JPH06292013A

JPH06292013A - 放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法

Info

Publication number: JPH06292013A
Application number: JP5075900A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakazawa; 正行中沢; Hisanori Tsuchino; 久憲土野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-10-18
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP3434532B2

Abstract

(57)【要約】【目的】放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理にお
いて、素抜け部や照射野絞りの部分が必要以上に補正さ
れることを回避する。【構成】非鮮鋭マスク信号Ｓusの関数ｆ１（Ｓus）を補
正値とし、該補正値ｆ１（Ｓus）をオリジナル画像信号
をＳorg に加算することにより、ダイナミックレンジの
圧縮を行う。ここで、前記関数ｆ１（Ｓus）の関数形
が、２つの基準値Ｓus１，Ｓus２で挟まれる領域ではマ
スク信号Ｓusの増加に伴って単調減少し、基準値Ｓus１
を下回る領域ではマスク信号Ｓusの減少に伴って単調減
少し、基準値Ｓus２を上回る領域ではマスク信号Ｓusの
増加に伴って単調増加する。これにより、高濃度及び低
濃度側での補正度合いが抑制され、素抜け部や照射野絞
りと関心領域との信号差が保持される。

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のダイナミッ
クレンジ圧縮方法に関し、詳しくは、オリジナル画像信
号を処理して該オリジナル画像よりもダイナミックレン
ジの狭い画像を担持する画像信号を得る放射線画像のダ
イナミックレンジ圧縮方法の改善技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放射線画像において、領域内の微
細構造の観察適正を確保しつつ、濃度域を圧縮する方法
として、特開平３−２２２５７７号公報に開示されるよ
うなものがある。前記特開平３−２２２５７７号公報に
開示される圧縮方法は、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オリジナル画像信号Ｓorg を
平均化することで非鮮鋭マスク信号（ボケマスク信号）
Ｓusを求め、この非鮮鋭マスク信号が増大するにつれて
単調減少する関数をｆ（Ｓus）としたときに、処理済み
画像信号Ｓprocを、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ（Ｓus）として得るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像内で極
端に信号値が異なる場合、ダイナミックレンジの圧縮を
行わずに、前記信号値の違いをそのまま保持させたい場
合がある。しかしながら、従来のダイナミックレンジ圧
縮方法によると、非鮮鋭マスク信号が小さいときほど大
きな増大補正を施し、また、非鮮鋭マスク信号が大きい
ときほど大きな減少補正を施す構成であったから、例え
ば高濃度領域の圧縮を行う場合、信号値を補正したくな
い素抜け部分の信号値を必要以上に下げてしまったり、
低濃度領域の圧縮においては、照射野絞りを行って極端
に信号値が低い部分を、無用に上げてしまうという問題
があった。

【０００４】更に、圧縮を行いたくない領域内に例えば
極端に信号値が異なる部分があると、その部分に圧縮処
理を行ってしまうという問題がある。例えば、胸部正面
画像で低濃度部を圧縮する場合に、肺野部（高濃度部）
にペースメーカなどの金属があると、このペースメーカ
が存在する部分は信号値が小さくなるため、補正値を信
号値の関数で設定すると望まない圧縮が行われ、ペース
メーカの信号レベルを肺野の信号レベルに近づけてしま
い、信号値の違いを保持できないという問題が生じる。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、素抜け部や照射野絞りの部分に対して必要以上の
圧縮補正がなされることを回避でき、また、圧縮を行い
たくない領域に例えば信号値の極端に大きい又は小さい
部分があっても、かかる極端な信号差を有する部分に影
響されて圧縮処理がなされてしまうことを回避できるダ
イナミックレンジの圧縮方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法は、被写体を
透過した放射線画像情報に基づくオリジナル画像を表す
オリジナル画像信号Ｓorg を処理して前記オリジナル画
像よりもダイナミックレンジの狭い画像を担持する処理
済み画像信号Ｓprocを得るもので、各画素点に対応して
非鮮鋭マスク信号Ｓusを求め、該非鮮鋭マスク信号Ｓus
の関数ｆ１（Ｓus）を補正値としたときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１（Ｓus）なる演算を行って前記処理済み画像信号Ｓprocを得る放
射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法において、前記
補正値ｆ１（Ｓus）が、前記非鮮鋭マスク信号Ｓusの所
定中間値ＳusＡで正の最大値をとり、前記所定中間値Ｓ
usＡを上回る領域では非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応
じて単調減少し、前記所定中間値ＳusＡを下回る領域で
は前記正の最大値に固定されるか又は非鮮鋭マスク信号
Ｓusの減少に応じて単調減少するようにした。

