JPH07181609A - 放射線画像の照射野領域抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】放射線画像の照射野領域の抽出性能を高める。 【構成】放射線画像の画像データを回転移動し (Ｓ１)
、境界線と考えられる直線部分が画像の縁辺と平行に
なったか否かにより境界線候補を検出し (Ｓ２) 、該候
補となる境界線の直線方程式を算出し (Ｓ３) 、境界線
で囲まれた部分を照射野領域として抽出する (Ｓ４) 。

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照射野領域
抽出装置に関し、詳しくは、照射野絞りを行って撮影さ
れた放射線画像から照射野領域部分のみを抽出する技術
の改良に関する。

【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線を蛍光体層（蛍光スクリー
ン）に照射し、これにより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を取り出す方法が
工夫されるようになってきている。この方法としては、
被写体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しかる
後、この蛍光体を例えば光又は熱エネルギーで励起する
ことによりこの蛍光体が上記吸収により蓄積している放
射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を光
電変換して画像信号を得る方法がある。このようにして
得られた放射線画像信号は、そのままの状態で、或いは
画像処理を施されてプリンタ，ＣＲＴ等に出力されて可
視化されるが、コンピュータによる画像処理のためにデ
ジタル化されることが多い。

【０００４】ところで、放射線撮影においては、放射線
の被照射部分をなるべく少なくしようとする人道的な理
由や、診断に関係ない部分からの散乱線を防ぐといった
診断上の理由から、被写体の一部や放射線源に鉛板等の
放射線非透過物を設置して、被写体に対する放射線の照
射野を限定する照射野絞りが行われる場合がある。一
方、前記ディジタル放射線画像の画像処理（階調処理，
空間周波数処理等）においては、画像データの統計的性
質（データの最大値・最小値・ヒストグラム）から処理
条件を決定し、関心領域を見やすく仕上げる画像処理を
施すようにしているが、前述のように照射野絞りが行わ
れる場合には、画像データの統計的性質に前記照射野絞
りの部分（放射線が直接照射されなかった部分）のデー
タが影響し、全体的に放射線透過量の少ない方に偏った
性質を示すことになってしまい、画像処理条件を適切に
設定できなくなるという問題がある。

【０００５】例えば、図17に示すように、胸部放射線画
像における関心領域である肺野領域を、縦方向及び横方
向のプロジェクションにおける極大・極小値を用いて認
識させ、かかる肺野領域内の画像データのヒストグラム
或いは累積ヒストグラムに基づいて階調処理条件を決定
することが行われているが、図17に示すように、画像下
部に照射野絞りされた部分が入ると、プロジェクション
が前記絞り部分を含めて作成されるから、正しく肺野領
域を認識させることができなくなり、照射野絞りの部分
を含んで肺野領域が認識されることになる。従って、図
17に示すような場合には、誤認識された肺野領域内にお
ける画像データのヒストグラム或いは累積ヒストグラム
を用いて階調処理条件を設定すると、全体的に低めの画
像データに合わせた階調処理が行われることになり、処
理後の画像が白っぽく適切なコントラストが出ない画像
となってしまう。

【０００６】そこで、画像処理条件を決定させるに当た
って、予め画像内の照射野の部分のみを抽出し、該照射
野内の画像データのみに基づいて関心領域検出や条件設
定を行わせる必要があり、照射野領域を抽出する方法と
しては特開平５−７５７９号公報に開示されているよう
な技術が提案されている。その要点を以下に示す。 画像データを小領域に分割する。

【０００７】 各小領域内の画像データの分散値を求
める。 分散値が所定値以上である小領域を所定数以上含ん
でいる行及び列を照射野領域と照射野絞り領域との境界
線とみなす。 境界線に囲まれる領域を照射野領域として抽出す
る。 即ち、境界線を含む小領域では照射野絞り領域側は照射
野領域側に対して画像データの明度 (濃度) が著しく高
い (小さい) ため、明度低 (濃度大) 側と明度高 (濃度
小) 側とにデータが分散して分散値が大きくなり、それ
によって当該小領域が境界線を含む領域であると判別で
き、当該境界線を含む小領域が縦横に連続する行及び列
を境界線とみなせるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術において、分散値が所定値以上の小領域を単に縦横に
数えて、境界線が行及び列つまり縦横方向にあるとして
いるのは、前記特開平５−７５７９号公報に開示されて
いるように、画像データ内の照射野の形状が画像の縁辺
に平行な長方形であることを前提としているからであ
る。

