JPH06292009A - 放射線画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】放射線画像の診断性能を向上させる。 【構成】原画像信号Ｓorg 取得手段は、放射線画像情報
からデジタルの原画像信号Ｓorg を取得し、撮影部位入
力手段は、キーボード等から撮影部位を入力する。補正
関数設定手段は、撮影部位に応じて原画像信号Ｓorg の
ダイナミックレンジを伸長・圧縮するための補正関数を
設定し、伸長・圧縮手段は該補正関数を用いて原画像信
号Ｓorg のダイナミックレンジの一部の領域で伸長処理
し、別の領域で圧縮処理する。該処理された画像信号Ｓ
porcは、階調処理手段により階調処理されてモニター等
の表示される。これにより、表示画像のダイナミックレ
ンジを原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジと同等に
維持して画像情報の損失を防止しつつ、関心領域のコン
トラストを高めて、診断性能の高い画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線画像信号の処理
方法に関し、特に、ダイナミックレンジ、周波数特性、
階調等の処理を適切に行って診断性能を高める良好な被
写体画像を得るための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線画像のような放射線画像は、病気診
断用などに多く用いられており、このＸ線画像を得るた
めに、被写体を透過したＸ線を蛍光スクリーン（蛍光体
層）に照射し、これにより透過線量に応じた可視光を生
じさせて、この可視光を通常の写真と同様に銀塩を使用
したフィルムに照射して現像した、所謂、放射線写真が
従来から多く利用されている。

【０００３】しかし、近年、銀塩を塗布したフィルムを
使用しないで、蛍光体層から直接画像情報を読み取る方
法が工夫されるようになってきている。かかる方法とし
ては、被写体を透過した放射線を輝尽性蛍光体に吸収せ
しめ、しかる後、この輝尽性蛍光体を例えば光又は熱エ
ネルギーなどで励起することによりこの輝尽性蛍光体が
上記吸収により蓄積している放射線エネルギー（放射線
画像情報）を蛍光として輝尽発光せしめ、この輝尽発光
光を光電変換して画像信号を得る方法がある。

【０００４】具体的には、例えば米国特許3,859,527 号
及び特開昭55−12144 号公報等に、輝尽性蛍光体を用い
可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射画像変換方
法が示されている。この方法は、支持体上に輝尽性蛍光
体層を形成した輝尽性蛍光パネルを使用するもので、こ
の輝尽性蛍光パネルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過し
た放射線を当て、被写体各部の放射線透過率に対応する
放射線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しかる
後、この輝尽性蛍光体層を輝尽励起光で走査することに
よって蓄積された放射線エネルギーを光に変換して放射
させ、この光信号を光電変換して放射線画像信号を得る
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、放射線画
像信号を得てこの画像信号に基づいて可視画像を得るシ
ステムにおいては、該画像信号に処理を施して診断性に
優れた可視画像を得ることが行われている。例えば、原
画像信号のダイナミックレンジを圧縮処理したり (特開
昭63−189854号公報，特開平３−222577号公報等参照)
、周波数強調処理を施したりするもの (特開昭55−163
472号公報等参照) などがある。

【０００６】しかしながら、圧縮処理はコントラストの
つく画像範囲を拡げて診断領域を確保する上で有効であ
るものの、圧縮された部分について着目すると、その部
分のコントラストは低下して診断性能を低下させるもの
である。即ち、関心領域の診断性能を高めるためコント
ラストを高めようとすれば、逆に伸長処理を施すのがよ
いが、伸長処理を行うとダイナミックレンジが拡大する
ため低濃度部は白く飛び、高濃度部は黒く潰れて情報が
消失し、診断可能な領域が狭められてしまうことがあっ
た。また、原画像信号の濃度と処理後の画像信号の濃度
とのずれが大きくなってしまい忠実な再現が行われなく
なることがあった。

【０００７】また、ダイナミックレンジを圧縮した画像
では、視覚的に、コントラストの低下していない周波数
領域の信号もコントラストが低下したように見えてしま
うことがあり、更に、画像の一部に対して圧縮を行った
画像では、圧縮を行わなかった部分のコントラストが視
覚的に低下したように見えてしまうこともあって、診断
性能に影響を及ぼすこととなる。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、ダイナミックレンジの圧縮に各種の手
法を組み合わせることにより、原画像のダイナミックレ
ンジに応じたダイナミックレンジを確保して情報の損失
のない可視画像を得ると共に、関心領域のコントラスト
を高めることができ、視覚的なコントラストの低下も抑
制できるようにした放射線画像処理方法を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る第
１の放射線画像処理方法は、被写体を透過した放射線画
像情報に基づく原画像信号Ｓorg を処理して処理画像信
号Ｓprocに変換した後、可視画像として再生する放射線
画像処理方法において、前記原画像信号Ｓorg の低空間
周波数領域の応答を減弱して原画像信号Ｓorgのダイナ
ミックレンジの一部の領域を圧縮処理すると共に、前記
原画像信号Ｓorg の高空間周波数領域の応答を増強して
原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジの別の一部の領
域を伸長処理して処理画像信号Ｓprocを求めることを特
徴とする。

【００１０】また、前記方法において、前記圧縮処理と
伸長処理を行う低空間周波数領域で各画素点に対応する
非鮮鋭マスク信号Ｓus１，Ｓus２を求め、前記圧縮処理
を行う領域ではＳus１の増大に伴って減少する補正関数
ｆ１ (Ｓus１) と、前記伸長処理を行う領域ではＳus２
の増大に伴って増大する補正関数ｆ２ (Ｓus２) とを設
定し、次式に従って処理画像信号Ｓprocを求めるように
してもよい。

【００１１】 Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) ＋ｆ２ (Ｓus２) 上記の場合、処理画像信号Ｓprocのダイナミックレンジ
が、原画像信号Ｓorgのダイナミックレンジと略等しく
なるように前記補正関数ｆ１ (Ｓus１) 、ｆ２(Ｓus２)
を設定してもよく、また、原画像信号Ｓorg のダイナ
ミックレンジより狭くなるように前記補正関数ｆ１ (Ｓ
us１) 、ｆ２ (Ｓus２) とを設定してもよい。

【００１２】また、前記２つの非鮮鋭マスク信号Ｓus
１，Ｓus２は同一の応答となるように設定され、又は、
Ｓus１の方がＳus２より応答を小さくなるように設定し
てもよい。また、本発明にかかる第２の放射線画像処理
方法は、被写体を透過した放射線画像情報に基づく原画
像信号をＳorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変換し
た後、可視画像として再生する放射線画像処理方法にお
いて、前記原画像信号Ｓorg の低空間周波数領域の応答
を減弱して原画像信号Ｓorgのダイナミックレンジを圧
縮処理すると共に、前記原画像信号Ｓorg の高空間周波
数領域の応答を増強して前記原画像信号Ｓorg の高空間
周波数領域を強調処理して処理画像信号Ｓprocを求める
ことを特徴とする。

【００１３】上記の方法において、前記処理画像信号Ｓ
procの空間周波数特性が、前記原画像信号Ｓorg の空間
周波数特性に対し、所定の空間周波数ｈ１以下の低空間
周波数側で減弱され、前記ｈ１より大の高空間周波数側
で強調されるように処理してもよい。また、前記ｈ１
を、撮影部位に応じて、画像信号中に低周波成分が多い
場合には低周波数領域側に、高周波成分が多い場合には
高周波数領域側に移動して設定してもよい。

【００１４】また、前記ｈ１が、０．０１ｐｌ／mm≦ｈ
１≦０．５ｐｌ／mmの範囲に設定してもよい。また、前
記原画像信号Ｓorg の各画素について、前記所定の空間
周波数ｈ１での応答が原画像信号Ｓorg の応答の０．２
倍以下となる非鮮鋭マスク信号Ｓus１と、前記ｈ１での
応答が原画像信号Ｓorg の応答の０．８倍以上となる非
鮮鋭マスク信号Ｓus２を求め、前記原画像信号Ｓorg に
対し下記の演算を行って処理画像信号Ｓprocを求めるよ
うにしてもよい。

【００１５】 Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) ＋ｆ２ (Ｓorg −Ｓus２) 但し、ｆ１ (Ｓus１) は、Ｓus１の増大に伴って、単調
減少する関数であり、ｆ２ (Ｓorg −Ｓus２) は、 (Ｓ
org −Ｓus２) の増大に伴って、単調増加する関数であ
る。また、前記空間周波数強調が、前記周波数減弱を行
った原画像信号Ｓorg についてのみ又は前記周波数減弱
を行わなかった画像信号Ｓorg についてのみ行われるよ
うにしてもよい。

