JPH03222588A

JPH03222588A - 画像強調方法

Info

Publication number: JPH03222588A
Application number: JP2016017A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Aisaka; 一夫相坂; Kazuko Terada; 寺田　和子; Akihide Hashizume; 明英橋詰
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1990-01-29
Publication date: 1991-10-01

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］本発明は１１！＋ｉ　４’！・表示機器において画像を
強調表示する方法に関し、特に医療用画像機器に好適な
方法に関する。［従来の技術）画体を電子化して扱う技術が発達した結果１画像を人間
に見やすくするために強調表示を行う事が容易に行なえ
る様になってきた。強調の方法としては、画像の濃度を
変更する方法１画像の一部分を拡大・縮小する方法、画
像に含まれる特定の空間周波数成分を強めて表示する方
法などが知られており、状況に応じて使い分けられてい
る。医療用画像機器の分野は、これらの強調方法を最も有効
に利用できる分野である。医療においては医師が患者の
病変を見落とさない事がなによりも重要であり、画像強
調を用いて病気の発見を容易にするための方式がいろい
ろと考案されている。その−例として１文献「ディジタル画像処理」（近代科
学社、１９７８年）第６章第２節第３項（１７７頁〜１
８１頁）に紹介されている方式が良く用いられている。この方式はヒストグラム等化法と呼ばれており、以下に
述へるステップに従って原画像の濃度を変換して強調画
像を作成する。ステップ１：与えられた画像に対して、濃度がある値の
画素が何個存在するかを示す頻度分布表（ヒストグラム
）を作成する。ステップ２ニステツプ１で得られたヒストグラムを濃度
Ｏから順番に積算する事により、ａ度がある値以下の画
素が何個存在するかを示す累積頻度表（累積ヒストグラ
ム）を作成する。ステップ３ニステツプ２で得られた累積ヒストグラムを
もとに、入力濃度０→出力濃度Ｏ１入力濃度Ｍ→出力濃
度Ｍ′、０とＭの間にある濃度に対しては入出力の値が
累積ヒストグラムと相似に変化する、という規則で濃度
変換関数を決定する。但しＭは入力濃度の最大値、Ｍ′は対象となる表示装置
において表示できる最大の濃度とする。ステップ４ニステツプ３で得られた濃度変換関数を用い
て原画像の各画素の濃度を変換し１強調画像を得る。以上の方式における濃度変換関数およびその作成法を第
６図に示した。この方式によると、原画像において画像
に含まれる２つの異なる被写体が概同−の濃度で現わさ
れている場合、両者が画像中に占める面積が大きければ
１両者の濃度近辺の入力濃度に対して多数の出力濃度が
割り当てられる事になり１両被写体間の濃度の差が強調
されて人間が両者を見分けやすい強調画像が得られる。［発明が解決しようとする課題］しかしながら上記方法では１両被写体が強調画像におい
てどんな濃度に変換されるかは定められていない。この
結果、強調画像が人間にとって真に見やすい物になるか
どうかは保証されない。例えば、原画像中に両波写体の
他に第３の被写体が存在して画像中の大面積を占める場
合、第３の被写体に対して多数の出力濃度が割り当てら
れる結果、所期の２被写体の間に差がつけられずに、強
調画像においても概同−の濃度で現わされてしまい、強
調画像が人間にとって見やすい物にならない場合が生じ
る。このような不具合は、特に胃を撮影したＸ線画像に多く
見られる。胃のＸ線撮影には様々な方法があるが、最も
代表的な方法は胃の内部に造影剤（硫酸バリウムなど）
を充満して撮影する方法であり、造影剤充満法または単
に充満法と呼ばれている。この方法においては、主なる
被写体である胃はＸ線が造影剤の作用により透過せず１
周囲にある他の臓器との識別が可能となる。しかしなが
ら撮影の条件（患者の体位、Ｘ線の照射時間など）によ
っては、背景にある骨（を椎、骨盤など）が胃と重なり
コントラストを悪化させる事がある。これに対して従来の方法であるヒストグラム等化法を適
用しても、必ずしも良い強調結果が得られない。その理
由は１画像の大部分を骨でも胃でもない部分（Ｘ線透過
率の良い部分）が占め、上記第３の被写体と同等の影響
を生じるからである。本発明の目的は、このような不具合を是正して、人間に
見やすい画像を作成する画像強調方式を提供する事にあ
る。

