JPH03222076A

JPH03222076A - エッジ判定方法および装置

Info

Publication number: JPH03222076A
Application number: JP2018205A
Authority: JP
Inventors: Wataru Ito; 渡伊藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1991-10-01
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2867055B2; US5115476A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）被写体の放射線画像を表わす画像データに基づいて、前
記放射線画像内の所定の画素Ｐ。か、該放射線画像中の
エツジに相当する画素であるか否かを判定するエツジ判
定方性および装置に関するものである。

（従来の技術）記録された放射線画像を読み取って画像データを得、こ
の画像データに適切な画像処理を施した後、画像を再生
記録することは種々の分野で行なわれている。たとえば
、後の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の
低いＸ線フィルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線
画像が記録されたフィルムからＸ線画像を読み取って電
気信号（画像データ）に変換し、この画像データに画像
処理を施した後コピー写真等に可視像として再生するこ
とにより、コントラスト、シャープネス。

粒状性等の画質性能の良好な再生画像を得ることが行な
われている（特公昭６１−５１９３号公報参＠）。

また本願出願人により、放射線（Ｘ線、α線。

β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射するとこの放射
線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起
光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光
を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体
等の被写体の放射線画像情報をシート状の蓄積性蛍光体
に一旦記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等
の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝
尽発光光を光電的に読み取って画像データを得、この画
像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等
の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる放射線
画像記録再生システムがすでに提案されている（特開昭
５５−１２４２９号、同５Ｂ（１３９５号、同５５−１
６３４７２号、同５Ｂ−１０４８４５号、同５５−１１
６３４０号等）。

このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真シ
ステムと比較して極めて広い放射線露出域にわたって画
像を記録しうるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露光量かかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、この電気信
号を用いて写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示
装置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
て、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を得
ることができる。

上記Ｘ線フィルムや蓄積性蛍光体ンート等の記録シート
を用いたシステム、特に人体の医療診断用として構成さ
れたシステムにおいて、画像データに基づいて画像中の
エツジを検出することが良く行なわれている。ここでエ
ツジとは、画像中の濃度（画像データの値）が急激に変
化する部分をいう。たたしどの程度の濃度変化がある場
合をエツジとするか等はそのエツジを求める目的により
種々に異なっていてもよい。

例えば、放射線画像を撮影記録するに際して、被写体の
観察に必要の無い部分に放射線を照射しないようにする
ため、あるいは観察に不要な部分に放射線を照射すると
その部分から観察に必要な部分に散乱線か入り画質性能
か低下するため、放射線が被写体の必要な部分および記
録シートの一部のみに照射されるように放射線の照射域
を制限する照射野絞りを使用して撮影を行なうことがあ
る。この場合に照射野内の放射線画像を再度最適な読取
条件の下で読取るため（例えば特開昭５８−６７２４０
号公報、同５８−６７２４１号公報、同５８−６７２４
２号公報参照）および／または該照射野内の放射線画像
に最適な画像処理を施すために照射野を認識する必要か
あるが、この際に照射野内外の濃度差（画像データの値
の差）を利用して照射野の境界のエツジを検出すること
が行なわれる（例えば特願昭６２−９３６３３号参照）
。

また、例えば骨部と複数の軟部組織とからなる人体のＸ
線画像において骨部や各軟部組織のそれぞれに適合した
画像処理を施す場合がある。また近年行なわれている複
雑なＸ線画像から目的とするパターン（例えば腫瘍に対
応するパターン）を抽出する場合において各画像中の各
領域毎に異なる抽出方法を採用する場合がある。これら
の場合に骨部と軟部組織との境界、複数の軟部組織とお
しの境界を認識する必要があるが、この認識の際にもエ
ツジ検出を利用することがある。

（発明が解決しようとする課題）画像データに基づいて画像中のエツジを検出する方法と
して一般に微分オペレータが利用されている（例えば、
「画像処理の基本技法」く技法入門編〉　長谷用純−１
輿水大和、中山晶、横井茂樹共著　技術評論社　第３５
頁参照）。この微分オペレータは、画像上の所定の方向
に沿って画像データを微分（差分）し、そのピークを検
出するものである。

しかし、放射線画像は一般に撮影の際の放射線のゆらぎ
等に起因する高周波ノイズが非常に大きく上記微分オペ
レータを用いてエツジを検出するとエツジの正確な検出
が難しいという問題がある。

