JPH0659280B2 - Ｘ線画像処理装置 - Google Patents

Ｘ線画像処理装置

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JPH0659280B2
JPH0659280B2 JP1099421A JP9942189A JPH0659280B2 JP H0659280 B2 JPH0659280 B2 JP H0659280B2 JP 1099421 A JP1099421 A JP 1099421A JP 9942189 A JP9942189 A JP 9942189A JP H0659280 B2 JPH0659280 B2 JP H0659280B2
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博司 筒井
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は医療用Ｘ線診断装置または工業用Ｘ線検査装置
等に関する。
従来の技術 Ｘ線透過画像は、被写体の厚さと構成成分の違いが透過
Ｘ線量の差、すなわちコントラストの差として表示され
るものである。例えば、人体器管のうち骨は主成分がカ
ルシウムであり、そのＸ線吸収率が他の気管構成成分よ
り大きいために、Ｘ線透過画像において他の器管とコン
トラスト差のついた画像として現れる。
ところで、Ｘ線透過画像の撮影方法として、異なるエネ
ルギーのＸ線、例えばＸ線管の印加電圧８０ｋＶ，１２
０ｋＶによるエネルギーのＸ線を照射して撮影した画像
をそれぞれ対数変換し、これらの差分演算を行うことに
より、人体の骨のみあるいはその他の軟組織のみの画像
を得るという方法がエネルギー差分法として知られてい
る。
従来のエネルギー差分法による画像処理を第５図を用い
て説明する。２種類の異なるエネルギーを持つＸ線によ
り撮影された画像の対数変換画像１，２を用いて差分処
理３，差分処理４により処理画像５，処理画像６を得
る。差分処理３，差分処理４に使用する数式は次のよう
になものである。
画像５＝ｋ1×画像１−ｋ2×画像２ (1) 画像６＝ｋ3×画像１−ｋ4×画像２ (2) 発明が解決しようとする課題 一般に、上記の計算により得られた画像に於ける画質は
大きく劣化する。画像１，画像２のノイズ成分をそれぞ
れＮ1，Ｎ2とすると、処理画像５，処理画像６のノイズ
成分はそれぞれ次式で表される。
(画像５のノイズ)2＝(k1×N1)2+(k2×N2)2 (3) (画像６のノイズ)2＝k3×N1)2+(k4×N2)2 (4) （３）式，（４）式で示されるように、得られた画像の
ノイズ成分は元の画像のノイズ成分の２乗和となる。特
に、画像におけるコントラスト差の小さい成分の画像成
分を抽出する場合、または空間周波数成分の高い画像成
分を抽出する場合には、画質が大きく劣化する。
本発明かかる点に鑑み、画質劣化の少ないＸ線画像処理
装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、２種類の異なるエネルギー帯のＸ線透過画像
の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2から第１の画像を得るための処
理Ａと、第１の画像とＬ2を用いて第２の画像を得るた
めの処理ＤよりなるＸ線画像処理装置である。
本発明は、２種類の異なるエネルギー帯のＸ線透過画像
の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2から第１の画像を得るための処
理Ａと、対数変換画像Ｌ1に施す処理Ｂと、第１の画像
に施す処理Ｃと、処理Ｂの結果と処理Ｃの結果を用いて
第２の画像を得るための処理ＤよりなるＸ線画像処理装
置である。
作用 本発明は前記した構成により、２種類の異なるエネルギ
ー帯のＸ線透過画像の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2から得られ
た画像とＬ2との処理により画像を得ることを特徴とす
るものであり、それによって、ノイズ成分の少ない画像
を得ることができる。
また、本発明は、前記した構成により２種類の異なるエ
ネルギー帯のＸ線透過画像の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2の処
理過程において、画像の周波数成分の強調あるいは抑制
手段を設けることを特徴とするものであり、それによっ
て、良好な画像を得るものである。
実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。なお、第１図〜第４図において共通する要素に
は共通の信号を付して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例におけるＸ線画像処理方
法のブロック図を示すものである。第１図において、１
は低エネルギーのＸ線による透過画像を対数変換した低
エネルギー画像、２は高エネルギーのＸ線による透過画
像を対数変換した高エネルギー画像、７，８は差分処
理、１１は差分処理７による処理後の画像、１２は差分
処理８による処理後の画像をそれぞれ示す。
以上のように構成された本実施例のＸ線画像処理装置に
ついて、人体のＸ線による透過画像を例にとって以下そ
の動作を説明する。
差分処理７では、低エネルギー画像１と高エネルギー画
像２から骨の部分を消去するような係数を用いて差分処
理を行、その結果の軟組織画像を処理画像１１とする。