【課題を解決するための手段１上記課題は、強調結果として得られる画像において、所
期の２被写体がどのような濃度で表現されるかををあら
かじめ指定しておく事により解決する６すなわち、上記
濃度変換関数を定める際に、胃の内部で造影剤が充満し
ている部分の濃度値と胃の外部の濃度値との２者に対し
、変換結果となる濃度値をあらかじめ指定しておく事に
より解決する。（作用）２被写体に対し変換結果の濃度をあらかじめ指定してお
く事により、両者は常に一定の濃度差をもって表示され
るので、境界が明瞭になり、両波写体を見分けやすい強
調画像が得られる。このような濃度の指定方法は、充満像に対してはいまま
でほとんど論じられていないが、胃の別の撮影方法であ
る二重造影像に対しては検討されており、文献二市用他
、「胃Ｘ線診断の考え方と進め方」、医学書院（１９８
６年）２９１頁に述へられている。それによると画像中
の暗部の濃度１．２付近とした時視認性が良くなるとさ
れている。本発明では強調の効果を高めるためにこの結果を援用し
、明るい方の物体を濃度０．０〜０．２に、暗い方の物
体の濃度を１．０〜１．２に指定する事により、良好な
強調画像が得られる。【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。〈濃度変換関数の構成〉本発明の主要部は、入力濃度と出力濃度の関係すなわち
濃度変換関数をいかに構成するかにある。そこでまず濃度変換関数の構成法について説明する。第３図は、本発明による強調方法の対象となるＸ線画像
を模式的に説明した物である。図において１はｘｉ両画
像模式図であり、その中には胃１１、を椎１２などが撮
影されている。この例で、両者が重なる部分である領域
２付近においてコントラストの劣化が生じているものと
する。すなわち領域２内の胃２１と領域２内のを椎２２
の境界が不明確になっている。第１図は、本発明による強調方法を用いて第３図の画像
を強調する方法を示した物である。図は本発明における
入力濃度と出力濃度の関係すなわち濃度変換関数を示し
ている。本関数において胃２１の濃度値２１ａが入力さ
れた場合に濃度値０．２が出力され、を椎２２の濃度値
２２ａが入力された場合に濃度値１．２が出力される。本実施例においては、点３１の出力濃度値０．２と点３
２の出力濃度値１．２は予め指定されており、これらの
入力濃度値２２ａ及び２１ａを実画像の撮像入力から定
めることにより関数を定める。上記以外の濃度値に対し
ては関数を折線でつなぎ合わせることにより全体の濃度
変換関数を構成している。すなわち、入出力共に濃度０
め点３０（グラフの原点）、入出力共に最大濃度の点３
３、および上記２点３１．３２の合計４点からなる折線
で関数を構成する。第２図は本発明に従った濃度変換関数を構成する第２の
方式を示したものである。本方式では２点３１．３２を
与える代わりに、一方の点３１および２点３１．３２の
中点である点３を与えて折線を構成する。点３の出力濃
度は予め指定された３１．３２の出力濃度の平均である
０、７と予め指定しておく。点３の入力濃度２ａとして
胃と背景であるを椎とが混在する、つまり画像境界が不
鮮界な領域２の入力濃度のほぼ中央の値または領域２の
濃度の平均値を用いることにより関数を定める。点３２
は、２点３１．３２の中点が３となる様に計算で設定す
る。この方法によれば、領域２内で境界が極めて不明確なた
め同領域内の胃２１とを椎２２を判別する事が極めて困
難な場合にも、本強調方式を利用する事が可能となる。濃度変換関数の構成法は、グラフが上記２点３１．３２
を通過する限りにおいて他の方法でも良い。−例として
、上記２点３１．３２の間のみを直線分で結び、これ以
外の部分は従来技術の項で述べたヒストグラム等化法を
用いる方法でも良い。く強調方式の構成〉以上で構成した濃度変換関数を用いた、本発明の画像強
調方式を以下に説明する。これは下記の各ステップを経
て構成される。ステップ１：画像１の中で境界が不鮮明な部分を指定す
る。この指定は操作者（画像１１２ｍ者）が手動で行っ
ても良いし、画像を自動認識する方法を利用しても良い
。ステップ２ニステツプ１で指定された部分およびその近
傍を上記領域２とみなし、同領域内で胃２１とを椎２２
の位置を求める。この指定は操作者（画像ｗｔ察者）が
手動で行っても良いし、画像を自動認識する方法を利用
しても良い。ステップ３ニステツプ２で求まった胃２１とを椎２２の
位置から、各々に対応する濃度値２１ａおよび２２ａを
求める。ステップ４ニステツプ２．３から２点３１．３２の濃度
変換関数グラフ上での位置が求まる。これらをと点３０
、点３３の計４点を折線で結ぶ事により、第１図に示す
濃度変換関数を求める。ステップ５ニステツプ４で求まった濃度変換関数を用い
て画像の濃度を変換して強調画像とする。以上を第４図に示した。また、画像強調方式は下記の各ステップを経て構成して
も良い。ステップ１′：画像１の中で境界が不鮮明な部分を指定
する。この指定は操作者（画像ｗＡ察者）が手動で行っ
ても良いし、画像を自動認識する方法を利用しても良い
。ステップ２′ニステツプ１′で指定された部分およびそ
の近傍を上記領域２とみなし、この内部の濃度の平均値
を求めて入力濃度２ａとする。求まった入力濃度２ａか
ら点３の濃度変換関数グラフ上での位置を求める。ステップ３′：画像１の中で造影剤が充満している胃の
部分１１を指定する。この指定は操作者（画像ｉｌ！を
者）が手動で行っても良いし、画像を自動認識する方法
を利用しても良い。ステップ４″ニステツプ３′で求まった部分１１の濃度
の平均値を求めて入力濃度２１ａとする、求まった入力
濃度２１ａから点３１の濃度変換関数グラフ上での位置
を求める。ステップ５′：濃度変換関数グラフ上で点３を基準とし
て点３１の対象点を求める。求まった結果の点を点３２
とする。ステップ６′ニステツプ４′およびステップ５′で求ま
った点３１１点３２、および点３０、点３３の計４点を
折線で結ぶ事により、第２図に示す濃度変換関数を求め
る。ステップ７′ニステツプ６′で求まった濃度変換関数を
用いて画像の濃度を変換して強調画像とする。以上を第５図に示した。