【０００９】しかしながら、被写体の撮影部位によって
は、図18に示すように長方形の照射野が画像の縁辺に対
して斜めになるように撮影されるような場合も多く、そ
の場合、境界線は行及び列方向には連続しないため、前
記技術を採用することができなかった。また、照射野領
域の形状を前記長方形に限らず、多角形や円弧、更には
任意の不定形とすることができる撮影装置で撮影された
場合に対しても照射野領域の抽出が要求されている。

【００１０】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、長方形の照射野が画像の縁辺に対して
斜めになるように撮影された場合、或いは、長方形以外
の多角形形状の照射野で撮影された場合でも照射野領域
を抽出することができる放射線画像の照射野領域抽出装
置を提供することを第１の目的とする。また、任意の形
状の照射野領域を抽出することができる放射線画像の照
射野領域抽出装置を提供することを第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
第１の放射線画像の照射野領域抽出装置は、照射野絞り
を行って被写体に照射された放射線の被写体各部の透過
量に対応して形成される放射線画像の照射野領域抽出装
置であって、図１に実線で示す各手段を含んで構成され
る。

【００１２】図１において、回転移動手段は、画像デー
タを所定の回転中心に関して回転移動させる。この回転
移動は、照射野領域と照射野絞り領域との境界線に相当
するラインが画像上に設定された直交座標の座標軸と平
行になったことが平行状態検出手段で検出されるまで行
われる。平行状態が検出されると、直線方程式算出手段
において、それまでの回転角度及び回転中心から境界線
までの距離によって回転前の境界線の直線方程式が算出
される。

【００１３】照射野領域抽出手段は、複数本の境界線に
囲まれる領域を直線方程式から決定し、照射野領域とし
て抽出する。ここで、前記境界線抽出手段を、図１に点
線で示す各手段により構成することができる。小領域分
割手段は、放射線画像の画像領域を縦横に複数の小領域
に分割し、特性値算出手段は、前記分割された小領域毎
に、小領域内に含まれる画像データの特性値を算出す
る。そして、該小領域とその特性値とに基づいて、境界
線を抽出する。

【００１４】前記特性値としては、例えば、該小領域内
に含まれる分散値としたり、小領域内に含まれる標準偏
差としたり、小領域内に含まれる画像データの最大値に
相当する値と最小値に相当する値との差とすることなど
ができる。また、本発明に係る第２の放射線画像の照射
野領域抽出装置は、図２に示す２つの手段を含んで構成
される。

【００１５】図２において、境界点抽出手段は、画像デ
ータに基づいて照射野領域と照射野絞り領域とのある境
界点を抽出した後、該境界点周辺の境界候補点群を追跡
して境界点を順次抽出していき、該抽出された境界点群
に囲まれる領域を照射野領域抽出手段が、照射野領域と
みなして、その抽出を行う。ここで、前記境界点抽出手
段を、図２に点線で示す小領域分割手段と特性値算出手
段を含んで構成することができる。これら各手段は、前
記第１の照射野領域抽出装置における境界線抽出手段に
おけるものと同様に機能し、分割された小領域毎に特性
値が算出され、該特性値に基づいて境界点が抽出され
る。特性値も前記同様の分散値，標準偏差，最大値相当
値と最小値相当値との差などとすればよい。