【００１６】本発明にかかる第３の放射線画像処理方法
は、被写体を透過した放射線画像情報に基づく原画像信
号をＳorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変換した
後、可視画像として再生する放射線画像処理方法におい
て、前記原画像信号Ｓorg の低空間周波数領域の応答を
減弱するダイナミックレンジ圧縮処理を施して第１の処
理画像信号Ｓproc１を求め、次に該第１の処理画像信号
Ｓproc１のダイナミックレンジに応じて前記第１の処理
画像信号Ｓproc１の全空間周波数領域の応答を増強する
ダイナミックレンジ伸長処理を施した後、該第１の処理
画像信号に階調処理を施して第２の処理画像信号Ｓproc
２を求めることを特徴とする。

【００１７】また、本発明にかかる第４の放射線画像処
理方法は、被写体を透過した放射線画像情報に基づく原
画像信号をＳorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変換
した後、可視画像として再生する放射線画像処理方法に
おいて、前記原画像信号Ｓorg の全空間周波数領域の応
答を増強するダイナミックレンジを伸長処理して第１の
処理画像信号Ｓproc１’を求め、次に該第１の処理画像
信号Ｓproc１ダイナミックレンジのダイナミックレンジ
に応じて前記第１の処理画像信号Ｓproc１ダイナミック
レンジの低空間周波数領域の応答を減弱するダイナミッ
クレンジ圧縮処理を施した後、該第１の処理画像信号Ｓ
proc１’に階調処理を施して第２の処理画像信号Ｓproc
２’を求めることを特徴とする。

【００１８】これら第３及び第４の放射線画像処理方法
において、前記ダイナミックレンジ伸長処理が、前記第
１の処理画像信号Ｓproc１又は原画像信号Ｓorg の全ダ
イナミックレンジ領域を伸長し、又は、第１の処理画像
信号Ｓproc１のダイナミックレンジ圧縮された領域のみ
を伸長し、又は、第１の処理画像信号Ｓproc１のダイナ
ミックレンジ圧縮された領域以外の領域のみを伸長する
ようにしてもよい。

【００１９】また、前記第２の処理画像信号Ｓproc２又
はＳproc２’のダイナミックレンジが、異なる被写体間
で略等しくなるように前記伸長処理を施すようにしても
よい。また、前記第２の処理画像信号Ｓproc２又はＳpr
oc２’のダイナミックレンジが、前記原画像信号Ｓorg
を前記階調処理と同じ条件で処理したときのダイナミッ
クレンジと略等しくなるように前記階調処理を施すよう
にしてもよい。

【００２０】また、前記ダイナミックレンジの圧縮が、
前記原画像信号Ｓorg の各画素点での低空間周波数に対
応する非鮮鋭マスク信号Ｓusを求め、前記原画像信号Ｓ
orgに対し、下記の演算を行って処理画像信号Ｓprocを
求めるようにしてもよい。 Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ (Ｓus) 但し、ｆ (Ｓus) は、Ｓusの値の増大に伴って、単調減
少する関数である。

【００２１】また、前記ダイナミックレンジの圧縮にお
ける圧縮率が、前記原画像信号Ｓorg のダイナミックレ
ンジの増大に対応して増大するようにしてもよい。ま
た、前記第１の処理画像信号Ｓproc１又はＳproc１’の
ダイナミックレンジが異なる被写体間で略一致するよう
に、前記圧縮率を変化させるようにしてもよい。

【００２２】また、前記第１の処理画像信号Ｓproc１又
はＳproc１’のダイナミックレンジが、予め既定された
ダイナミックレンジとなるように、前記ダイナミックレ
ンジの圧縮率を変化させるようにしてもよい。

【００２３】

【作用】第１の放射線画像処理方法によれば、原画像信
号Ｓorg の低周波数領域の応答を減弱して原画像信号Ｓ
org のダイナミックレンジの一部の領域が伸長処理さ
れ、原画像信号Ｓorg の低周波数領域の応答を増強して
ダイナミックレンジの別の一部の領域が圧縮処理される
ので、特に診断性能が要求される領域では伸長処理を行
ってコントラストが高められる一方、他の領域で圧縮処
理を行うことで情報の損失を抑制した可視画像を得るこ
とができる。

【００２４】また、非鮮鋭マスク信号Ｓus１の増大に応
じて単調減少する関数として設定された補正関数ｆ (Ｓ
us１) を用いて伸長処理を行い、非鮮鋭マスク信号Ｓus
２の増大に応じて単調増加する関数として設定された補
正関数ｆ (Ｓus２) を用いて圧縮処理を行うことで、高
周波成分のコントラストが充分に確保されて高い診断性
能を得られる。

【００２５】また、前記補正関数ｆ (Ｓus) が処理画像
信号Ｓprocと原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジを
略一致する特性を有するように設定すれば、原画像と同
一の濃度範囲を有する情報の損失のない可視画像が得ら
れる。但し、関心領域のダイナミックレンジが原画像信
号Ｓorg 全体のダイナミックレンジに比べて特に小さい
ような場合には処理画像信号Ｓprocのダイナミックレン
ジを原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジより狭くす
ることで関心領域のダイナミックレンジを伸長してコン
トラストをより高めることができ、診断性能を向上でき
る。

【００２６】また、非鮮鋭マスク信号Ｓus１，Ｓus２を
同一の応答条件で求めると、コントラストが高められる
周波数領域を比較的大きくできるのに対し、Ｓus１をＳ
us２より応答を小さくして設定すると、圧縮される周波
数領域が増大して相対的にコントラストが高められる周
波数領域を高周波数側に限定させることができるので、
撮影部位に応じて適当な方を選択して使用すればよい。

【００２７】次に、第２の放射線画像処理方法によれ
ば、原画像信号Ｓorg の全域にわたって低空間周波数側
で周波数特性が減弱されることでダイナミックレンジ全
体を大きく圧縮した上で、同じく原画像信号Ｓorg の全
域にわたって高空間周波数側で周波数特性が増強され
る。したがって、画像信号の全領域にわたって高周波成
分のコントラストを高く確保することができ、特に関心
領域のダイナミックレンジ(濃度範囲) が広い場合の診
断性能を高めることができる。

【００２８】また、前記周波数特性の減弱と強調との境
界周波数となるｈ１を成分の多い周波数側に移動するこ
とで、成分の多い周波数側のコントラストがより強調さ
れて撮影部位に適合した診断性能が得られる。例えば、
前記ｈ１が、０．０１ｐｌ／mm≦ｈ１≦０．５ｐｌ／mm
の範囲に設定されることで、良い結果が得られる。

【００２９】また、前記所定の空間周波数ｈ１での応答
が原画像信号Ｓorg の応答の０．２倍以下となる非鮮鋭
マスク信号Ｓus１と、前記ｈ１での応答が原画像信号Ｓ
orgの応答の０．８倍以上となる非鮮鋭マスク信号Ｓus
２を求め、非鮮鋭マスク信号Ｓus１の増大に応じて単調
減少する関数として設定された補正関数ｆ (Ｓus１)
と、非鮮鋭マスク信号Ｓus２の増大に応じて単調増加す
る関数として設定された補正関数ｆ (Ｓus２) とを用い
て前記の式Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) ＋ｆ２ (Ｓ
org −Ｓus２) によって処理画像を得るようにすると、
原画像信号Ｓorgにｆ１ (Ｓus１) を加算することで低
周波成分が減弱処理され、ｆ２ (Ｓorg −Ｓus２) を加
算することで高周波成分が強調されることとなるので、
画像全体のダイナミックレンジを圧縮しつつ診断性能上
問題となる高周波成分のコントラストを確保することが
できる。

【００３０】また、空間周波数強調を周波数減弱を行っ
た原画像信号Ｓorg についてのみ行う場合は、同一画像
に対して低周波成分の減弱と高周波成分の強調とが同時
に行われ、一方、空間周波数強調を周波数減弱を行わな
かった原画像信号Ｓorg についてのみ行う場合は、ある
画像については低周波成分の減弱のみが行われ、別の画
像については高周波成分の強調のみが行われる。これら
は、撮影部位によってコントラストを高めたい周波数成
分が偏っているか分散しているかなどによって使い分け
ればよい。

【００３１】第３の放射線画像処理方法によれば、低空
間周波数領域のダイナミックレンジを圧縮処理した上で
全空間周波数領域のダイナミックレンジを伸長処理し、
かつ階調処理を施すことで、必要なダイナミックレンジ
を確保した上で高周波領域については伸長させてコント
ラストを高めることが可能となる。伸長処理を、全ダイ
ナミックレンジ領域で行う場合、圧縮処理が行われた領
域について行う場合、圧縮処理が行われなかった領域に
ついて行う場合を撮影部位の特性に応じて使い分ければ
よい。