第５図はこの問題点を説明するための図である。

第５図（ａ）の略平行な２本の曲線に挾まれた領域１は
それ以外の領域と比べ濃度が比較的低い（画像データの
値が比較的小さい）領域であるとする。この場合に第５
図（ａ）に示す一点鎖線ｙに沿う各画素に対応する濃度
（画像データの値）をプロットすると、例えば第５図（
ｂ）に示すように高周波ノイズが非常に大きく、単純に
微分オペレータを用いてもエツジ（領域１と領域２との
境界）を検出することが難しいという問題がある。一方
、この高周波ノイズを減らすため、画像を平滑化した上
で微分オペレータを用いることが考えられる。

しかし画像を平滑化すると例えば第５図（ｃ）に示すよ
うにエツジ部分も平滑化されてエツジの境界がはっきり
しなくなり、この平滑化された画像データに微分オペレ
ータを適用するとエツジの位置ずれが生じることがある
という問題が発生する。

また微分オペレータを用いる方法のほか、画像の濃度値
（画像データの値）がある関数の関数値となるように適
当な関数を定め、この関数の傾き等から画像中のエツジ
を求めるいわゆるモデルＱフィツトによる方法も知られ
ている（上記「画像処理の基本技法」第３７頁参照）が
、この方法もエツジの位置ずれを生じるという問題があ
る。

本発明は、上記問題点に鑑み、高周波ノイズの大きい放
射線画像であっても、該放射線画像内に任意に指定した
画素が該放射線画像中のエツジに相当する画素であるか
否かを、該高周波ノイズの影響を押え、かつエツジの位
置ずれを生じることなく判定することのできるエツジ判
定方法、および該方法を実施する装置を提供することを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明のエツジ判定方法は、被写体の放射線画像を表わす画像データに基づいて、前
記放射線画像内の所定の画素Ｐｏが、該放射線画像中の
エツジに相当する画素であるか否かを判定するエツジ判
定方法において、前記放射線画像内の、前記所定の画素
Ｐｏを中心とした所定領域内の各画素の画像データに基
づいて、該放射線画像上の所定の一方向もしくは互いに
異なる二方向について、前記所定の画素Ｐ。

のまわりの画像データのモーメントを求め、該モーメン
トに基づいて、前記所定の画素Ｐ。

が前記放射線画像中のエツジに相当する画素であるか否
かを判定することを特徴とするものである。

また本発明のエツジ判定装置は、被写体の放射線画像を表わす画像データに基づいて、前
記放射線画像内の所定の画素Ｐ。が、該放射線画像中の
エツジに相当する画素であるか否かを判定するエツジ判
定装置において、前記放射線画像内の、前記所定の画素
Ｐ。を中心とした所定領域内の各画素の画像データに基
づいて、該放射線画像上の所定の一方向もしくは互いに
異なる二方向について、前記所定の画素Ｐ。

のまわりの画像データのモーメントを求めるモーメント
演算手段と、該モーメントに基づいて、前記所定の画素Ｐ。

が前記放射線画像中のエツジに相当する画素であるか否
かを判定するエツジ判定手段を備えたことを特徴とする
ものである。

ここで、「画像データのモーメント」は、−次モーメン
トであってもよく、二次モーメントであってもよい。

（作　　用）画像データのモーメントは画像の平坦な部分ではその値
か小さくエツジの部分で値が大きくなるという性質を有
し、しかも高周波ノイズが大きくてもそのノイズが不規
則なものである限りその値にほとんど影響を及ぼさない
という性質を有する。

本発明者は画像データのモーメントのこの性質に着目し
てエツジ検出に用いることに想到したものである。

本発明は放射線画像上の所定の画素Ｐｏについて画像デ
ータのモーメントを求め、このモーメントに基づいて上
記所定の画素Ｐｏが放射線画像中のエツジに相当する画
素であるか否かを判定するようにしたため、高周波ノイ
ズに影響されずに正確に判定することができる。

尚、上記所定の画素Ｐｏは、例えば画像データに基づく
可視画像をＣＲＴデイスプレィ装置に表示し、それを観
察した観察者が上記所定の画素Ｐｏを指定するようにし
てもよく、自動的に指定するようにしてもよく、また上
記所定の画素Ｐ０を画像上で順次移動させながら本発明
を適用してエツジの位置を自動的に検出するようにして
もよい。

