４に破線で示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ２に配され、図３５に破線で示す要領でビットマップエリア４２ｂｍ１に配される。また、ステップＳ１０３で設定される複数の直線は、ビットマップエリア４２ｂｍ１上の外接矩形の内側に図３５に示す要領で配される。

ステップＳ１０５では、外接矩形の内側に設定された直線上で濃度プロファイルが作成される。したがって、外接矩形の外側にハレーション成分が存在しても、ハレーション成分に相当する緩やかな下り曲線が濃度プロファイルに現れることはない。つまり、図３５に示す要領で設定された直線のいずれか１つに対応する濃度プロファイルは、図３６に示す濃度変化を示す。

ハレーション成分に相当する緩やかな下り曲線がいずれの濃度プロファイルにも現れなければ、ステップＳ１１１の判別結果はＹＥＳとなる。この結果、ステップＳ１１７では、現時点の仮閾値が正規の閾値として設定される。
［変形例］

なお、上述の実施例では、撮影装置５０としてＣＲ装置を採用するようにしているが、ＦＰＤ(Flat Panel Detector)をＸ線センサとして用いるＤＲ(Digital Radiography)装置をＣＲ装置に代わりに採用するようにしてもよい。

さらに、上述の実施例では、ステップＳ３１において、ＣＲ画像に現れた肢部の背景の画像を黒く塗り潰すようにしているが、輝度を低減できる限り、グレーなどの黒以外の色で塗り潰してもよく、或いは塗り潰す代わりにハッチングを施すようにしてもよい。

１０ …検像システム
２０ …検像サーバ
３０ …検像クライアント
３４ …ＣＰＵ
４０ …ディスプレイモニタ
４２ …ＤＲＡＭ
４４ …ＨＤＤ
５０ …撮影装置

Claims (13)

1. 患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリアに展開された撮影画像を処理する画像処理装置であって、
   前記撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリアに展開する展開手段、
   前記展開手段によって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を前記展開手段によって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義手段、
   前記第１定義手段によって定義された凸包を覆いかつ前記展開手段によって展開された２値化画像から前記肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を前記第２メモリエリア上で定義する第２定義手段、および
   前記撮影画像のうち前記第２定義手段によって定義された除外領域の外側に相当する領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減手段を備える、画像処理装置。
2. 前記撮影画像は矩形をなし、
   前記肢部は前記矩形の対角線に沿って延びる、請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記撮影画像の輝度分布を表すヒストグラムを前記撮影画像の画素値に基づいて作成するヒストグラム作成手段、および
   前記２値化処理のために参照される閾値を前記ヒストグラム作成手段によって作成されたヒストグラムに基づいて決定する決定手段をさらに備える、請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記決定手段は、前記ヒストグラムが既定条件を満足するとき複数の仮閾値の各々を参照して前記撮影画像を２値化する仮２値化手段、前記仮２値化手段によって作成された仮２値化画像に占めるハレーション成分の割合を前記撮影画像の輝度に基づいて測定する割合測定手段、および前記複数の仮閾値のうち前記割合測定手段によって測定された割合が基準を下回る仮閾値を前記２値化処理のために参照される閾値として決定する閾値決定手段を含む、請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記割合測定手段は、前記仮２値化画像に外接する矩形に相当する矩形を前記撮影画像上で定義する矩形定義手段、前記矩形定義手段によって定義された矩形の短辺に沿って延びる直線を前記矩形定義手段によって定義された矩形の内側に設定する直線設定手段、および前記直線設定手段によって設定された直線上の輝度特性を検出する輝度特性検出手段を含む、請求項４記載の画像処理装置。
6. 前記２値化処理はモルフォロジ処理によって黒点画像を除去する除去処理を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記２値化処理を輝度低減操作に応答して起動する起動手段、および
   前記２値化処理の対象となる撮影画像を画像更新操作に応答して更新する更新手段をさらに備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置を備える、検像システム。
9. 患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリアに展開された撮影画像を処理する画像処理装置のプロセッサによって実行される画像処理方法であって、
   前記撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリアに展開する展開ステップ、
   前記展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を前記展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ、
   前記第１定義ステップによって定義された凸包を覆いかつ前記展開ステップによって展開された２値化画像から前記肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を前記第２メモリエリア上で定義する第２定義ステップ、および
   前記撮影画像のうち前記第２定義ステップによって定義された除外領域の外側に相当する領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップを備える、画像処理方法。
10. 患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリアに展開された撮影画像を処理する画像処理装置のプロセッサに、
    前記撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリアに展開する展開ステップ、
    前記展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を前記展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ、
    前記第１定義ステップによって定義された凸包を覆いかつ前記展開ステップによって展開された２値化画像から前記肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を前記第２メモリエリア上で定義する第２定義ステップ、および
    前記撮影画像のうち前記第２定義ステップによって定義された除外領域の外側に相当する領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップを実行させるための、画像処理プログラム。
11. 患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリアに展開された撮影画像を処理する画像処理装置であって、
    前記撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリアに展開する展開手段、
    前記展開手段によって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を前記展開手段によって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義手段、
    前記第１定義手段によって定義された凸包に相当する前記撮影画像上の領域を覆いかつ前記撮影画像から前記肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を前記第１メモリエリア上で定義する第２定義手段、および
    前記撮影画像のうち前記第２定義手段によって定義された除外領域の外側の領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減手段を備える、画像処理装置。
12. 患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリアに展開された撮影画像を処理する画像処理装置のプロセッサによって実行される画像処理方法であって、
    前記撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリアに展開する展開ステップ、
    前記展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を前記展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ、
    前記第１定義ステップによって定義された凸包に相当する前記撮影画像上の領域を覆いかつ前記撮影画像から前記肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を前記第１メモリエリア上で定義する第２定義ステップ、および
    前記撮影画像のうち前記第２定義ステップによって定義された除外領域の外側の領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップを備える、画像処理方法。
13. 患者の肢部を撮影して作成されかつ第１メモリエリアに展開された撮影画像を処理する画像処理装置のプロセッサに、
    前記撮影画像に対する２値化処理によって作成された２値化画像を第２メモリエリアに展開する展開ステップ、
    前記展開ステップによって展開された２値化画像上の黒画素を囲む凸包を前記展開ステップによって展開された２値化画像の画素値に基づいて定義する第１定義ステップ、
    前記第１定義ステップによって定義された凸包に相当する前記撮影画像上の領域を覆いかつ前記撮影画像から前記肢部の長さ方向にはみ出す除外領域を前記第１メモリエリア上で定義する第２定義ステップ、および
    前記撮影画像のうち前記第２定義ステップによって定義された除外領域の外側の領域に存在する画像の輝度を低減する輝度低減ステップを実行させるための、画像処理プログラム。

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