【００３２】第４の放射線画像処理方法では前記第３の
放射線画像処理方法の処理とは順序を逆になるが、略同
等の処理画像信号Ｓprocが得られる。また、これら第３
の及び第４の放射線画像処理方法において、ダイナミッ
クレンジ伸長処理は、第１の処理画像信号Ｓproc１又は
Ｓproc１’の全ダイナミックレンジ，第１の処理画像信
号Ｓproc１の圧縮処理されたダイナミックレンジ，第１
の処理画像信号Ｓproc１の圧縮処理されなかったダイナ
ミックレンジについて行うことができ、関心領域のダイ
ナミックレンジに応じて使い分ければよい。

【００３３】また、階調処理後の第２の処理画像信号Ｓ
proc２のダイナミックレンジを異なる被写体間で略等し
くなるように伸長処理を施せば、可視画像のダイナミッ
クレンジが被写体によらず一定化して安定した診断性能
を確保することができる。また、原画像信号Ｓorg を階
調処理した画像のダイナミックレンジと第２の処理画像
信号Ｓprocを階調処理した画像のダイナミックレンジと
を略等しくなるように階調処理を施すことでコントラス
トを適正に高めつつ、原画像の再現画像との忠実性も高
められる。

【００３４】ダイナミックレンジの圧縮については、非
鮮鋭マスク信号Ｓus１の増大に伴って増大する補正関数
ｆ１ (Ｓus１) を設定し、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus
１)の式を用いて演算することで、既述したように低空
間周波数領域のみの圧縮を行うことができる。また、前
記ダイナミックレンジの圧縮における圧縮率が、原画像
信号Ｓorg のダイナミックレンジの増大に応じて増大す
るようにすれば、原画像信号Ｓorg のダイナミックレン
ジにかかわりなく可視画像のダイナミックレンジを一定
化できる。

【００３５】或いは、異なる被写体間で処理画像のダイ
ナミックレンジが一定化するように圧縮率を変化させれ
ば、可視画像のダイナミックレンジが被写体によらず一
定化して安定した診断性能を確保することができ、又は
既定されたダイナミックレンジが得られるように圧縮率
を変化させることもできる。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図１は、本発明にかかる放射線画像処理方法が適
用された画像処理装置を含む放射線画像情報読取装置を
示すものであり、医療用としての人体の胸部放射線撮影
を行う例を示す。

【００３７】ここで、放射線発生源１は、放射線制御装
置２によって制御されて、被写体（人体胸部等）Ｍに向
けて放射線（一般的にはＸ線）を照射する。記録読取装
置３は、被写体Ｍを挟んで放射線源１と対向する面に変
換パネル４を備え、該変換パネル４は放射線源１からの
照射放射線量に対する被写体Ｍの放射線透過率分布に従
ったエネルギーを輝尽層に蓄積し、そこに被写体Ｍの潜
像を形成する。

【００３８】前記変換パネル４は、支持体上に輝尽層
を、輝尽性蛍光体の気相堆積、或いは輝尽性蛍光体塗料
塗布によって設けてあり、該輝尽層は環境による悪影響
及び損傷を遮断するために保護部材によって遮蔽若しく
は被覆される。該輝尽性蛍光体材料としては、例えば、
特開昭６１−７２０９１号公報、或いは、特開昭５９−
７５２００号公報に開示されるような材料が使われる。

【００３９】光ビーム発生部（ガスレーザ，固体レー
ザ，半導体レーザ等）５は、出射強度が制御された光ビ
ームを発生し、その光ビームは種々の光学系を経由して
走査器６に到達し、そこで偏向を受け、更に、反射鏡７
で光路を偏向させて、変換パネル４に輝尽励起走査光と
して導かれる。集光体８は、輝尽励起光が走査される変
換パネル４に近接して光ファイバである集光端が位置さ
れ、上記光ビームで走査された変換パネル４からの潜像
エネルギーに比例した発光強度の輝尽発光を受光する。
９は、集光体８から導入された光から輝尽発光波長領域
の光のみを通過させるフィルタであり、該フィルタ９を
通過した光は、フォトマル10に入射して、その入射光に
対応した電流信号に光電変換される。

【００４０】フォトマル10からの出力電流は、電流／電
圧変換器11で電圧信号に変換され、増幅器12で増幅され
た後、Ａ／Ｄ変換器13で画素毎のディジタルデータから
なる放射線画像信号に変換される。そして、このディジ
タル放射線画像信号（原画像信号Ｓorg ）は、マイクロ
コンピュータを内蔵した画像処理装置14に順次出力され
る。

【００４１】15は画像信号を記憶させておくための画像
メモリ（磁気ディスク装置）である。また、16は画像処
理装置14から直接又は前記画像メモリ15から読み出され
た放射線画像信号をプリンタ17に伝送するためのインタ
ーフェイスである。18は読取ゲイン調整回路であり、こ
の読取ゲイン調整回路18により光ビーム発生部５の光ビ
ーム強度調整、フォトマル用高圧電源19の電源電圧調整
によるフォトマル10のゲイン調整、電流／電圧変換器11
と増幅器12のゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換器13の入力ダ
イナミックレンジの調整が行われ、放射線画像信号の読
取ゲインが総合的に調整される。

【００４２】20は、前記画像処理装置14に、撮影部位そ
の他必要な情報を入力するキーボードであり、21は、前
記画像処理装置14で後述する本発明にかかる各種の処理
が施された処理画像信号Ｓprocを入力して可視画像とし
て再生表示するモニターである。本発明にかかる放射線
画像処理は、既述したように画像処理装置14において実
行される。

【００４３】まず、第１の発明にかかる放射線画像処理
方法として、入力される原画像信号Ｓorg のダイナミッ
クレンジを領域別に圧縮・伸長処理して処理画像信号Ｓ
procを得る方法の実施例について説明する。図２は、本
実施例の制御ブロック図を示す。原画像信号Ｓorg の取
得手段においては、輝尽性蛍光体を励起光で走査して発
光せしめた輝尽発光を光電変化して原画像信号Ｓorg を
得る方法の他、例えば放射線フィルムの画像を、光電変
換によって読み取る方法や、被写体を透過した放射線を
蛍光体に照射されて蛍光に変換し、該蛍光を光電変換し
て読み取る方法などによって原画像信号Ｓorg を得る。

【００４４】撮影部位入力手段は、撮影部位を入力する
ためのもので、前記キーボード20からの入力による方法
の他、モニター21に表示されたメニュー画面（タッチパ
ネル画面）からの入力などによって撮影部位を画像処理
装置14に入力する。補正関数設定手段は、入力された撮
影部位に応じて前記原画像信号Ｓorg のダイナミックレ
ンジを伸長・圧縮するための補正関数を設定する。胸部
側面の撮影画像を例にとると、胸部側面画像では被写体
厚さが特に厚いために散乱線が多く、特に低濃度部で散
乱線によるコントラストの低下が著しい。散乱線の影響
は非常に低い周波数成分を持つので、極低周波成分が抽
出される非鮮鋭マスク信号の補正関数によって低濃度領
域のダイナミックレンジの伸長を行うことにより、関心
領域である胸部のコントラストの低下を回復させると共
に、高濃度領域のダイナミックレンジを圧縮して原画像
信号Ｓorg の情報の損失を防止して表示濃度範囲を確保
する。かかるダイナミックレンジ圧縮・伸長の画像処理
は、以下の式に従って行われる。

【００４５】Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ（Ｓus） 上式で、Ｓusが各画素点に対応して該各画素点を含む所
定マスク領域内の原画像信号Ｓorg を平均化することに
より求められる非鮮鋭マスク信号である。そして、原画
像信号Ｓorg に加算されるｆ（Ｓus）が、非鮮鋭マスク
信号Ｓusの関数として求められる補正関数であり、該補
正関数ｆ（Ｓus）は撮影部位に応じて設定される。胸部
側面画像の場合、図３に示すようにＳusの増大に伴って
マイナスの値から０まで増加した後、マイナス方向に減
少する関数形か、或いは、図４に示すようにＳusの増大
に伴ってマイナスの値から０まで増加した後、ある範囲
まで０を維持し、その後マイナス方向に減少する関数形
に設定される。両者を比較すると、一般的には、原画像
信号Ｓorg のコントラストを維持する傾き０の領域を含
む図４の方が好ましい。