【００１６】また、本発明に係る第３の放射線画像の照
射野領域抽出装置は、図３に示す各手段を含んで構成さ
れる。撮影情報入力手段には、放射線画像撮影時の各種
情報が入力され、照射野領域抽出処理選択手段は前記撮
影情報入力手段からの撮影情報に基づいて複数の照射野
領域抽出手段の中から最適な照射野領域抽出処理を行う
照射野領域抽出手段を選択して、照射野領域抽出処理を
行わせる。

【００１７】ここで、前記撮影情報としては撮影部位，
撮影体位，被写体情報，撮影方法，撮影条件のうちの１
以上の組み合わせとすることができる。また、前記複数
の照射野領域抽出手段は、撮影画像の形状的特徴と位置
的特徴と画質的特徴の中から少なくとも１つを利用して
照射野領域の抽出を行うものを組み合わせて備えること
ができ、前記照射野領域抽出処理選択手段は、前記撮影
情報に応じて現れる前記撮影画像の特徴を利用した照射
野領域抽出手段を選択することができる。

【００１８】更に、閾値調整手段を備えて、前記形状的
特徴と位置的特徴と画質的特徴の中から少なくとも１つ
の特徴をもとに、照射野領域抽出手段での抽出処理に必
要なパラメータの閾値を調整する構成とすることもでき
る。

【００１９】

【作用】

第１の放射線画像の照射野領域抽出装置の作用 長方形の照射野領域を画像の縁辺に対して斜めにして撮
影したり、多角形の照射野領域で撮影したりした場合、
照射野領域と照射野絞り領域との境界線に斜めになるも
のを生じる。

【００２０】その場合、画像データを回転させて境界線
が画像の縁辺と平行となったときの回転角度と回転中心
から境界線までの距離とを得ることにより、回転前の初
期位置における境界線の直線方程式を容易に算出するこ
とができる。全ての境界線を求めれば、それらの境界線
で囲まれる部分を照射野領域として抽出することができ
る。

【００２１】また、境界線の抽出を、画像領域を小領域
に分割して、該小領域内の画像データの特性値によって
求めるようにすれば、比較的少ない画像データで境界線
を抽出することができる。その場合、境界線を含む小領
域では境界線の内外に照射野領域と照射野絞り領域とを
含むため、小領域内に含まれる画像データの分散値や標
準偏差、最大値相当値と最小値相当値との差などを特性
値とすることにより、容易に境界線を抽出することがで
きる。

【００２２】第２の放射線画像の照射野領域抽出装置の
作用 円弧，その他照射野領域と照射野絞り領域との境界線が
曲線となる形状を含む任意の形状の照射野領域を抽出す
ることができるものであり、ラスター走査等を行い、画
像データに基づいて、まず、１つの境界点を見つける
と、それが正しく境界線上の点である場合には、境界点
は線状に繋がるため前記１つの境界点の周辺に境界点が
見つかるはずである。そこで、前記１つの境界点を起点
として該境界点の周辺の境界点候補群を追跡することに
より、次の境界点が見つかり、以下同様にして順次境界
点が得られる。そして、それら境界点で囲まれる部分を
照射野領域として抽出することができる。このようにし
て１つの境界点が見つかると、後は、境界点の周辺のみ
を追跡して新たな境界点を見つける方法であるため、最
小限の追跡で任意の形状の照射野領域を抽出することが
できる。

【００２３】このものでも、境界点の抽出を画像領域を
小領域に分割し、該小領域毎に画像データに基づいて特
性値を算出して行うことができ、短時間で高精度な抽出
を行える。 第３の放射線画像の照射野領域抽出の作用 撮影されたときの条件によって異なる照射野領域の特徴
を利用して照射野領域を抽出するものであり、撮影情報
が入力された撮影情報入力手段から該撮影情報を得て照
射野領域の特徴を予測し、該特徴に基づいて照射野領域
の抽出に最適な処理を行う照射野領域抽出手段を選択し
て、短時間で高精度な抽出を行わせることができる。

【００２４】撮影情報として撮影部位，撮影体位，被写
体情報 (患者の体形，体質；太っているか痩せている
か，成人か小児か，男性か女性か等) などは照射野領域
の形状や位置を知る有力な手掛かりとなり、撮影方法や
撮影条件はコントラスト等撮影画像の画質に関係するた
め画質に基づいた照射野領域の抽出を可能とするもので
ある。