【０００７】また、前記補正値ｆ１（Ｓus）が、前記非
鮮鋭マスク信号Ｓusの所定中間値ＳusＢで負の最小値を
とり、前記所定中間値ＳusＢを下回る領域では非鮮鋭マ
スク信号Ｓusの増大に応じて単調減少し、前記所定中間
値ＳusＢを上回る領域では前記負の最小値に固定される
か又は非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応じて単調増加す
るようにした。

【０００８】ここで、上記２つの関数特性を組み合わ
せ、前記非鮮鋭マスク信号Ｓusの２つの異なる中間値を
ＳusＡ，ＳusＢ（ＳusＡ＜ＳusＢ）としたときに、前記
補正値ｆ１（Ｓus）が、前記中間値ＳusＡで正の最大値
をとり、かつ、前記中間値ＳusＢで負の最小値をとる一
方、前記２つの中間値ＳusＡ，ＳusＢで挟まれる信号領
域では非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応じて単調減少
し、中間値ＳusＡを下回る領域では前記正の最大値に固
定されるか又は非鮮鋭マスク信号Ｓusの減少に応じて単
調減少し、前記中間値ＳusＢを上回る領域では前記負の
最小値に固定されるか又は非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大
に応じて単調増加するようにしても良い。

【０００９】一方、被写体を透過した放射線画像情報に
基づくオリジナル画像を表すオリジナル画像信号Ｓorg
を処理して前記オリジナル画像よりもダイナミックレン
ジの狭い画像を担持する処理済み画像信号Ｓprocを得る
放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法であって、補
正関数をＦとしたときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋Ｆなる演算を行ってダイナミックレンジが圧縮された画像
信号Ｓprocを得る放射線画像のダイナミックレンジ圧縮
方法において、前記補正関数Ｆとして予め異なる複数種
の関数を備え、画像内の複数領域に対して異なる補正関
数Ｆを定めるようにした。

【００１０】ここで、前記画像内の複数領域を、前記被
写体の輪郭と被写体の内部構造の輪郭と照射野絞りの境
界とのうちの少なくとも１つによって区分することが好
ましい。また、前記複数の補正関数Ｆが、各画素点に対
応する非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応じて単調減少す
る関数ｆ１（Ｓus）と、前記非鮮鋭マスク信号Ｓusに因
らない関数ｆ２とを少なくとも含むようにすると良い。

【００１１】

【作用】かかる構成によると、中間値ＳusＡを下回る領
域において、補正値ｆ１（Ｓus）による増大補正量が増
加することがないから、信号値の低い部分での必要以上
の圧縮を抑止できる。同様に、中間値ＳusＢを上回る領
域においては、補正値ｆ１（Ｓus）による減少補正量が
増加することがないから、信号値の高い部分での必要以
上の圧縮を抑止できる。

【００１２】更に、前述のように中間値ＳusＡ，ＳusＢ
を境とする補正値の変化特性を同時に設定することで、
信号値の高い部分と低い部分との両方で過圧縮を回避し
つつ、圧縮を行わせることが可能となる。また、同一画
像内で１つの補正関数のみによってダイナミックレンジ
を圧縮させるのではなく、領域を被写体の輪郭，被写体
の内部構造の輪郭，照射野絞りの境界によって区分し、
各領域毎に異なる関数を定めて圧縮処理を行わせること
によって、不本意な補正が行われることを回避する。