【００４６】伸長・圧縮処理手段は、前記特性を有した
補正関数ｆ（Ｓus）を用いて前記の式によって処理を行
う。処理後は、低濃度領域では補正関数ｆ（Ｓus）によ
って濃度差が増大する方向の補正がなされて、ダイナミ
ックレンジが伸長され、高濃度領域では補正関数ｆ（Ｓ
us）によって濃度差が減少する方向の補正がなされて、
ダイナミックレンジが圧縮される。

【００４７】かかる伸長処理によって低濃度領域のコン
トラストが増大すると共に、圧縮処理によって原画像信
号Ｓorg の情報の損失を防止でき表示濃度範囲を確保で
きる。しかし、前記の伸長・圧縮処理を行った画像信号
をそのまま出力し、標準的な階調処理を行って画像表示
すると、図７に実線で示すように低濃度領域は信号−表
示濃度特性曲線の傾きが非常に小さいところに分布して
しまい、ダイナミックレベル伸長によるコントラスト増
大の効果は極めて小さくなる一方、高濃度領域でも原画
像信号Ｓorg の濃度に対して濃度が低下するため、実際
以上にコントラスト減少の効果が大きく診断性能が低下
する。

【００４８】そこで、濃度補正手段が前記伸長・圧縮処
理によって全体的に引き下げられた濃度を増大補正する
処理を行う。その場合、伸長による最小濃度レベルの濃
度低下分と圧縮による最大濃度レベルの濃度低下分とが
一致するように、つまりダイナミックレンジが変化しな
いように処理すれば、該濃度低下分だけ濃度増大補正を
行えば処理前と処理後とで最小表示濃度と最大表示濃度
とを完全に一致させることができるので好ましいが、最
小濃度レベルと最大濃度レベルとの濃度低下分が異なる
場合には、平均値分だけ濃度増大補正を行うか、或い
は、関心領域側 (一般には伸長側) を処理前のレベルに
より近づけるように濃度補正する。図７では濃度補正前
の点線で示される処理画像信号Ｓproc特性が実線に示す
位置まで図示上方向に平行移動されることとなる。

【００４９】かかる濃度補正を行うことにより、画像全
体の表示濃度範囲を原画像信号Ｓorg に対するものに略
一致させることができるため、伸長による効果が充分に
発揮されて低濃度領域でのコントラストが向上し、関心
領域である肺部の診断性能が向上すると共に、高濃度領
域のコントラストも圧縮により多少低下するが表示濃度
を原画像信号Ｓorg の表示濃度に略等しくできるため、
診断性能の低下を抑制できる。

【００５０】階調処理手段は、前記伸長・圧縮処理さ
れ、かつ、濃度補正された画像信号を階調変換処理した
処理画像信号Ｓprocを出力して、モニター20に表示す
る。以上の方法では、伸長・圧縮の処理後に濃度増大補
正を行ったが、階調特性を変えたり、図５のように補正
関数ｆ（Ｓus）を、全領域で増大方向に移動した特性に
設定しておくようにすれば、特別に濃度増大補正を行わ
なくても済む。

【００５１】また、対象とする診断部位は胸部側面に限
られるものではなく、したがって、伸長・圧縮のための
補正関数は図３〜図５に示したものに限られない。例え
ば、高濃度側に関心領域が存在するような場合には、図
６ (ａ) ， (ｂ) に示すように、本実施例とは逆に低濃
度領域で圧縮，高濃度領域で伸長としたり、低濃度領域
と高濃度領域との双方に関心領域がある場合は、図６
(Ｃ) に示すように濃度の増大に伴って伸長→圧縮→伸
長の処理を行ったり、中濃度領域に関心領域がある場合
は、図６ (Ｄ) に示すように濃度の増大に伴って圧縮→
伸長→圧縮の処理を行ったりする補正関数に設定すれば
よい。このように、一般的には診断性能が要求される関
心領域で伸長処理を行ってコントラストを高めつつ、必
要な表示濃度範囲を確保すべく圧縮処理を行うようにす
ればよい。

【００５２】本実施例において、非鮮鋭マスクのマスク
サイズ或いは周波数特性は画像の診断性を左右する重要
なパラメータである。ダイナミックレンジ圧縮処理で
は、被写体の大まかな構造の変化（肺野部，縦隔部など
の滑らかな信号差）に対応する超低周波数成分のみを非
鮮鋭マスク信号Ｓusとして抽出し、Ｓusに基づいて補正
値ｆ１（Ｓus）を設定することによって、細かい構造物
の変化（骨，血管など）を維持しつつ、全体の濃度範囲
を圧縮することができるのである。

【００５３】もしマスクサイズが小さいと、非鮮鋭マス
ク信号Ｓusが被写体の大まかな変化に対応する超低周波
数成分だけでなく、細かい構造物の変化に相当する周波
数成分をも含んでしまい、非鮮鋭マスク信号Ｓusに基づ
く補正値を加算することによって細かい構造物の変化が
打ち消されて骨や血管などのコントラストが低下してし
まう。

【００５４】一方、マスクサイズが大きいと前述のよう
に信号値の変化が急激な部分での非鮮鋭画像のエッジ切
れが悪くなり、圧縮を行いたい領域と行いたくない領域
との境界付近で望まない圧縮が施されてしまう。また、
マスクサイズを更に大きくし過ぎると、被写体の大まか
な変化に相当する周波数成分までも失ってしまう（極端
な場合全く平坦な画像になってしまう）ので、非鮮鋭マ
スク信号Ｓusに基づく補正値を加算してもダイナミック
レンジ圧縮効果が得られなくなる。

【００５５】以上のような観点で発明者が検討した結
果、マスクサイズの大きさは等身大画像上の長さで10mm
から60mmが好ましく、より好ましくは15mmから30mmであ
り、最も好ましくは20mmから30mmであることを見出し
た。図15で (ａ), (ｃ) は夫々マスクサイズを120 mm,
40mmとしたときの非鮮鋭マスク信号Ｓus１と原画像信号
Ｓorg の特性を示し、 (ｂ), (ｄ) は夫々マスクサイズ
を120 mm, 40mmとしたときの処理後の画像信号Ｓproc＝
Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) の特性を示す。

【００５６】マスクサイズが10mmよりも小さいと、細か
い構造物の変化に対応する周波数成分が急激に増加する
ので、このようなマスクサイズで求めた非鮮鋭マスク信
号Ｓusに基づいて補正値を設定すると、著しく診断性能
が低下してしまう。また、特に、胸部画像や腹部画像に
おいては、マスクサイズを15mm以上にすれば、Ｓusは大
動脈などの太い血管に対応する周波数成分を持たなくな
り、マスクサイズを20mm以上にすればＳusは肋骨などに
対応する比較的低周波数であるが、コントラストを下げ
たくない周波数成分を含まなくなるので、診断性能の高
い画像が得られることがわかった。

【００５７】ここでマスクサイズは、矩形ならば短辺の
長さと長辺の長さの平均値、正方形なら一辺の長さ、円
ならば直径、楕円ならば長径と短径の平均値を指す。ま
た、上記マスクサイズのかわりに非鮮鋭マスクのもつ周
波数特性で記述すると、非鮮鋭マスクの変調伝達関数が
0.01ｐｌ／mmのとき0.5 以上かつ0.06ｐｌ／mmのとき0.
5 以下であることが好ましく、より好ましくは0.021 ｐ
ｌ／mmのとき0.5 以上かつ0.041 ｐｌ／mmのとき0.5 以
下、更に好ましくは0.021 ｐｌ／mmのとき0.5 以上かつ
0.031 ｐｌ／mmのとき0.5 以下である。

【００５８】尚、本発明のように非鮮鋭マスク信号Ｓus
を求めるための平均化処理において、マスク領域内にお
ける中心画素と周辺画素との信号差の絶対値に応じた重
み付けを行う、及び／又は、マスク領域内における中心
画素と周辺画素との位置関係に応じた重み付けを行うこ
とにより、信号値の変化が急激な部分での非鮮鋭画像の
エッジ切れの劣化を防ぐことができ、好ましいマスクサ
イズの範囲が10mm〜60mmであったのを10mm〜80mmに広げ
ることができる。

【００５９】更に、本発明において、非鮮鋭マスク信号
Ｓus１の関数である補正関数ｆ１ (Ｓus１) の絶対値の
最大値は被写体の関心領域のダイナミックレンジが1/8
から1/2 であることが好ましい。例えば、被写体の関心
領域のダイナミックレンジが２桁であるとき、圧縮補正
量の絶対値の最大値は1/4 桁から１桁であることが好ま
しい。

【００６０】また、ｆ１ (Ｓus１) が、 ｆ１ (Ｓus１) ＝α (Ａ−Ｓus) (但し、Ａとαは定数である。)のように、非鮮鋭マスク
信号Ｓus１の一次関数で表されるとき、圧縮度合いを決
める圧縮の好ましい範囲は、0.2 ≦α≦1.0 であり、よ
り好ましくは0.4 ≦α≦0.8 である。