【発明の効果】

このように本発明によれば、観察者（医師など）が見や
すい様に医療用画像を強調表示する事が可能になり、医
療用画像機器による診断の正確さを向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による画像強調方式におい
て用いる濃度変換関数の構成例を示すグラフである。第
３図は本発明の適用対象である胃のＸ線画像を模式的に
説明した物である。第４図および第５図は本発明の実施
例を示す流れ図である。第６図は従来用いられてきた画
像強調方式を説明する図であり、（ａ）は頻度分布表を
、（ｂ）は（ａ）を積分して得られる累積頻度表を、（
Ｑ）は（ｂ）と相似な曲線として得られる濃度変換関数
を示す。符号の説明図において、１・・・・・・Ｘ線画像、１１・・・・・
・胃、１２・・・・・を椎、２・・・・・・コントラス
ト劣化を生じる領域、２ａ・・・・・・２の平均濃度値
、２１・・・・・・領域２内の胃の部分、２１ａ・・・
・・・２１の濃度値、２２・・・・・・領域２内のを椎
部分、２’２ａ・・・・・・２２の濃度値３・・・・・
入力濃度２ａに対する濃度変換を示す点３０・・・・・
・入力濃度ゼロに対する濃度変換を示す点３１・・・・
・・入力濃度２１ａに対する濃度変換を示す点３２・・
・・・・入力濃度２２ａに対する濃度変換を示す点３３
・・・・・最大入力濃度に対する濃度変換を示す点４１
〜４５・・・・・・ステップ１〜５５１〜５７・・・・
・・ステップ１′〜７′６１・・・・・・頻度分布曲線
、６２・・・・・・累積頻度曲線、６３・・・・・・従
来のヒストグラム等化法による濃度変換間数蒲１図７２図鴬３図Ｙダ朋 −１鵞ｉ図

Claims

【特許請求の範囲】１、造影剤充満法により撮影された胃のＸ線画像を強調
する方法であって、撮影された像を構成する各画素の入
力濃度を、画像ごとに定める濃度変換関数により新しい
出力濃度値に置き換える過程を有し、上記濃度変換関数
を定める際に、胃の内部で造影剤が充満している部分の
入力濃度値と、胃の外部の入力濃度値との２者に対応す
るそれぞれの出力濃度値をあらかじめ指定された値とす
る事を特徴とする画像強調方法。２、上記濃度変換関数は、実画像における胃と背景との
境界が不鮮明な領域内の入力濃度の中央値もしくは平均
値と、予め指定された複数の出力濃度値とを用いて定め
られることを特徴とする請求項１の画像強調方法。３、上記変換結果となる濃度値は、胃の内部で造影剤が
充満している部分に対して０．０〜０．２、胃の外部に
対して１．０〜１．２である事を特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の画像強調方法。