次に、差分処理８により低エネルギー画像１と軟部組織
画像１１で適当な係数を掛けて差分を行うことにより、
処理画像１２として骨の画像を得る。従って、従来のよ
うに低エネルギー画像と高エネルギー画像とで差分処理
を行って骨の画像を得るのに比べると、ノイズ成分の増
加の少ない画像が得られる。
以上のように本実施例によれば、低エネルギー画像と高
エネルギー画像からエネルギー差分処理により得られた
画像と、低エネルギー画像とで差分処理を行うようにす
ることにより、ノイズ成分を増加させることなく高周波
成分を含む画像成分の抽出を行うことができる。
第２図は本発明の第２の実施例におけるＸ線画像処理装
置のブロック図を示すものである。第２図において、１
は低エネルギーのＸ線による透過画像を対数変換した低
エネルギー画像、２は高エネルギーのＸ線による透過画
像を対数変換した高エネルギー画像、７，８は差分処
理、９は高い空間周波数成分を強調するための空間フィ
ルタリング処理、１０は高い空間周波数成分を抑制する
ための空間フィルタリング処理、１１は差分処理７によ
る処理後の画像、１２は差分処理８による処理後の画像
をそれぞれ示す。
以上のように構成された本実施例のＸ線画像処理装置に
ついて、人体のＸ線による透過画像を例にとって以下そ
の動作を説明する。
差分処理７では、低エネルギー画像１と高エネルギー画
像２から骨の部分を消去するような係数を用いて差分処
理を行い、その結果の軟組織画像を処理画像１１とする
とともに空間フィルタリング処理１０を行う。空間フィ
ルタリング処理１０は高い空間周波数成分（例えば２ラ
インペア/mm以上の周波数成分）を抑制するような特性
を持っており、軟組織画像の低い空間周波数成分のみが
出力される。一般に、人体における軟部組織にはあまり
空間周波数の高い成分は含まれていないため、空間フィ
ルタリング処理１０によって軟部組織の情報量はほとん
ど失われず、ノイズの高周波成分が除去されることにな
る。また、低エネルギー画像１に対して空間フィルタリ
ング処理９を行い低エネルギー画像１の空間周波数の高
い成分（例えば２ラインペア/mm〜５ラインペア/mmの範
囲の周波数成分）を強調する。低エネルギー画像１に含
まれる高周波成分は、骨の部分の高周波成分とノイズ成
分があり、いずれも強調されるが低エネルギー画像１の
ノイズ成分はそれほど大きくないため、従来のように差
分処理を行ってから高周波成分を強調するのに比べる
と、格段に信号対雑音比の優れた画像が得られる。次
に、このようにして得られた空間フィルタリング処理９
の結果と、前述した空間フィルタリング処理１０の結果
とを用いて、差分処理８を行う。即ち、高周波成分が強
調された低エネルギー画像からなる高周波成分が抑制さ
れた軟部組織画像を適当な係数を掛けて差分を行うこと
により、処理画像１２として骨の画像を得る。
以上のように本実施例によれば、低エネルギー画像と高
エネルギー画像からエネルギー差分処理により得られた
画像の高周波成分を抑制した画像と、低エネルギー画像
の高周波成分を強調した画像とで差分処理を行うように
することにより、高周波成分を含む画像成分の抽出を大
きな画質の低下を伴わずに行うことができる。
第３図は本発明の第３の実施例におけるＸ線画像処理装
置のブロック図を示すものである。第３図において、１
は低エネルギーのＸ線による透過画像を対数変換した低
エネルギー画像、２は高エネルギーのＸ線による透過画
像を対数変換した高エネルギー画像、７，８は差分処
理、９は高い空間周波数成分（例えば２ラインペア/mm
〜５ラインペア/mmの範囲の周波数成分）を強調するた
めの空間フィルタリング処理、１１は差分処理７による
処理後の画像、１２は差分処理８による処理後の画像で
ある。
以上のように構成された本実施例のＸ線画像処理装置に
ついて、人体のＸ線による透過画像を例にとって以下そ
の動作を説明する。
差分処理７では、低エネルギー画像１と高エネルギー画
像２から骨の部分を消去するような係数を用いて差分処
理を行い、その結果の軟組織画像を処理画像１１とする
と。また、低エネルギー画像１に対して空間フィルタリ
ング処理９を行い低エネルギー画像１の空間周波数の高
い成分が強調される。このようにして得られた空間フィ
ルタリング処理９の結果と、前述した差分処理７で得ら
れた結果とを用いて、差分処理８を行う。即ち、高周波
数成分が強調された低エネルギー画像から軟部組織画像
を適当な係数を掛けて差分を行うことにより、処理画像
１２として骨の画像を得る。従って、差分処理７による
処理結果においてノイズ成分以外に高周波成分を持つよ
うな被写体を対象とする場合においても良好に差分処理
８を行うことができる。また、処理画像１２として高周
波成分が強調された画像が得られるが、この周波数成分
強調処理は、最も信号対雑音比の良い低エネルギー画像
１を用いて行っているため、ノイズ成分の強調度は最小
限に抑えられている。
以上のように本実施例によれば、低エネルギー画像と高
エネルギー画像からエネルギー差分処理により得られた
画像と、低エネルギー画像の高周波成分を強調した画像
とで差分処理を行うようにすることにより、エネルギー
差分処理による処理結果においてノイズ成分以外に高周
波成分を持つような被写体を対象とする場合について
も、良好に画像成分の抽出を行うことができる。
第４図は本発明の第４の実施例におけるＸ線画像処理装
置のブロック図を示すものである。第４図において、１
は低エネルギーのＸ線による透過画像を対数変換した低