【００６１】補正量が小さすぎるとダイナミックレンジ
圧縮効果が現れず、一方、補正量が大きすぎると原画像
における領域毎の濃度の大小関係が逆転 (例えば肺野の
平均濃度よりも縦隔部の平均濃度の方が高くなって) し
てしまい、診断に耐えない画像になってしまう。例え
ば、上記一次関数の傾きαを１より大きくした場合この
ような問題が起こる。

【００６２】ダイナミックレンジの圧縮処理とダイナミ
ックレンジの伸長処理とで異なる非鮮鋭マスク信号の関
数を用いる場合、伸長処理に用いる非鮮鋭マスク信号Ｓ
us２は前記Ｓus１よりも広い範囲の非鮮鋭マスク信号で
あってもよい。図16に、非鮮鋭マスク信号Ｓus１，Ｓus
２の補正関数ｆ１ (Ｓus１) ，ｆ２ (Ｓus２) とこれら
を加算した補正関数ｆ (Ｓus) ＝ｆ１ (Ｓus１) ＋ｆ２
(Ｓus２) の２つの例を示した。 (ｂ) は (ａ) と比較
して低濃度領域でのダイナミックレンジの圧縮度合いが
大きくコントラストが低下するが、高濃度領域との間の
中濃度領域でｆ(Ｓus) ＝０となって処理が行われず、
コントラストが維持される点が相違する。

【００６３】マスクサイズが４mmより小さくなると、細
かい構造物のコントラストが強調されすぎて、診断性能
が却って低下してしまうことがわかった。一方、マスク
サイズが60mmより大きいと、前述のように信号値の変化
が急激な部分での非鮮鋭画像のエッヂ切れが悪くなり、
伸長を行いたい領域と行いたくない領域との境界付近で
望まない伸長が施されてしまう。また、被写体の大まか
な変化に相当する周波数成分までも失われてしまい、非
鮮鋭マスク信号に基づく補正関数値を減算してもダイナ
ミックレンジ伸長効果が得られなくなることもわかっ
た。

【００６４】また、本実施例では、非鮮鋭マスク信号の
関数として補正関数を設定したため、圧縮処理が行われ
る領域でも、高周波数成分のコントラストを減少させる
影響が小さく、診断性能を確保する上でより効果があ
る。但し、かかる非鮮鋭マスク信号の関数に限られるも
のではなく、簡易的な方法として原画像信号Ｓorg の関
数として補正関数を設定するような方法であってもよ
い。例えば、伸長処理を行う濃度領域で濃度の増大に応
じて増大するように設定して濃度差を拡げることにより
コントラストを増大できる。但し、この方法では、圧縮
処理を行う領域で、高周波成分も一律に圧縮されてのコ
ントラストが低下してしまうこととなる。

【００６５】次に、ダイナミックレンジの圧縮と周波数
特性補正を行う発明の実施例を説明する。即ち、画像の
少なくとも一部の領域を圧縮処理して表示濃度範囲を確
保する一方、圧縮による高周波成分のコントラストの低
下を周波数強調によって防止するものである。図８は、
本発明の第１の実施例の制御ブロック図を示す。原画像
信号Ｓorg の取得手段における原画像信号Ｓorg の取得
方法及び撮影部位入力手段における撮影部位の入力方法
については、前記実施例同様である。

【００６６】ｈ１設定手段は、前記撮影部位入力手段か
らの情報により周波数強調を行う領域を判別する周波数
ｈ１を設定するためのものである。ここで、ｈ１は、よ
り低空間周波数領域に設定される非鮮鋭マスク信号Ｓus
１と、より高空間周波数領域に設定される非鮮鋭マスク
信号Ｓus２のマスクサイズの取りうる限界値を決定する
働きがある。即ち、Ｓus１の上限値とＳus２の上限値
は、ｈ１で規制される。

【００６７】ｈ１の好ましい範囲としては、０．０１ｐ
ｌ／mm≦ｈ１≦０．５ｐｌ／mmであるが、より好ましく
は、０．０２ｐｌ／mm ≦ｈ１≦０．３ｐｌ／mmであ
り、最も好ましくは、０．０３ｐｌ／mm≦ｈ１≦０．１
である。ｈ１が０．０２より小さいと、Ｓus１のマスク
サイズが大きくなりすぎるために、ダイナミックレンジ
圧縮処理が正常に行われなくなる。また、ｈ１が０．３
より大きいと、Ｓus１のマスクサイズが小さくなる可能
性があり、上述のように被写体のコントラストを低下さ
せたくない構造物までダイナミックレンジ圧縮され、コ
ントラストが低下して好ましくない。

【００６８】ｈ１の値が０．０３ｐｌ／mm≦ｈ１≦０．
１ｐｌ／mmの範囲にあるときが、被写体のダイナミック
レンジ圧縮の効果と周波数強調の効果とがバランスされ
て、著しく画質特性 (コントラスト，鮮鋭性、表現範囲
等) が改善される。図18は、ｈ１の値を０．０５ｐｌ／
mm≦ｈ１≦０．１ｐｌ／mmの範囲に設定したときの非鮮
鋭マスク信号Ｓus１Ａと０．５ｐｌ／mm近傍の値に設定
したときの非鮮鋭マスク信号Ｓus１Ｂとの応答特性を示
したものである。

【００６９】低周波領域減弱手段は、原画像信号Ｓorg
を、ｈ１より低周波側の領域で周波数特性を減弱させる
ためのものである。具体的な方法として、第１の方法は
前記実施例同様にして非鮮鋭マスク信号Ｓus１を求め、
該Ｓus１の増大に伴って単調減少する第１の補正関数と
してｆ１ (Ｓus１) を設定し、次式により処理を行う。
単調減少とは、定義とおり全領域で減少するもののみな
らず、部分的に０に維持される領域を有するものを含む
ものである。ここで、非鮮鋭マスク信号Ｓus１は、例え
ばｈ１以下の低周波数で応答が０となるように設定す
る。

【００７０】Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) 第１の補正関数ｆ１ (Ｓus１) の例としては、次のよう
な関数が考えられる。 ｆ１ (Ｓus1 ) ＝α (Ａ−Ｓus１） 但し、Ａは定数であり、ダイナミックレンジ圧縮を行う
信号領域 (最小濃度)を決定する。αは定数又はＳ₀ 、
Ｓus１の増加に伴って減少する関数であり、ｆ１ (Ｓus
１) の単調減少の形を決定する。また、αは、０≦α≦
１．０の範囲に設定されている。

【００７１】上記の式においては、圧縮率はαによって
決定され、 圧縮率＝（１−α）／１ となる。よって、圧縮に上記の式を用いる場合には、前
記圧縮率決定手段では、圧縮率の代わりにα（＝１−圧
縮率）を求めるようにしてもよい。

【００７２】第２の方法としては、画素毎にその周辺部
の画素の信号値と畳み込み関数とを乗算してそれらを加
算する畳み込み演算を処理を行うものにおいて、畳み込
み関数の応答を低周波数領域で小さくする方法としても
よい。ここで、畳み込み演算回数を少なくする方法とし
て特開昭60−246188号公報に示される方法を使用するこ
とができる。

【００７３】一方、高周波領域強調手段は、原画像信号
Ｓorg のｈ１より、高周波側の領域で、周波数特性を強
調させるものであり、下記の如く行われる。第１の方法
では、前記第１の処理信号Ｓproc１＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓ
us１) に第２の補正関数ｆ２（Ｓorg −Ｓus２）を加算
した次式によって処理する方法とする。

【００７４】 Ｓproc２＝Ｓproc１＋ｆ２（Ｓorg −Ｓus２） 但し、Ｓus２は、ｈ１より高い周波数領域で応答を原画
像信号Ｓorg の応答より小さくなるようにした非鮮鋭マ
スク信号であり、ｆ２（Ｓorg −Ｓus２）は、（Ｓorg
−Ｓus２）の増大に伴って単調増加する関数である。該
補正関数ｆ２に関しては、ｆ１と同様のパターンが考え
られ、具体的には、次のような関数が考えられる。

【００７５】 ｆ２（Ｓorg −Ｓus２）＝β（Ｓorg −Ｓus２） 但し、βは定数、又はＳorg,やＳus２の増加に伴って増
加する値に設定されている。βの例としては、図９に示
すようなものがある。第２の方法としては、前記畳み込
み演算における畳み込み関数の応答を高周波領域で大き
くする方法としてもよい。