【００２５】そこで、前記各種の撮影情報に応じて照射
野領域の形状的特徴，位置的特徴，画質的特徴のなかの
１以上の組み合わせによって最適な照射野領域抽出手段
を選択することができる。更に、前記特徴に基づいて照
射野領域抽出処理に必要なパラメータの調整を行うこと
で、より、抽出精度を高めることができる。

【００２６】

【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２は、本発明にかかる放射線画像の照射野領域
抽出装置を含む医療用の放射線画像記録読取装置であっ
て、医療用として人体の胸部正面の放射線撮影に適用し
たものである。

【００２７】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、人体胸部Ｍ（被写体）に向け
て放射線（一般的にはＸ線）を照射するが、本実施例に
おいては、放射線発生源１と人体胸部Ｍとの間に、鉛板
などの放射線非透過物によって形成された遮蔽板20が設
けられており、該遮蔽板20の開口部のみを放射線の照射
野とする照射野絞りを行って放射線撮影が行われるよう
にしてある。

【００２８】記録読取装置３は、胸部Ｍを挟んで放射線
源１と対向する面に放射線画像変換パネル４を備えてお
り、この変換パネル４は放射線源１からの照射放射線量
に対する胸部Ｍの放射線透過率分布に従ったエネルギー
を輝尽性蛍光体層に蓄積し、そこに胸部Ｍの潜像を形成
する。前記変換パネル４は、支持体上に輝尽性蛍光体層
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、該輝尽性蛍光体層は環境によ
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ている。尚、前記輝尽性蛍光体材
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。

【００２９】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からなる集光端が位置
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。

【００３０】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でデジタルデータ（放射線透過量
に比例するデジタル放射線画像信号）に変換される。そ
して、この被写体各部の放射線透過量に比例するデジタ
ル画像信号は、画像処理装置14において順次画像処理さ
れて、画像処理後の画像信号がインターフェイス16を介
してプリンタ17に伝送されるようになっている。

【００３１】15は画像処理装置14における画像処理を制
御するＣＰＵであり、Ａ／Ｄ変換器13から出力されるデ
ジタルの放射線画像データに対して階調処理を含む種々
の画像処理（例えば空間周波数処理，拡大，縮小，移
動，回転，統計処理等）を画像処理装置14において施さ
せ、診断に適した形としてからプリンタ17に出力させ、
プリンタ17で胸部放射線画像のハードコピーが得られる
ようにする。

【００３２】尚、インタフェイス16を介して接続される
のは、ＣＲＴ等のモニタであっても良く、更に、半導体
記憶装置などの記憶装置（ファイリングシステム）であ
っても良い。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。

【００３３】前記画像処理装置14では、読み取られた放
射線画像信号の画像処理を行うが、かかる画像処理にお
いては、画像内における照射野の領域を抽出し、照射野
内の画像データの統計的性質、又は、照射野内でのプロ
ファイル情報などから求めた関心領域での画像データの
統計的性質などに基づいて処理条件を決定させるため
に、画像処理装置14では、図３のフローチャートに示す
ようにして画像処理の前に照射野領域の抽出を行う。

【００３４】ここで、図５のフローチャートに従って、
照射野領域の抽出の様子を簡単に述べると、まず、Ｓ１
では、変換パネル４から光電的に読み取られたディジタ
ル放射線画像信号のデータを、間引き処理を行ってデー
タ数を減少させた後、画像の縁辺に沿って縦横に設定さ
れた直交座標系における各画像データの位置を所定の回
転中心に介して回転移動させる。

【００３５】Ｓ２では、照射野領域と照射野絞り領域と
の境界線と考えられる直線部分が、前記直交座標のＸ軸
又はＹ軸に平行になったか否かを判定する。Ｓ３では、
Ｓ２で直線成分が直交座標のＸ軸又はＹ軸と平行になっ
たと判定されたとき、該直線成分の回転前の直線方程式
を、回転中心からの距離と回転角度から算出する。