【００１３】特に、ダイナミックレンジの圧縮方法とし
て、各画素点毎の非鮮鋭マスク信号Ｓusを用いて補正値
を設定する構成の場合には、信号値の極端に異なる異物
が存在すると、信号値に基づく補正値の設定では、前記
異物の影響を受けることになってしまうので、前記非鮮
鋭マスク信号Ｓusを用いない補正値を画像領域毎に使い
分けられるようにした。

【００１４】

【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のダイナミッ
クレンジ圧縮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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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（オリジナル画像信号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。

【００１９】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。

【００２０】尚、前記画像処理装置14に出力させるオリ
ジナル放射線画像信号Ｓorg の取得方法を、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
して得る方法に限定するものではなく、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であっても
良い。

【００２１】オリジナル放射線画像信号Ｓorg は、検出
された放射線の強度に比例する形でも良いし、検出され
た放射線の強度の対数に比例する形でも良いが、後者の
方が好ましい。ここで、前記画像処理装置14には、入力
されるオリジナル画像信号Ｓorg のダイナミックレンジ
を圧縮して、オリジナル画像よりもダイナミックレンジ
の狭い画像を担持する処理済みの画像信号Ｓprocを得る
画像処理機能が備えられており、かかるダイナミックレ
ンジ圧縮のための画像処理は、以下の式に従って行われ
る。

【００２２】Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１（Ｓus）上式で、Ｓusは、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オリジナル画像信号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。但
し、前記非鮮鋭マスク信号Ｓusは、マスク領域内の平均
化によって求める方法に限定されるものではなく、例え
ばメジアン値を用いる構成であっても良い。

【００２３】また、オリジナル画像信号Ｓorg に加算さ
れるｆ１（Ｓus）は、非鮮鋭マスク信号Ｓusの関数とし
て求められる補正値であり、例えば図２に示すような関
数形に設定される。図２に示す関数形を式で示すと、以
下のようになる。

【００２４】

【数１】

【００２５】上記特性の補正値ｆ１（Ｓus）において、
補正値変化の基準となる基準非鮮鋭マスク信号Ｓusｉ
（ｉ＝０〜５）は、オリジナル画像の関心領域内の最大
信号値，最小信号値をＳmax,Ｓmin としたときに、Ｓusｉ＝ｋｉ・Ｓmax ＋（１−ｋｉ）・Ｓmin なる式で求めるようにした。そして、前記係数ｋｉ（ｉ
＝０〜５）は、例えばｋ０＝−0.8 、ｋ１＝−0.2 、ｋ
２＝0.5 、ｋ３＝1.0 、ｋ４＝1.5 、ｋ５＝1.8とし
た。ここで、前記係数ｋ０，ｋ１，ｋ４，ｋ５について
は、これらによって決定されるＳus０，Ｓus１，Ｓus
４，Ｓus５が、関心領域の信号範囲の外側に設定される
ようにしてある。

【００２６】上記特性の補正値ｆ１（Ｓus）によると、
信号範囲Ｓus１〜Ｓus４については、非鮮鋭マスク信号
Ｓusの増加に伴って単調減少し、基準値Ｓus１（中間値
ＳusＡ）で正の最大値をとった補正値ｆ１（Ｓus）は、
基準値Ｓus１を下回る信号領域では、逆に非鮮鋭マスク
信号Ｓusの減少に伴って単調減少する。更に、基準値Ｓ
us４（中間値ＳusＢ）で負の最小値をとった補正値ｆ１
（Ｓus）は、基準値Ｓus４を上回る信号領域では、非鮮
鋭マスク信号Ｓusの増加に伴って単調増加する。