【００７６】尚、低周波減弱と高周波強調とは、この順
に処理を行う必要はなく、逆であってもよく、また、
｛ｆ１（Ｓus１）＋ｆ２（Ｓorg −Ｓus２）｝を先に計
算しておき、これにＳorg を加算するようにしてもよ
い。図17 (ａ) は、前記非鮮鋭マスク信号Ｓus１，及び
(Ｓorg −Ｓus２) の一例を示し、 (ｂ) はそれらの関
数ｆ１ (Ｓus１) ，ｆ２ (Ｓorg −Ｓus２) を原画像信
号Ｓorg に加算した処理画像信号Ｓprocの特性を示す。

【００７７】上記Ｓus１及びＳus２を決めるマスクサイ
ズは、ｈ１の条件を満足する範囲で任意に設定すること
ができる。しかし、放射線画像信号をより好ましい状態
で処理する上では、Ｓus１に対応するマスクサイズは、
等身大画像上の長さで10mmから60mmが好ましく、より好
ましくは15mmから30mmである。

【００７８】上述したように、マスクサイズが10mmより
小さくなると、細かい構造物の変化に対応する周波数成
分が急激に増加するので、このようなマスクサイズで求
めた非鮮鋭マスク信号Ｓus１に基づいて補正関数を設定
すると、診断上重要な構造物のコントラストが低下し、
著しく診断性能が低下してしまう。一方、マスクサイズ
が60mmより大きいと、信号値の変化が急激な部分での非
鮮鋭画像のエッヂ切れが悪くなり、圧縮を行いたい領域
と行いたくない領域との境界付近で望まない圧縮が施さ
れてしまうし、被写体の大まかな変化に相当する周波数
成分まで失ってしまうので、非鮮鋭マスク信号に基づく
補正関数値を加算してもダイナミックレンジ圧縮効果が
得られなくなる。

【００７９】ダイナミックレンジ圧縮処理と組み合わせ
て用いる周波数強調処理は、ダイナミックレンジの圧縮
によって劣化したコントラスト分解能を補正すること
と、「コントラストが低下したように見える」という感
覚的なものを補正することを目的としているので、従来
の周波数強調処理とは異なったマスクサイズが最適値を
持つことがわかった。

【００８０】具体的には、Ｓus２に対応するマスクサイ
ズでは、等身大画像上の長さで０．５mmから10mmが好ま
しく、より好ましくは０．８から５mmである。マスクサ
イズが、０．５mmより小さいと、画像のノイズ成分を強
調する結果となり、画質が劣化して好ましくない。ま
た、10mmより大きいとエッヂを強調してコントラストの
低下を補正したり、コントラストを強く見せる効果がな
くなり、好ましくない。本実施例で用いる周波数強調処
理のマスクサイズは、概して小さい方が好ましく、０．
８mmから５mmの範囲で選ばれると、前記ダイナミックレ
ンジ圧縮処理効果と相まって著しく画質が向上する。

【００８１】更に、本実施例において、非鮮鋭マスク信
号Ｓus１の関数である補正関数ｆ１(Ｓus１) の絶対値
の最大値は被写体の関心領域のダイナミックレンジが1/
8 から1/2 であることが好ましい。例えば、被写体の関
心領域のダイナミックレンジが２桁であるとき、圧縮補
正量の絶対値の最大値は1/4 桁から１桁であることが好
ましい。

【００８２】また、ｆ１ (Ｓus１) が、 ｆ１ (Ｓus１) ＝α (Ａ−Ｓus) (但し、Ａとαは定数である。)のように、非鮮鋭マスク
信号Ｓus１の一次関数で表されるとき、圧縮度合いを決
める圧縮の好ましい範囲は、0.2 ≦α≦1.0 であり、よ
り好ましくは0.4 ≦α≦0.8 である。

【００８３】補正量が小さすぎるとダイナミックレンジ
圧縮効果が現れず、一方、補正量が大きすぎると原画像
における領域毎の濃度の大小関係が逆転 (例えば肺野の
平均濃度よりも縦隔部の平均濃度の方が高くなって) し
てしまい、診断に耐えない画像になってしまう。例え
ば、上記一次関数の傾きαを１より大きくした場合この
ような問題が起こる。

【００８４】また、本実施例において、例えば、非鮮鋭
マスク信号Ｓus３の関数である補正関数ｆ３ (Ｓorg −
Ｓus３) が、 ｆ３ (Ｓorg −Ｓus３) ＝β (Ｓorg −Ｓus３) (但し、βは定数又はＳorg 、Ｓus３の関数である。)の
ように、 (Ｓorg −Ｓus３) の関数で表されるとき、強
調度合いを決めるβの好ましい範囲は、０．２≦β≦
１．８であり、より好ましくは０．４≦β≦１．４であ
る。

【００８５】補正量が小さすぎるとダイナミックレンジ
圧縮効果が現れず、一方、補正量が大きすぎると前述し
たようにダイナミックレンジ圧縮処理と組み合わせて用
いる周波数強調処理は、ダイナミックレンジの圧縮によ
って劣化したコントラスト分解能を補正することと、
「コントラストが低下したように見える」という感覚的
なものを補正することを目的としているので、得られた
画像は、従来の放射線画像とはかけ離れたものとなって
しまう。本実施例で用いる周波数強調処理の強調度合い
は、概して小さい方が好ましく、０．４≦β≦０．８の
範囲で選ばれると、前記ダイナミックレンジ圧縮処理の
効果と相まって著しく画質が向上する。

【００８６】階調処理手段は、前記第２の処理画像信号
Ｓproc２を階調変換処理した処理画像信号Ｓprocを出力
して、モニター20に表示する。尚、階調変換処理は、前
記周波数特性の補正前に行ってもよいが、後で行う方が
好ましい。図10は、本発明の第２の実施例を示し、第１
の実施例と異なるのは、原画像信号Ｓorg を周波数解析
することにより、周波数領域毎の強度を求め、それによ
ってｈ１を設定するようにした点である。周波数解析と
しては、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の手法が
使用できる。

【００８７】その他の点は、第１の実施例と同様であ
り、同様の機能が得られる。図11は、本発明の第３の実
施例を示し、ｈ１の設定を撮影部位入力手段や周波数分
析手段を介することなく、キーボード21から直接入力
し、或いは、予めメモリに記憶しておき、それを読み込
んで使用するようにしたものである。その他の手段につ
いては、第１, 第２の実施例と同様であり、同様の機能
が得られる。

【００８８】次に、ダイナミックレンジの圧縮処理と階
調変換処理とを組み合わせた発明の実施例について説明
する。図12は本発明の第１の実施例の制御ブロック図を
示す。原画像信号Ｓorg の取得手段における原画像信号
Ｓorg の取得方法については、前記各発明の実施例と同
様である。

【００８９】ダイナミックレンジ計測手段は、原画像の
ダイナミックレンジを計測するためのもので、前記取得
された原画像信号Ｓorg 又は非鮮鋭マスク信号Ｓus１の
濃度ヒストグラムから被写体画像領域データの最大値，
最小値を求め、これからダイナミックレンジを求める。
別の方法として、被写体画像のプロファイル信号から最
大値，最小値を求めてダイナミックレンジを求めてもよ
い。

【００９０】ダイナミックレンジ設定手段は、処理画像
信号Ｓproc (圧縮処理後階調処理前の第１の処理画像信
号Ｓproc１) のダイナミックレンジを設定するためのも
のである。第１の方法としては、予め原画像信号Ｓorg
のダイナミックレンジに対する処理画像信号Ｓprocのダ
イナミックレンジを設定しておき、該設定されたダイナ
ミックレンジが得られるように原画像信号Ｓorg のダイ
ナミックレンジに対する圧縮率との関係を求めて、原画
像ダイナミックレンジ−圧縮率の変換テーブル (ＬＵ
Ｔ) をメモリに記憶しておき、処理画像信号Ｓprocのダ
イナミックレンジに対応する圧縮率を求めるようにす
る。この場合、圧縮率は原画像信号Ｓorg のダイナミッ
クレンジによってある一定の関係で変化することのみが
定義されており、被写体のダイナミックレンジによらず
処理画像のダイナミックレンジを一定とする必要はな
い。

【００９１】第２の方法としては、処理画像のダイナミ
ックレンジをキーボード21によって入力するようにして
もよい。第３の方法としては、予め設定された処理画像
信号Ｓprocのダイナミックレンジをメモリに入力してお
いて、読み込むようにしてもよい。その場合、原画像信
号Ｓorg のダイナミックレンジに応じて処理画像信号Ｓ
procのダイナミックレンジを設定して記憶することも考
えられるが、その後処理画像信号Ｓprocのダイナミック
レンジに対する圧縮率を決定する必要があるから、第１
の方法のように原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジ
に対して直接圧縮率を求めるようにするのがよい。