【００３６】これらＳ２、Ｓ３の処理はＳ１の回転角度
が上限値を超えるか又は所定の条件を満たすまで繰り返
され、照射野絞りが行われている場合は、１本以上の直
線成分の直線方程式が得られる。尚、境界線が抽出され
ない場合、即ち、照射野絞りが入っていないことの判定
も可能である。Ｓ４では、Ｓ３で算出された１本以上の
直線方程式を利用して、それら直線で囲まれた内側の領
域を照射野領域として抽出する。Ｓ３で照射野絞りが入
っていないと判定された場合は、照射野領域は画像の全
面となる。

【００３７】次に、前記境界線を抽出する手段として、
図１に示した小領域分割手段，特性値算出手段を備え、
更に正誤判定手段を具備した装置における照射野領域抽
出処理を詳細に説明する。まず、前記Ｓ１における回転
移動処理 (図１の回転移動処理手段で行われる処理) に
ついて説明する。一般にデジタル放射線画像信号の原画
像は2000×2000〜4000×4000画素程度であるが、照射野
領域抽出処理を行う際には128 ×128 画素程度にまで画
像信号を間引いても精度的には何ら支障はない。したが
って、処理時間を短縮するためには間引きを行った画像
信号を用いた方が好ましい。間引きの方法としては、20
00×2000の原画像を128 ×128 個の小領域に分割したと
きの各小領域内の画素値の平均値や中央値、あるいは小
領域内の任意の一画素値などを用いて行うことなどが考
えられる。以下、原画像128 ×128 画素に間引き処理を
行ったことを前提にして記述する。

【００３８】画像データとは、コンピュータ上ではＭ行
Ｎ列 (本説明ではＭ＝128 ，Ｎ＝128)の配列として扱わ
れることが多い。図６はこの画像データの回転処理を説
明するものである。図６において、Ｘ軸，Ｙ軸は回転前
の画像データの縁辺に沿って設定された直交座標系。Ｆ
０，Ｆ１は夫々回転前と回転後の画像データ内の照射野
領域を、Ｌ０，Ｌ１は夫々回転前と回転後の照射野領域
と照射野絞り領域との境界線のうちの１本を表す。い
ま、原点 (Ｘｃ，Ｙｃ) を回転中心として角度θだけ回
転するとすると (この例ではＸｃ＝Ｙｃ＝64) 、回転前
の画像データ内の１点 (Ｘ０，Ｙ０) の回転後の座標
(Ｘ１，Ｙ１) は (１) 式によって導かれる。この変換
を全画素について行えば、画像データの回転が行える。
この回転処理を所定の角度で少しずつ (例えば５度刻み
で) 行う。

【００３９】

【数１】

【００４０】この回転処理は、必ずしも間引き画像 (12
8 ×128)の全画素について行う必要はなく、図１に示し
た小領域分割手段と特性値算出手段を用いれば更に高速
に行うことができる。なぜなら、この先の処理で重要と
なるのは照射野領域と照射野絞り領域との境界線だから
であり、この境界線のおおよその位置を求めるのには必
ずしも全画素必要ないのである。以下これについて説明
する。例えば図７に示すように128 ×128 の画像を、さ
らに４×４画素程度の小領域に分割すると32×32個の小
領域群が得られる。

【００４１】この小領域のなかで特性値として16個の画
素値の分散値、または標準偏差、または最大値相当の値
と最小値相当の値との差などを求める (ここでいう最大
値相当の値とは実質的最大値であってもよいし、誤差を
考慮して実質的最大値よりも所定量小さな値でもよい。
最小値相当の値についても同様である。) 。求められた
特性値は、照射野領域と照射野絞り領域との境界を含む
小領域において大きな値をとることが知られている (特
開平５−７５７９号公報参照) 。ここで、境界を含んで
いないのに大きな特性値となる小領域も存在するが、予
め定められた所定値以上の値となる小領域を検出してい
けば、少なくとも境界付近に存在する小領域は検出でき
る。したがって、全ての小領域の中の代表点だけを、あ
るいは所定値以上の特性値を持つ小領域の中の代表点だ
けを回転処理すれば計算量の削減に非常に有効である。
ここで代表点とは、例えば小領域の左上隅の画素とか中
央の画素とかいった具合に予め定めておけばよい。