また、画像データのモーメントを求めた後、エツジに相
当する画素であるか否かを判定するアルゴリズムは特定
のものに限られるものではなく、例えば所定の一方向に
濃度が急激に変化したエツジを求める場合等において、
所定の一方向のモーメントＡを求め該モーメントＡの値
の大きさによりエツジに相当する画素であるか否かを判
定してもよく、濃度の変化の方向が不明の場合等におい
て、互いに異なる二方向について各モーメントＡ。

Ｂを求め、これら各モーメントＡ、Ｂを組み合わせた、
例えばて判定してもよいものである。

（実　施　例）以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。尚、ここでは前述した蓄積性蛍光体シートに撮影記
゛録される人体の胸部のＸ線画像を例として説明する。

第１図は、Ｘ線撮影装置の一例の概略図である。

このＸ線撮影装置１０のＸ線源１１からＸ線１２が人体
１３の胸部１３ａに向けて照射され、人体１３を透過し
たＸ線１２ａが蓄積性蛍光体シート１４に照射されるこ
とにより、人体の胸部１３ａの透過Ｘ線画像がシート１
４に蓄積記録される。

第２図は、蓄積性蛍光体シート上に蓄積記録された胸部
Ｘ線画像の一例を模式的に表わした図である。

中央に肺のＸ線画像１５（以下肺部１５と呼ぶ。以下同
様）、その両側に皮膚部１８、さらにその両側にＸ線が
被写体１３を透過せずに直接シート１４に照射された直
接Ｘ線ＨＬ７か形成されている。肺部１５は、骨部と軟
部とからなり、骨部は背骨の陰影１５ａ（以下単に背骨
１．５ａと呼ぶ。他の陰影についても同様）と肋骨１５
ｂとから構成され、軟部は、右肺野部１５ｃ（肋骨１５
ｂを除く）と左肺野部Ｌ５ｄ（肋骨１５ｂを除＜）、心
臓部１５ｅ１右横隔膜部１５ｆ、および左横隔膜部１５
ｇの各部から構成されている。本実施例では骨部、特に
肋骨１５ｂのエツジを求めるものとする。

第３図は、Ｘ線画像読取装置の一例と、本発明のエツジ
判定装置の一実施例であるコンピュータシステムとを表
わした斜視図である。

胸部Ｘ線画像が記録された蓄積性蛍光体シート１４がＸ
線画像読取装置２０の所定位置にセットされる。この所
定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート１４は、モー
タ２１により駆動されるエンドレスベルト等のシート搬
送手段２２により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される
。一方、レーサー光源２３から発せられた光ビーム２４
はモータ２５により駆動され矢印方向に高速回転する回
転多面鏡２６によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集
束レンズ２７を通過した後、ミラー２Ｂにより光路を変
えて前記ン−ト１４に入射し副走査の方向（矢印Ｙ方向
）と略垂直な矢印Ｘ方向に主走査する。シート１４の励
起光２４が照射された箇所からは、蓄積記録されている
Ｘ線画像情報に応じた光量の輝尽発光光２９が発散され
、この輝尽発光光２９は光ガイド３０によって導かれ、
フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）３１によって光
電的に検出される。上記光ガイド３０はアクリル板等の
導光性材料を成形して作られたものであり、直線状をな
す入射端面３０ａが蓄積性蛍光体シート１４上の主走査
線に沿って延びるように配され、円環状に形成された射
出端面３０ｂにフォトマルチプライヤ３１の受光面が結
合されている。

入射端面３０ａから光ガイド３０内に入射した輝尽発光
光２９は、該光ガイド３０の内部を全反射を繰り返して
進み、射出端面３０ｂから射出してフォトマルチプライ
ヤ３１に受光され、Ｘ線画像を表わす輝尽発光光２９が
フォトマルチプライヤ３１によって電気信号に変換され
る。

フォトマルチプライヤ３１から出力されたアナログ出力
信号ＳＯは対数増幅器３２で対数的に増幅され、Ａ／Ｄ
変換器３３でディジタル化され、電気信号としての画像
データＳ１が得られる。

得られた画像データＳ１は、コンピュータシステム４０
に入力される。このコンピュータシステム４０は、本発
明のエツジ判定装置の一例を構成するものであり、ＣＰ
Ｕおよび内部メモリが内蔵された本体部４１．補助メモ
リとしてのフロッピィディスクが挿入されドライブされ
るドライブ部４２．オペレータがこのコンピュータシス
テム４０に必要な指示等を入力するためのキーボード４
３および必要な情報を表示するためのＣＲＴデイスプレ
ィ４４から構成されている。