【００９２】圧縮率決定手段は、処理画像信号Ｓprocの
ダイナミックレンジを得るための原画像信号Ｓorg の圧
縮率を決定するものである。ここで、圧縮率の定義は以
下のように表される。 圧縮率＝ (圧縮処理画像のダイナミックレンジ) ／ (原
画像のダイナミックレンジ) 前記ダイナミックレンジ設定手段の第１の方法では、原
画像信号Ｓorg のダイナミックレンジから直接圧縮率が
求められるため、圧縮率決定手段の機能を兼ね備えてお
り、１回の演算で任意に設定された圧縮率を求めること
ができる。

【００９３】ダイナミックレンジ設定手段で前記第２，
第３の方法等で設定された処理画像信号Ｓprocのダイナ
ミックレンジに対して圧縮率を決定する方法としては、
キーボード21から入力され、又はメモリから読み込んだ
処理画像信号Ｓprocのダイナミックレンジと原画像信号
Ｓorg のダイナミックレンジとに基づいて前記圧縮率の
定義式から圧縮率を求めるようにすればよい。

【００９４】ダイナミックレンジ圧縮手段は、前記のよ
うにして決定された圧縮率を用いて、原画像信号Ｓorg
に圧縮処理を施すものである。第１の方法としては、前
記ダイナミックレンジ圧縮処理と周波数強調とを組み合
わせた発明の第１の実施例において低周波領域での周波
数減弱処理で行った第１の方法として単調減少する非鮮
鋭マスク信号Ｓus１の補正関数ｆ１ (Ｓus) を用いた圧
縮処理と同様の圧縮処理方法を全周波数領域でそのまま
用いる方法がある。

【００９５】第２の方法として、これも前記発明の第１
の実施例において低周波領域での周波数減弱処理で行っ
た第２の方法として畳込み演算を利用する方法を使用し
てもよい。ダイナミックレンジ比較手段は、ダイナミッ
クレンジ計測手段で計測された原画像信号Ｓorg のダイ
ナミックレンジと、ダイナミックレンジ設定手段で設定
された処理画像信号Ｓprocのダイナミックレンジとを比
較する。圧縮率決定手段のデータからでも演算できる。

【００９６】伸長率決定手段は、ダイナミックレンジ比
較手段の比較結果に基づいて処理画像信号Ｓprocのダイ
ナミックレンジを拡げるための伸長率を求めるものであ
る。ここで、原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジと
処理画像信号Ｓprocのダイナミックレンジとを略一致さ
せるように伸長率を決めるのが好ましい。伸長処理手段
は、前記のようにして決定された伸長率に基づいて伸長
処理するものである。

【００９７】ここでいう伸長処理とは、全空間周波数領
域における強調処理であり、実質的に階調処理と同じ機
能である。最も単純で好ましいのは、ウィンドウ処理を
行う方法である。また、伸長変換テーブル (ＬＵＴ) を
用いてもよい。伸長方法には、画像領域の全体を拡げる
方法、圧縮処理を施した部分のみを拡げる方法、圧縮処
理を施さない部分のみを拡げる方法があり、関心領域の
分布特性に応じて選択すればよい。

【００９８】階調処理手段は、前記のようにして圧縮後
伸長された最終的な処理画像信号Ｓprocを表示するため
の階調処理を行うためのものである。原画像信号Ｓorg
を処理した場合に最適な画像が表示されるように設定さ
れた階調変換特性により処理される。前記伸長処理後の
処理画像信号Ｓprocを予め設定された階調変換テーブル
(ＬＵＴ) によって処理する他、前記伸長処理前の画像
信号を伸長処理を含めて階調処理がなされるような１つ
の階調変換テーブルによって階調処理するようにしても
よい。具体的には、伸長変換テーブルと伸長後の階調変
換テーブルとを掛け合わせた階調変換テーブルを使用す
ればよい。

【００９９】図19は、本実施例による処理を行った場合
と処理を行わなかった場合との各信号を状態を示したも
ので、一旦圧縮処理された処理画像信号Ｓproc１を、ダ
イナミックレンジの伸長 (拡大) 処理を行うことによっ
て、原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジと同一のダ
イナミックレンジに戻される様子が分かる。また、図20
に、第１の処理画像信号Ｓproc１に対する階調変換処理
特性の各種態様を示す。

【０１００】図13に、本発明の第２の実施例の制御ブロ
ック図を示す。第１の実施例と異なる部分についてのみ
説明すると、圧縮率設定手段が、原画像信号Ｓorg のダ
イナミックレンジと無関係に圧縮率を設定するようにし
たことと、ダイナミックレンジ計測手段が処理画像信号
Ｓprocのダイナミックレンジを計測し、ダイナミックレ
ンジ比較手段が、該処理画像信号Ｓprocのダイナミック
レンジと前記設定された圧縮率とに基づいて圧縮前後の
ダイナミックレンジを比較し、該比較結果に基づいて伸
長率が決定されることである。

【０１０１】このように原画像のダイナミックレンジと
無関係に圧縮率を設定すると、圧縮処理画像のダイナミ
ックレンジを予め設定されるものではなくなるが、圧縮
処理後のダイナミックレンジを計測することで、圧縮前
後のダイナミックレンジが求められるため、それに応じ
た伸長率を設定することができる。図14は本発明の第３
の実施例の制御ブロック図を示す。

【０１０２】前記第１の実施例と相違する部分について
説明すると、原画像信号Ｓorg と階調処理手段の情報と
から、原画像信号Ｓorg を階調処理手段で階調処理した
ときのダイナミックレンジを推定する原画像階調処理後
ダイナミックレンジ推定手段を設けると共に、圧縮率決
定手段からの圧縮処理された第１の処理画像信号Ｓproc
１のダイナミックレンジの情報と、階調処理手段の階調
変換特性情報から、第１の処理画像信号Ｓprocを階調変
換処理手段で階調処理した画像のダイナミックレンジを
推定する圧縮処理画像階調処理後ダイナミックレンジ推
定手段が設けられる。

【０１０３】そして、ダイナミックレンジ比較手段は、
前記原画像の階調処理後のダイナミックレンジと圧縮処
理画像の階調処理後のダイナミックレンジとを比較し、
伸長率決定手段は、その比較結果に基づいて圧縮処理さ
れた第１の処理画像の伸長率を決定する。具体的には、
階調された原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジと圧
縮処理された画像信号のダイナミックレンジとを略一致
させるように伸長率を決定する。このように階調処理さ
れた表示画像同士のダイナミックレンジを一致させるこ
とで、圧縮処理により実際に表示される画像のダイナミ
ックレンジに与える影響をより確実に無くすことができ
る。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ダイナミックレンジの圧縮処理と伸長処理, 周波数
特性補正, 階調処理とを適切に組み合わせることによ
り、圧縮処理による可視画像のダイナミックレンジの影
響を回避して表示濃度領域を原画像信号の表示濃度領域
と略一致させつつ、関心領域のコントラストを可及的に
高めることが可能となり、放射線画像における診断性能
を可及的に向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される放射線画像読取処理装置を
示すブロック図。