【００４２】以下の説明では、小領域分割手段と特性値
算出手段によって間引き画像を更に小領域に分割し、各
小領域の特性値を求めた後、代表点によって全ての小領
域を回転処理したものとして進めていく。次に前記Ｓ２
の平行状態検出処理 (図１の平行状態検出手段で検出さ
れる処理) について説明する。

【００４３】前記Ｓ１の処理で所定の角度ずつ回転処理
を行っていく度に、境界線候補を検出できたか否かを判
定する。境界線候補の検出は、照射野領域と照射野絞り
領域の境界と考えられる直線成分が、図６に示したＸ
軸，Ｙ軸に平行となったか否かによって判定する。これ
を図８に基づいて説明する。図８は、図６における回転
後の画像データを小領域単位に表したものである。回転
処理は所定の角度ずつ行われるが、各回転処理が終了し
たらその都度、Ｘ軸，Ｙ軸に平行なライン上に存在する
特性値が所定値以上の小領域の数をカウントしていく。
図８は、Ｙ軸に平行な各ラインのカウントを行っている
ところである。小領域が所定数以上存在するラインを、
照射野領域と照射野絞り領域の境界線(以下、照射野エ
ッジという) のうちの１本Ｌ１の候補とみなす。なお、
カウントはＹ軸と平行になっている。回転処理はＬ１の
候補が見つかるまで行われ、予め定められた最大角度
(この例ではＸ軸，Ｙ軸に平行に正方向，負方向に行わ
れるから最大90度回転すれば全てのラインのカウントが
行える。) まで回転処理を行ってもＬ１の候補が見つか
らなければ照射野絞りは存在しないとみなすことができ
る。

【００４４】次に前記Ｓ３の直線方程式算出処理 (図１
の直線方程式算出手段で行われる処理) について説明す
る。前記Ｓ２の処理でＬ１の候補がみつかったら、その
直線方程式を算出する。回転処理は反時計周りに行われ
ているものとする。Ｌ１の候補が図８に示されるよう
に、Ｘ軸の負の範囲においてＹ軸に平行なものとして検
出されたとすると、図６に示した回転前の画像における
Ｌ０の直線方程式は、回転角度θと原点−Ｌ１間の距離
ｌによって (2-1)式のように表される (図９参照) 。

【００４５】Ｌ１がＹ軸に平行な場合。 ｙ＝−cos(180 −θ）／sin(180 −θ) ・ｘ＋１／ sin
(180 −θ) … (2-1) Ｌ１がＸ軸に平行な場合。 ｙ＝−cos(90−θ）／sin(90−θ) ・ｘ＋１／ sin (90
−θ) … (2-2) こうして求めたＬ０の直線方程式は、あくまでＳ２で得
られたＬ０の候補についてのものであり、照射野エッジ
以外のものを検出しているおそれもある。したがって、
候補の正誤判定手段を設けることが望ましい。これは、
例えば、図10で示したように直線Ｌ０の内側と外側と
で、夫々直線Ｌ０に平行な直線 (Ｌｉ，Ｌｏ) 上に存在
する画素の画素値を求め各々の代表値を比較すればよ
い。即ち、Ｌ０が本当の照射野エッジであれば、その内
側は照射野領域であるので画素値は全般的に高く、外側
は照射野絞り領域であるので画素値は全般的に低い。し
たがって、両者の差をとって、その値が所定値以上であ
るか否かでＬ０が本当の照射野エッジであるか否かの正
誤判定を行うことができる。ここで、内側と外側の代表
値とは、ＬｉとＬｏ夫々の信号最大値や最小値、平均値
や中央値など、ＬｉとＬｏ上の画素値の概略を表現でき
るものであれば何でもよい。検出された照射野エッジが
正誤判定手段において誤りと判定された場合には、Ｓ１
に戻って画像データの回転移動を再開する。