コンピュータシステム４０に入力された画像データＳ１
に基づいて、Ｘ線画像上のエツジの検出が行なわれる。

ここで先ず、コンピュータシステム４０内に記憶された
、エツジ検出のための実空間フィルタについて説明する
。本実施例はこの実空間フィルタを用いてＸ線画像上を
走査することにより該Ｘ線画像中のエツジの検出を行な
うように構成されている。

第４図は、エーツジ検出のための実空間フィルタを説明
するために、Ｘ線画像上の所定の画素Ｐ。

とこの所定の画素Ｐｏを中心とした各画素を表わした図
である。図の横方向は第３図に示した主走査方向（Ｘ方
向）に対応し、図の縦方向は第３図に示した副走査方向
（Ｙ方向）に対応している。

また、図の◎印の画素が所定の画素Ｐ、であり、その座
標を（１，Ｊ）とする。また○印は他の各画素を示し、
該各画素にはその各○印に示した各座標が付されている
ものとし、各座標の画素の画像データをＰ　（Ｊｌ、　
ｍ）　　（Ｊ、　ＴｒＬ−１，２，−・−−−−）とす
る。

ここで、Ｘ方向、Ｙ方向についての各−次モーメントＡ
、　　Ｂを、図の一点鎖線で囲まれた領域内の各画素の
画像データを用いて、式％式％）に従って求める。

ここで−次モーメントＡ、ＢはそれぞれＸ方向（主走査
方向）にＹ方向（副走査方向）に濃度（画像データの値
）が変化しているエツジに相当する画素上でその値がピ
ークとなる。本実施例では、この（１１，（２１式に従
って一次モーメントＡ、　　Ｂを求めるためのハードウ
ェア、ソフトウェアの組合せがモーメント演算手段と観
念される。

ここではエツジの方向（濃度値（画像データの値）の変
化する方向）に拘らずエツジを検出するため、特性値ｃ
１としてＣ１−、／”ｉ丁コ「　　　・・・（３）を求める。本
実施例では上記（１）〜（３）式の演算を各画素につい
て順次行ない、特性値Ｃ１の値が所定のしきい値Ｔｈ以
上であって、かつピークを示す位置をエツジと判定する
。本実施例では（３）式に従つて特性値Ｃ１を求めてエ
ツジを判定する、ハードウェア、ソフトウェアの組合せ
がエツジ判定手段と観念される。

このようにして肋骨１５ｂのエツジを求めた後、骨部（
背骨１５ａと肋骨１５ｂ　）と軟部とに互いに異なる画
像処理が施され観察（診断）に適した画像を担持する画
像データＳ２が生成される。この画像データＳ２は図示
しない画像表示装置に送られ、画像データＳ２に基づく
観察（診断）適性の良好な可視画像が再生表示される。

尚、第２図に示すように肋骨１５ｂの延びる方向は画像
上の各領域毎にほぼ定まっているため、画像上の各領域
毎に肋骨１５ｂの延びる方向と略直角方向と考えられる
方向の一次モーメントを求めてエツジを判定してもよく
、また上記各領域毎に上記−次モーメントＡ、　　Ｂの
うち肋骨１５ｂの延びる方向とより直角に近い方向の一
次モーメントを単独で用いてもよく、あるいは特性値Ｃ
２としてＣ２−ＷＩ　Ａ＋Ｗ２Ｂ　　　　　　　　　　
・・・（４）ただし、ＷＩ、ｗ２は重みづけを表わす。

を求めこの特性値Ｃ２を用いてもよく、また各特性値Ｃ
３としてＣ３−ｔａｎ　’　　　　　　　　　　　　　　−（５
）を求めこの特性値Ｃ３を用いてもよい。このようにエ
ツジを求めようとしている対象か画像中の何と何の境界
のエツジであるかということや、そのエツジの想定され
る方向等に応じて種々の特性値を採用することができる
。

また上記−次モーメントＡ、Ｂに代えて、二次モーメン
トＡ’　、Ｂ’　を式に従って求め、上記−次モーメントＡ、Ｂに代えてこの
二次モーメントＡ’　　　Ｂ’　を用いてもよく、さら
に高次のモーメント用いてもよい。