【００２７】尚、「単調減少」及び「単調増加」とは、
非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に伴ってｆ１（Ｓus）が必
ず減少・増加するものである必要はなく、部分的にはＳ
usが変化してもｆ１（Ｓus）が変化しない領域が存在し
ても良いこととする。ここで、前記オリジナル画像信号
Ｓorg のヒストグラム解析結果が、図３（ａ）に示すよ
うな特性を有し、関心領域である人体の部分に対して、
信号値が極端に大きな素抜けの部分と、信号値が極端に
小さな照射野絞りの部分とが存在するものとする。

【００２８】そして、例えば上記のオリジナル画像信号
Ｓorg を補正するための補正値ｆ１（Ｓus）が、図４に
示すように、基準値Ｓus２を下回る信号領域で、非鮮鋭
マスク信号Ｓusの減少に応じて必ず増大し、基準値Ｓus
３を上回る信号領域で、非鮮鋭マスク信号Ｓusの増加に
応じて必ず減少する特性であったとする。この場合、信
号値が大きくなるほど信号Ｓorg を大きく減少補正し、
また、信号値が小さくなるほど信号Ｓorg を大きく増大
補正することになるから、素抜けの部分や照射野絞りの
部分の信号値が、関心領域の信号値に大きく近づくこと
になって（図３（ｂ）参照）、関心領域と素抜け或いは
照射野絞りとの信号値の違いを明確に保持することがで
きなくなって好ましくない。

【００２９】これに対し、図２及び数１に示す本実施例
における補正特性では、関心領域における高濃度部及び
低濃度部について圧縮を行わせるが、関心領域を外れた
信号領域では、少なくとも関心領域内における最大補正
度合いを大きく上回る補正が施されることがないから、
素抜けや照射野絞りの部分に相当する信号が必要以上に
補正されてしまうことを回避でき、以て、関心領域と素
抜け或いは照射野絞りとの信号差の違いを保持しつつ関
心領域に対する圧縮を行える（図３（ｃ）参照）。

【００３０】前記図２に示す補正特性では、基準値Ｓus
１（中間値ＳusＡ）を下回る領域ではマスク信号Ｓusの
減少に応じて単調減少し、基準値Ｓus４（中間値Ｓus
Ｂ）を上回る領域ではマスク信号Ｓusの増加に応じて単
調増加する特性としてあるが、基準値Ｓus１，Ｓus４か
ら外れた低濃度，高濃度領域で少なくとも補正度合いが
増大変化を示さなければ効果を発揮することになるか
ら、関数形は図２に示す特性に限定されるものではな
く、以下に示すような種々の関数形を用いることができ
る。

【００３１】図５及び図６に示す関数形では、基準値Ｓ
us１（中間値ＳusＡ）で正の最大値をとった補正値ｆ１
（Ｓus）は、基準値Ｓus１を下回る信号領域では、前記
正の最大値に固定され、また、基準値Ｓus４（中間値Ｓ
usＢ）で負の最小値をとった補正値ｆ１（Ｓus）は、基
準値Ｓus４を上回る信号領域では、前記負の最小値に固
定される。

【００３２】尚、図５及び図６に示す関数形を組み合わ
せて、低濃度領域と高濃度領域とを同時に圧縮する構成
としても良い。また、図７及び図８に示す関数形では、
基準値Ｓus１を下回る信号領域では、補正値ｆ１（Ｓu
s）がマスク信号Ｓusの減少に応じて必ず減少変化し、
また、基準値Ｓus４を上回る信号領域では、補正値ｆ１
（Ｓus）がマスク信号の増加に応じて必ず増大変化する
特性としてある。即ち、図２に示す関数形では、基準値
Ｓus１を下回る信号領域及び基準値Ｓus４を上回る信号
領域に、マスク信号Ｓusが変化しても補正値ｆ１（Ｓu
s）が変化しない領域が存在したが、図７及び図８に示
す関数形では、変化を示さない領域が存在しないパター
ンを示す。

【００３３】尚、図７及び図８に示す関数形を組み合わ
せて、低濃度領域と高濃度領域とを同時に圧縮する構成
としても良い。また、前記図２に示す関数形では、低濃
度領域と高濃度領域とを同時に圧縮する構成としたが、
図９及び図10に示すように、低濃度領域と高濃度領域と
に関数形を分けて、いずれか一方の濃度領域のみを圧縮
する構成としても良い。