【図２】第１の発明の第１の実施例の制御ブロック図。

【図３】同上実施例に使用される補正関数の特性の一例
を示す線図。

【図４】同じく第２の特性例を示す線図。

【図５】同じく第３の特性例を示す線図。

【図６】同じく第４〜第７の特性例を示す線図。

【図７】同上実施例の伸長・圧縮処理前後の状態を示す
線図。

【図８】第２の発明の第１の実施例の制御ブロック図。

【図９】同上実施例の補正関数の係数の各種態様を示す
線図。

【図10】第２の発明の第２の実施例の制御ブロック図。

【図11】第２の発明の第３の実施例の制御ブロック図。

【図12】第３の発明の第１の実施例の制御ブロック図。

【図13】第３の発明の第２の実施例の制御ブロック図。

【図14】第３の発明の第３の実施例の制御ブロック図。

【図15】第１の発明の実施例における各信号の特性を示
す線図。

【図16】第１の発明の実施例における補正関数の特性例
を示す線図。

【図17】第２の発明の実施例における応答の特性を示す
線図。

【図18】同じく境界周波数ｈ１による応答特性の変化を
示す線図。

【図19】第３の発明の実施例における各信号の特性を示
す線図。

【図20】同じく階調変換特性の各種の例を示す線図。

【符号の説明】

１ 放射線発生源 ３ 記録読取装置 14 画像処理装置

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
   原画像信号Ｓorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変換
   した後、可視画像として再生する放射線画像処理方法に
   おいて、 前記原画像信号Ｓorg の低空間周波数領域の応答を減弱
   して原画像信号Ｓorgのダイナミックレンジの一部の領
   域を圧縮処理すると共に、前記原画像信号Ｓorg の低空
   間周波数領域の応答を増強して原画像信号Ｓorg のダイ
   ナミックレンジの別の一部の領域を伸長処理して処理画
   像信号Ｓprocを求めることを特徴とする放射線画像処理
   方法。
2. 【請求項２】前記圧縮処理と伸長処理を行う低空間周波
   数領域で各画素点に対応する非鮮鋭マスク信号Ｓus１，
   Ｓus２を求め、前記圧縮処理を行う領域ではＳus１の増
   大に伴って減少する補正関数ｆ１ (Ｓus１) と、前記伸
   長処理を行う領域ではＳus２の増大に伴って増大する補
   正関数ｆ２ (Ｓus２) とを設定し、次式に従って処理画
   像信号Ｓprocを求めることを特徴とする請求項１に記載
   の放射線画像処理方法。 Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) ＋ｆ２ (Ｓus２)
3. 【請求項３】処理画像信号Ｓprocのダイナミックレンジ
   が、原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジと略等しく
   なるように前記補正関数ｆ１ (Ｓus１) 、ｆ２ (Ｓus
   ２) を設定したことを特徴とする請求項２に記載の放射
   線画像処理方法。
4. 【請求項４】処理画像信号Ｓprocのダイナミックレンジ
   が、原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジより狭くな
   るように前記補正関数ｆ１ (Ｓus１) 、ｆ２ (Ｓus２)
   を設定したことを特徴とする請求項２に記載の放射線画
   像処理方法。
5. 【請求項５】前記２つの非鮮鋭マスク信号Ｓus１，Ｓus
   ２は同一の応答となるように設定され、又は、Ｓus１の
   方がＳus２より応答が小さくなるように設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の
   放射線画像処理方法。
6. 【請求項６】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
   原画像信号をＳorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変
   換した後、可視画像として再生する放射線画像処理方法
   において、 前記原画像信号Ｓorg の低空間周波数領域の応答を減弱
   して原画像信号Ｓorgのダイナミックレンジを圧縮処理
   すると共に、前記原画像信号Ｓorg の高空間周波数領域
   の応答を増強して前記原画像信号Ｓorg の高空間周波数
   領域を強調処理して処理画像信号Ｓprocを求めることを
   特徴とする放射線画像処理方法。
7. 【請求項７】前記処理画像信号Ｓprocの空間周波数特性
   が、前記原画像信号Ｓorg の空間周波数特性に対し、所
   定の空間周波数ｈ１以下の低空間周波数側で減弱され、
   前記ｈ１より大の高空間周波数側で強調されるように処
   理することを特徴とする請求項６に記載の放射線画像処
   理方法。
8. 【請求項８】前記ｈ１を、撮影部位に応じて、画像信号
   中に低周波成分が多い場合には低周波数領域側に、高周
   波成分が多い場合には高周波数領域側に移動して設定す
   ることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像処理方
   法。
9. 【請求項９】前記ｈ１が、０．０１ｐｌ／mm≦ｈ１≦
   ０．５ｐｌ／mmの範囲に設定されていることを特徴とす
   る請求項７又は８に記載の放射線画像処理方法。
10. 【請求項10】前記原画像信号Ｓorg の各画素について、
    前記所定の空間周波数ｈ１での応答が原画像信号Ｓorg
    の応答の０．２倍以下となる非鮮鋭マスク信号Ｓus１
    と、前記ｈ１での応答が原画像信号Ｓorg の応答の０．
    ８倍以上となる非鮮鋭マスク信号Ｓus２を求め、前記原
    画像信号Ｓorg に対し下記の演算を行って処理画像信号
    Ｓprocを求めることを特徴とする請求項６〜９のいずれ
    か１つに記載の放射線画像処理方法。 Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１ (Ｓus１) ＋ｆ２ (Ｓorg −Ｓus２) 但し、ｆ１ (Ｓus１) は、Ｓus１の増大に伴って、単調
    減少する関数であり、ｆ２ (Ｓorg −Ｓus２) は、 (Ｓ
    org −Ｓus２) の増大に伴って、単調増加する関数であ
    る。
11. 【請求項11】前記空間周波数強調が、前記周波数減弱を
    行った原画像信号Ｓorg についてのみ又は前記周波数減
    弱を行わなかった画像信号Ｓorg についてのみ行われる
    ようにしたことを特徴とする請求項６〜10のいずれか１
    つに記載の放射線画像処理方法。
12. 【請求項12】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
    原画像信号をＳorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変
    換した後、可視画像として再生する放射線画像処理方法
    において、 前記原画像信号Ｓorg の低空間周波数領域の応答を減弱
    するダイナミックレンジ圧縮処理を施して第１の処理画
    像信号Ｓproc１を求め、次に該第１の処理画像信号Ｓpr
    ocのダイナミックレンジに応じて前記第１の処理画像信
    号Ｓproc１の全空間周波数領域の応答を増強するダイナ
    ミックレンジ伸長処理を施した後、該第１の処理画像信
    号に階調処理を施して第２の処理画像信号Ｓproc２を求
    めることを特徴とする放射線画像処理方法。
13. 【請求項13】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
    原画像信号をＳorg を処理して処理画像信号Ｓprocに変
    換した後、可視画像として再生する放射線画像処理方法
    において、 前記原画像信号Ｓorg の全空間周波数領域の応答を増強
    するダイナミックレンジを伸長処理して第１の処理画像
    信号Ｓproc１’を求め、次に該第１の処理画像信号Ｓpr
    ocのダイナミックレンジに応じて該第１の処理画像信号
    Ｓproc１’の低空間周波数領域の応答を減弱するダイナ
    ミックレンジ圧縮処理を施した後、該第１の処理画像信
    号に階調処理を施して第２の処理画像信号Ｓproc２’を
    求めることを特徴とする放射線画像処理方法。
14. 【請求項14】前記ダイナミックレンジ伸長処理が、前記
    第１の処理画像信号Ｓproc１又は原画像信号Ｓorg の全
    ダイナミックレンジ領域を伸長し、又は、第１の処理画
    像信号Ｓproc１のダイナミックレンジ圧縮された領域の
    みを伸長し、又は、第１の処理画像信号Ｓproc１のダイ
    ナミックレンジ圧縮された領域以外の領域のみを伸長す
    るようにしたことを特徴とする請求項12又は13に記載の
    放射線画像処理方法。
15. 【請求項15】前記第２の処理画像信号Ｓproc２又はＳpr
    oc２’のダイナミックレンジが、異なる被写体間で略等
    しくなるように前記伸長処理を施すことを特徴とする請
    求項12〜14のいずれか１つに記載の放射線画像処理方
    法。
16. 【請求項16】前記第２の処理画像信号Ｓproc２又はＳpr
    oc２’のダイナミックレンジが、前記原画像信号Ｓorg
    を前記階調処理と同じ条件で処理したときのダイナミッ
    クレンジと略等しくなるように前記階調処理を施すこと
    を特徴とする請求項12〜15のいずれか１つに記載の放射
    線画像処理方法。
17. 【請求項17】前記ダイナミックレンジの圧縮が、前記原
    画像信号Ｓorg の各画素点での低空間周波数に対応する
    非鮮鋭マスク信号Ｓusを求め、前記原画像信号Ｓorg に
    対し、下記の演算を行って処理画像信号Ｓprocを求める
    ものであることを特徴とする請求項12〜16のいずれか１
    つに記載の放射線画像処理方法。 Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ (Ｓus) 但し、ｆ (Ｓus) は、Ｓusの値の増大に伴って、単調減
    少する関数である。
18. 【請求項18】前記ダイナミックレンジの圧縮における圧
    縮率が、前記原画像信号Ｓorg のダイナミックレンジの
    増大に対応して増大することを特徴とする請求項12〜17
    のいずれか１つに記載の放射線画像処理方法。
19. 【請求項19】前記第１の処理画像信号Ｓproc１又はＳpr
    oc１’のダイナミックレンジが異なる被写体間で略一致
    するように、前記圧縮率を変化させることを特徴とする
    請求項12〜18のいずれか１つに記載の放射線画像処理方
    法。
20. 【請求項20】前記第１の処理画像信号Ｓproc１又はＳpr
    oc１’のダイナミックレンジが、予め既定されたダイナ
    ミックレンジとなるように、前記ダイナミックレンジの
    圧縮率を変化させることを特徴とする請求項12〜18のい
    ずれか１つに記載の放射線画像処理方法。