さらに、上記実施例では肋骨１５ｂのエツジを求める場
合についてて述べたが、例えば第２図に示す画像におい
ても肋骨１５ｂのエツジを求めることに限られるもので
はなく、例えば心臓部１５ｅを他の領域から区別するた
めに、心臓部１５ｅの臨界のエツジを求めることもでき
る。また、本発明は、肺のＸ線画像中のエツジを求める
ものに限られるものではなく、種々の放射線画像中のエ
ツジを求める場合にも適用することができる。

また、エツジを求める目的も特定の目的に限られるもの
ではなく、例えば画像中のある領域を単に抽出して表示
するためであってもよく、また画像中の複数の各領域毎
に互いに異なる画像処理を施すためであってもよく、画
像中の特定の領域内のみをサーチして例えば腫瘍影等を
求めるためであってもよい。

また、上記実施例は画像上をサーチしてエツジを検出し
たが、本発明は画像上をサーチすることに限られるもの
ではなく、例えば画像中の所定の画素Ｐ０−をオペレー
タが指定し、その指定された画素Ｐｏがエツジに対応し
ているか否かを判定してもよい。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明のエツジ判定方法お
よび装置は、画像データのモーメントを求めて、このモ
ーメントに基づいて放射線画像中のエツジを判定するよ
うにしたため、高周波ノイズの影響を受けることが少な
く、エツジの位置を正確に求めることができる。

また、放射線画像を構成する画素の数が厖大であって演
算に要する時間がかかりすぎる場合、所定領域内の画素
の画像データを適当に間引いて計算しても、本発明によ
れば、微分オペレータ等を用いる場合と比べて間引いた
ことによるエツジ検出の精度の低下や位置ずれを起こす
ことが少ないという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｘ線画像撮影装置の一例の概略図、第２図は
、蓄積性蛍光体シート上に蓄積記録された胸部Ｘ線画像
の一例を模式的に表わした図、第３図は、Ｘ線画像読取
装置の一例と、本発明のエツジ判定装置の一実施例であ
るコンピュータシステムとを表わした斜視図、第４図は、エツジ検出のための実空間フィルタを説明す
るために、Ｘ線画像上の所定の画素Ｐ。とこの所定の画素Ｐｏを中心とした各画素を表わした図
、第５図は、微分オペレータを用いたエツジ検出の問題点
を説明するための図である。１０・・・Ｘ線撮影装置１４・・・蓄積性蛍光体シート１５・・・肺部　　　　　　１５ａ・・・背骨１５ｂ・
・・肋骨　　　　　１５ｃ、１５ｄ・・・肺野部１５ｅ
・・・心臓部　　　　１５ｆ、１５ｇ・・・横隔膜部１
６・・・皮膚部　　　　　１７・・・直接Ｘ線部２０・
・・Ｘ線画像読取装置２３・・・レーザ光源　　　２６・・・回転多面鏡２９
・・・輝尽発光光　　　３ｏ・・・光ガイド３１・・・
フォトマルチプライヤ４０・・・コンピュータシステム第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被写体の放射線画像を表わす画像データに基づい
て、前記放射線画像内の所定の画素Ｐ＿０が、該放射線
画像中のエッジに相当する画素であるか否かを判定する
エッジ判定方法において、前記放射線画像内の、前記所定の画素Ｐ＿０を中心とし
た所定領域内の各画素の画像データに基づいて、該放射
線画像上の所定の一方向もしくは互いに異なる二方向に
ついて、前記所定の画素Ｐ＿０のまわりの画像データの
モーメントを求め、該モーメントに基づいて、前記所定
の画素Ｐ＿０が前記放射線画像中のエッジに相当する画
素であるか否かを判定することを特徴とするエッジ判定
方法。
（２）被写体の放射線画像を表わす画像データに基づい
て、前記放射線画像内の所定の画素Ｐ＿０が、該放射線
画像中のエッジに相当する画素であるか否かを判定する
エッジ判定装置において、前記放射線画像内の、前記所定の画素Ｐ＿０を中心とし
た所定領域内の各画素の画像データに基づいて、該放射
線画像上の所定の一方向もしくは互いに異なる二方向に
ついて、前記所定の画素Ｐ＿０のまわりの画像データの
モーメントを求めるモーメント演算手段と、該モーメン
トに基づいて、前記所定の画素Ｐ＿０が前記放射線画像
中のエッジに相当する画素であるか否かを判定するエッ
ジ判定手段を備えたことを特徴とするエッジ判定装置。