【００３４】更に、例えば低濃度領域で図５の関数形を
用い、高濃度領域では図８の関数形を用いる構成とする
など、低濃度側と高濃度側とで異なる特性の関数形を組
み合わせて構成しても良い。ところで、上記実施例で
は、基準値Ｓus１（中間値ＳusＡ）及び基準値Ｓus４
（中間値ＳusＢ）を関心領域の信号範囲の外側に設定さ
せるようにしたが、前記基準値Ｓus１，Ｓus４（＞Ｓus
１）を関心領域の信号範囲内に設定する構成としても良
く、かかる設定とした実施例を以下に示す。

【００３５】ここで、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１（Ｓus）な
る式に基づくオリジナル画像信号Ｓorg の補正におい
て、前記補正値ｆ１（Ｓus）を図11に示すような関数形
としてある。前記図11に示した関数形を式に示すと、以
下のようになる。

【００３６】

【数２】

【００３７】上記特性の補正値ｆ１（Ｓus）において、
補正値変化の基準となる基準非鮮鋭マスク信号Ｓusｉ
（ｉ＝１〜４）（Ｓus２＝Ｓus３）は、オリジナル画像
の関心領域内の最大信号値，最小信号値をＳmax,Ｓmin
としたときに、Ｓusｉ＝ｋｉ・Ｓmax ＋（１−ｋｉ）・Ｓmin なる式で求めるようにした。そして、前記係数ｋｉ（ｉ
＝１〜４）は、例えばｋ１＝0.35、ｋ２＝ｋ３＝0.5 、
ｋ４＝0.65とした。また、補正値ｆ１（Ｓus）の係数β
₁，β₂＝0.8 とした。

【００３８】ここで、前記係数ｋ１，ｋ２（ｋ３），ｋ
４については、これらによって決定されるＳus１，Ｓus
２（Ｓus３），Ｓus４が、関心領域の信号範囲の内側に
設定されるようにしてある。上記特性の補正値ｆ１（Ｓ
us）を用いてオリジナル画像信号Ｓorg を補正すれば、
例えば図12に示すような特性のオリジナル画像信号Ｓor
g を、その低濃度部（信号値の低い側）及び高濃度部の
コントラストを維持しながら、中濃度領域の圧縮を行い
（図13参照）、全体としてダイナミックレンジを圧縮す
ることができる。

【００３９】尚、上記のように、正の最大値をとる基準
値Ｓus１（中間値ＳusＡ）及び負の最小値をとる基準値
Ｓus４（中間値ＳusＢ）を関心領域の信号範囲の内側に
設定する構成においても、前記図７〜図10に示した種々
の関数形を用いることができる。ところで、図14に示す
ような胸部正面画像で、例えば肺の部分に金属製のペー
スメーカがあると、この部分は極端に信号値が低下する
ことになり、信号値が低い側（低濃度側）を、非鮮鋭マ
スク信号Ｓusに基づいて補正する場合には、本来肺野の
部分は補正を行わせたくないのに、前記ペースメーカの
部分については信号値を上げる補正を行うことになって
しまう。

【００４０】そこで、以下に説明する実施例では、圧縮
を行わせたくない領域に、信号値が極端に異なる異物が
存在しても、かかる異物に影響された非鮮鋭マスク信号
Ｓusによって補正が加えられてしまうことが防止できる
構成としてある。まず、図14に示すようなオリジナル画
像（胸部正面画像）において、補正特性を使い分ける領
域区分を行う。図14に示す例では、周縁部の照射野絞り
領域（領域１）、素抜け領域（領域２）、肺野領域（領
域３）、その他の被写体領域（領域４）の４領域に分け
ている。