エネルギー画像、２は高エネルギーのＸ線による透過画
像を対数変換した高エネルギー画像、７，８は差分処
理、１０は高い空間周波数成分（例えば２ラインペア/m
m以上の周波数成分）を抑制するための空間フィルタリ
ング処理、１１は差分処理７による処理後の画像、１２
は差分処理８による処理後の画像である。
以上のように構成された本実施例のＸ線画像処理装置に
ついて、人体のＸ線による透過画像を例にとって以下そ
の動作を説明する。
差分処理７では、低エネルギー画像１と高エネルギー画
像２から骨の部分を消去するような係数を用いて差分処
理を行い、その結果の軟組織画像を処理画像１１とする
とともに空間フィルタリング処理１０を行う。空間フィ
ルタリング処理１０は高い空間周波数成分を抑制するよ
うな特性を持っており、軟組織画像の低い空間周波数成
分のみが出力される。次に、このようにして得られた空
間フィルタリング処理１０の結果と、低エネルギー画像
１とを用いて、差分処理８を行う。即ち、低エネルギー
画像から高周波成分が抑制された軟部組織画像を適当な
係数を掛けて差分を行うことにより、処理画像１２とし
て骨の画像を得る。
以上のように本実施例によれば、低エネルギー画像と高
エネルギー画像からエネルギー差分処理により得られた
画像の高周波成分を抑制した画像と、低エネルギー画像
とで差分処理を行うようにしており、高周波成分の強調
を行っていないためノイズ成分を増加させることがな
く、ノイズの多い画像に対しても高周波成分を含む画像
成分の抽出を多きな画質の低下を伴わずに行うことがで
きる。
なお、第２から第４の実施例において、空間フィルタリ
ング処理として、高周波成分を強調するような特性のも
のと高周波成分を抑制するような特性のものを用いた
が、これらに限定する必要はなく被写体の性質に応じた
特性を持つ空間フィルタリング処理を行えばよい。
また、低エネルギー画像と高エネルギー画像を得るため
には、Ｘ線管に印加する電圧を例えば８０ｋＶ、１２０
ｋＶと変えて２回に分けて撮影するか、Ｘ線管の印加電
圧は変えず、高エネルギー画像を撮影する際にＸ線管と
検出器の間に、例えば金属板を挿入して撮影してもよい
し、Ｘ線検出器としてエネルギー弁別機能を有する検出
器を使用して、１回の撮影により２つのエネルギー帯に
分けた画像を得られるようにしてもよい。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、コントラストの
低い画像成分の抽出を大きな画質の低下を伴わずに行う
ことができる。
また、本発明によれば、被写体を構成する材料の持つ空
間周波数成分が異なる場合に、差分処理の前に空間フィ
ルタ処理を行うことにより、良好な画像を得ることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明における第１の実施例の画像処理装置の
ブロック構成図、第２図は本発明の第２の実施例の画像
処理装置のブロック構成図、第３図は本発明の第３の実
施例の画像処理装置のブロブロック図、第４図は本発明
における第４の実施例の画像処理方法を示すブロック
図、第５図は従来のエネルギー差分法を示すブロック図
である。 １……低エネルギー画像、２……高エネルギー画像、
３，４，７，８……差分処理、９，１０……空間フィル
タリング処理、５，６，１１，１２……処理画像。
フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼住 嘉之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−221580（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】被写体の、２種類の異なるエネルギー帯の
    Ｘ線透過画像の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2を得る手段と、前
    記対数変換画像Ｌ1，Ｌ2に差分処理を施して第１の画像
    を得る手段と、前記第１の画像と対数変換画像Ｌ1の差
    分処理を施して第２の画像を得る手段を具備するＸ線画
    像処理装置。
  2. 【請求項２】被写体の、２種類の異なるエネルギー帯の
    Ｘ線透過画像の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2を得る手段と、そ
    の対数変換画像Ｌ1，Ｌ2に差分処理を施して第１の画像
    を得る手段と、前記第１の画像に高い周波数成分を抑制
    した画像Ａを得る手段と、前記画像Ａと前記対数変換画
    像Ｌ1の高い周波数成分を強調した画像Ｂを得る手段
    と、前記画像ＡおよびＢの差分処理を施して第２の画像
    を得る手段を具備するＸ線画像処理装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、第１の画像に高い周波
    数成分を抑制する手段の出力と、前記第１の画像と対数
    変換画像Ｌ1との差分処理を施して第２の画像を得る手
    段を具備するＸ線画像処理装置。
  4. 【請求項４】請求項１において、第１の画像と、第１の
    画像と対数変換画像Ｌ1の高い周波数成分を強調した画
    像との差分処理を施して第２の画像を得る手段を具備す
    るＸ線画像処理装置。
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