【００４１】尚、前記領域の区分は、オリジナル画像を
ＣＲＴ等に表示させ、オペレータがかかる表示を見なが
ら領域を指定する情報を入力する構成であっても良い
し、また、オリジナル画像信号Ｓorg から画像信号解析
により被写体の輪郭，肺野（内部構造）の輪郭，照射野
絞りの境界を抽出して自動設定させる構成であっても良
い。

【００４２】ここで、補正関数をＦとしたときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋Ｆなる演算を行ってダイナミックレンジが圧縮された画像
信号Ｓprocを得るものとした場合、領域１，２，３で
は、非鮮鋭マスク信号Ｓusに因らずに補正関数Ｆを０
（一定値関数ｆ２）とし、肺野を除く関心領域である領
域４では、非鮮鋭マスク信号Ｓusの関数である補正値ｆ
１（Ｓus）を用いて圧縮を行わせる。

【００４３】前記補正値ｆ１（Ｓus）は、図15に示すよ
うな関数形に設定してあり、かかる関数形は下式に示さ
れる。

【００４４】

【数３】

【００４５】上記補正値ｆ１（Ｓus）における基準値Ｓ
us１，Ｓus２は、図16（ａ）に示すように、非鮮鋭マス
ク信号Ｓusの肺野（及び肺領域に設けられたペースメー
カ）を横断する部分のプロファイルをとったときに、基
準値Ｓus２については、素抜け部よりも低く、かつ、肺
野部の信号レベルよりも高く設定してあり、また、基準
値Ｓus１については、肺野領域とその他の被写体領域と
を分ける境界レベル付近に設定してある。

【００４６】ここで、図16（ａ）に示すような非鮮鋭マ
スク信号Ｓusの肺野を横断する部分のプロファイルに基
づいて、図15に示すような特性の補正値ｆ１（Ｓus）を
画像の全領域に適用したとすると、前記図16（ａ）のプ
ロファイルに対応する補正値ｆ１（Ｓus）のプロファイ
ルが図16（ｂ）に示すように設定されることになる。即
ち、ペースメーカがなければ、肺野の信号は基準値Ｓus
１，Ｓus２で挟まれる信号範囲内に収まるので、補正値
が設定されることがない（補正値＝０となる）が、ペー
スメーカが存在するとかかるペースメーカの部分で非鮮
鋭マスク信号Ｓusが基準値Ｓus１を下回ることによっ
て、ペースメーカの部分の信号を上げる補正値が設定さ
れる。そして、ペースメーカの部分の信号が持ち上げら
れると、肺野部分との信号差が縮まり、読影に不適当と
なってしまう。

【００４７】ところが、上記実施例では、肺野領域を最
初から補正対象領域外としてあるから、たとえペースメ
ーカの部分で高い非鮮鋭マスク信号Ｓusが設定されて
も、これに応じてペースメーカの部分の信号に補正が加
えられることがなく、ペースメーカと肺野領域との信号
差を保持できる。即ち、図16（ｂ）に示す補正値ｆ１
（Ｓus）のうち、領域１，２，３に該当する部分を０に
した図16（ｃ）に示すような補正値ｆ１（Ｓus）が設定
されることになるから、ペースメーカに影響されて大き
な非鮮鋭マスク信号Ｓusが演算されても、これに基づい
て補正が行われることはない。

【００４８】また、同様に、素抜け部分や照射野絞りの
部分も補正対象外としてあるから、素抜けや照射野絞り
の部分に補正が加えられて、人体の部分の信号値に近づ
くことが回避でき、素抜けや照射野絞りの部分と人体の
部分との信号差を保持して、診断性能に優れた画像を提
供できる。尚、前記照射野絞り領域である領域１におい
て、前記補正関数Ｆを非常に大きな値をとる一定関数と
し、照射野絞りの部分を素抜け部と同じ位の信号値にし
てしまい、照射野絞りの部分も含めて表示させるとき
に、照射野絞りと素抜け部とが略一様に高濃度に表示さ
れ、人体部分を際立たせるようにしても良い。

【００４９】また、ＣＲＴ等にオリジナル画像を表示さ
せながら、補正特性を使い分ける領域を指定するとき
に、補正値ｆ１（Ｓus）による補正特性を決定する基準
値Ｓus１，Ｓus２や係数β₁，β₂のデータを入力させ
たり、また、補正値ｆ１（Ｓus）を用いない領域に対し
て与える一定補正値（一定値関数ｆ２）を可変入力させ
る構成としても良く、更には、前記補正データの入力結
果に基づいて得られた処理済み画像信号Ｓprocを表示さ
せるようにしても良い。

【００５０】前記実施例において、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。

【００５１】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。

【００５２】一方、マスクサイズが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Ｓ
us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。

【００５３】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。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。

【００５４】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、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0.01
サイクル／mmのとき0.5 以上かつ0.06サイクル／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0.02
サイクル／mmのとき0.5 以上かつ0.04サイクル／mmのと
き0.5 以下、更に好ましくは0.02サイクル／mmのとき0.
5 以上かつ0.03サイクル／mmのとき0.5 以下である。

【００５５】更に本発明において、非鮮鋭マスク信号Ｓ
usの関数である補正値ｆ１（Ｓus）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の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。

【００５６】また、補正値ｆ１（Ｓus）が、β（Ｓus１
−Ｓus）の様に非鮮鋭マスク信号Ｓusの一次関数で表さ
れるとき、その傾きであって圧縮度合いを決めるβの好
ましい範囲は0.2 〜1.0 であり、より好ましくは0.4 〜
0.8 である。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オリジ
ナル画像における領域毎の濃度の大小関係が逆転して
（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βを１より大きくした
場合このような問題が起こる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、オ
リジナル画像信号Ｓorg を処理して前記オリジナル画像
よりもダイナミックレンジの狭い画像を担持する処理済
み画像信号Ｓprocを得る放射線画像のダイナミックレン
ジ圧縮方法において、ダイナミックレンジの圧縮処理を
施したくない照射野絞り，素抜け，異物の領域が補正さ
れて、関心領域に対する信号差を保持できなくなること
を防止でき、以て、読影性に優れた放射線画像を提供で
きるという効果がある。

【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】実施例における補正値の関数形を示す線図。

【図３】実施例における処理特性を説明するためのヒス
トグラム線図。

【図４】一般的な補正値の関数形を示す線図。

【図５】実施例における補正値の関数形の異なるパター
ンを示す線図。

【図６】実施例における補正値の関数形の異なるパター
ンを示す線図。

【図７】実施例における補正値の関数形の異なるパター
ンを示す線図。

【図８】実施例における補正値の関数形の異なるパター
ンを示す線図。

【図９】実施例における補正値の関数形の異なるパター
ンを示す線図。

【図10】実施例における補正値の関数形の異なるパター
ンを示す線図。

【図11】実施例における補正値の関数形を示す線図。

【図12】オリジナル画像のヒストグラム特性の一例を示
す線図。

【図13】実施例で処理された画像のヒストグラム特性を
示す線図。

【図14】胸部正面画像における領域区分状態を示す図。

【図15】領域別に定められる補正値の関数形を示す線
図。

【図16】領域別の補正関数設定の効果を説明するための
プロファイル線図。

【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 15 画像メモリ 16 インタフェイス 17 プリンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
オリジナル画像を表すオリジナル画像信号Ｓorg を処理
して前記オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭
い画像を担持する処理済み画像信号Ｓprocを得る放射線
画像のダイナミックレンジ圧縮方法であって、各画素点に対応して非鮮鋭マスク信号Ｓusを求め、該非
鮮鋭マスク信号Ｓusの関数ｆ１（Ｓus）を補正値とした
ときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１（Ｓus）なる演算を行って前記処理済み画像信号Ｓprocを得る放
射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法において、前記補正値ｆ１（Ｓus）が、前記非鮮鋭マスク信号Ｓus
の所定中間値ＳusＡで正の最大値をとり、前記所定中間
値ＳusＡを上回る領域では非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大
に応じて単調減少し、前記所定中間値ＳusＡを下回る領
域では前記正の最大値に固定されるか又は非鮮鋭マスク
信号Ｓusの減少に応じて単調減少することを特徴とする
放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法。
【請求項２】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
オリジナル画像を表すオリジナル画像信号Ｓorg を処理
して前記オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭
い画像を担持する処理済み画像信号Ｓprocを得る放射線
画像のダイナミックレンジ圧縮方法であって、各画素点に対応して非鮮鋭マスク信号Ｓusを求め、該非
鮮鋭マスク信号Ｓusの関数ｆ１（Ｓus）を補正値とした
ときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１（Ｓus）なる演算を行って前記処理済み画像信号Ｓprocを得る放
射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法において、前記補正値ｆ１（Ｓus）が、前記非鮮鋭マスク信号Ｓus
の所定中間値ＳusＢで負の最小値をとり、前記所定中間
値ＳusＢを下回る領域では非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大
に応じて単調減少し、前記所定中間値ＳusＢを上回る領
域では前記負の最小値に固定されるか又は非鮮鋭マスク
信号Ｓusの増大に応じて単調増加することを特徴とする
放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法。
【請求項３】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
オリジナル画像を表すオリジナル画像信号Ｓorg を処理
して前記オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭
い画像を担持する処理済み画像信号Ｓprocを得る放射線
画像のダイナミックレンジ圧縮方法であって、各画素点に対応して非鮮鋭マスク信号Ｓusを求め、該非
鮮鋭マスク信号Ｓusの関数ｆ１（Ｓus）を補正値とした
ときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋ｆ１（Ｓus）なる演算を行って前記処理済み画像信号Ｓprocを得る放
射線画像のダイナミックレンジ圧縮方法において、前記非鮮鋭マスク信号Ｓusの２つの異なる中間値をＳus
Ａ，ＳusＢ（ＳusＡ＜ＳusＢ）としたときに、前記補正
値ｆ１（Ｓus）が、前記中間値ＳusＡで正の最大値をと
り、かつ、前記中間値ＳusＢで負の最小値をとる一方、
前記２つの中間値ＳusＡ，ＳusＢで挟まれる信号領域で
は非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応じて単調減少し、中
間値ＳusＡを下回る領域では前記正の最大値に固定され
るか又は非鮮鋭マスク信号Ｓusの減少に応じて単調減少
し、前記中間値ＳusＢを上回る領域では前記負の最小値
に固定されるか又は非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応じ
て単調増加することを特徴とする放射線画像のダイナミ
ックレンジ圧縮方法。
【請求項４】被写体を透過した放射線画像情報に基づく
オリジナル画像を表すオリジナル画像信号Ｓorg を処理
して前記オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭
い画像を担持する処理済み画像信号Ｓprocを得る放射線
画像のダイナミックレンジ圧縮方法であって、補正関数をＦとしたときに、Ｓproc＝Ｓorg ＋Ｆなる演算を行ってダイナミックレンジが圧縮された画像
信号Ｓprocを得る放射線画像のダイナミックレンジ圧縮
方法において、前記補正関数Ｆとして予め異なる複数種の関数を備え、
画像内の複数領域に対して異なる補正関数Ｆを定めるこ
とを特徴とする放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方
法。
【請求項５】前記画像内の複数領域が前記被写体の輪郭
と被写体の内部構造の輪郭と照射野絞りの境界とのうち
の少なくとも１つによって区分されることを特徴とする
請求項４記載の放射線画像のダイナミックレンジ圧縮方
法。
【請求項６】前記複数の補正関数Ｆが、各画素点に対応
する非鮮鋭マスク信号Ｓusの増大に応じて単調減少する
関数ｆ１（Ｓus）と、前記非鮮鋭マスク信号Ｓusに因ら
ない関数ｆ２とを少なくとも含むことを特徴とする請求
項４又は５のいずれかに記載の放射線画像のダイナミッ
クレンジ圧縮方法。