【００４６】また、多くの場合照射野の形状は長方形で
あることが多いので他の辺に相当するエッジを検出しな
ければならないが、Ｌ０が検出できれば、他の辺はＬ０
と平行或いは垂直であるという前提を用いて計算可能で
あるので、必ずしも回転処理を行う必要はない。こうし
て、１本以上の照射野エッジを得ること (若しくは照射
野絞り領域が存在しないことの認識) ができる。

【００４７】次に前記Ｓ４の照射野領域抽出処理 (図１
の照射野領域抽出処理手段で行われる処理) について説
明する。Ｓ３で求められた１本以上の照射野エッジによ
って囲まれる領域を照射野領域として認識する。図11
(ａ) の場合には、 ｙ＜ａ１・ｘ＋ｂ１ ｙ＞ａ２・ｘ＋ｂ２ ｙ＞ａ３・ｘ＋ｂ３ ｙ＜ａ４・ｘ＋ｂ４ を満たす (ｘ，ｙ) を照射野領域内の画素として抽出し
ていけばよい。因に、 (ｂ) は照射野エッジが１本の場
合の例、 (ｃ) は２本の場合の例、 (ｄ) は３本の場合
の例である。

【００４８】このようにして決定された間引き画像中の
照射野領域内の画像データに基づいて階調処理の条件を
求めれば、原画像 (2000×2000) に対しても精度的に十
分な条件となる。このように第１の発明に係る装置で
は、画像データを回転させることによって境界エッジの
検出を行いやすくしたので、照射野領域が画像データの
縁辺に対して傾いた長方形であっても正確に照射野領域
の抽出が行えるようになる。勿論傾いていない場合にも
有効であるし、長方形でない任意の多角形の形状をした
照射野領域の抽出も可能であることはいうまでもない。

【００４９】また、本実施例では画像領域を小領域に分
割して、該小領域内の画像データの特性値によって境界
線を抽出するようにしたため、比較的少ない画像データ
で短時間で精度良く境界線を抽出することができるが、
領域の分割を行わず、例えば前記128 ×128 個に間引か
れた画素の画素値から直接境界線を抽出することもでき
る。例えば、回転処理後の間引き画像データにおいて、
周辺画素の画素値と比較して変化の大きい画素を見つけ
だし、かかる画素がライン上に並び、かつ、該ラインが
前記Ｘ軸又はＹ軸と平行であれば、該ラインを境界線と
見做して抽出することができる。

【００５０】次に、請求項６〜請求項９に係る第２の放
射線画像の照射野領域抽出装置の実施例について説明す
る。前記第１の実施例装置では、傾いた長方形や多角形
の形状をした照射野領域の抽出は可能であるが、円弧な
どの曲線を有した形状の照射野領域を抽出することはで
きない。本発明に係る装置では、上記のような形状を含
む任意の形状の照射野領域を抽出できるようにしたもの
である。尚、ハードウエアについては、図４に示したも
のと同様でよい。以下、本実施例装置による照射野領域
抽出処理を図12のフローチャートにしたがって説明す
る。

【００５１】Ｓ11，Ｓ12 (ラスター走査で最初の境界点
領域を見つける) 前記実施例同様にして2000×2000の原画像データを128
×128 個などに間引き処理し、更に、４×４画素程度の
小領域に分割して32×32個の小領域群とした上で、画像
上をラスター走査し各小領域について４×４画素のデー
タから得られた分散値、標準偏差、最大値相当値と最小
値相当値との差などの特性値に基づいて照射野領域と照
射野絞り領域との境界線を含んでいるか否かを判定して
境界線を含む小領域 (以下境界点領域という) が見つか
るまで走査を行う (図13 (ｂ) 参照) 。

【００５２】Ｓ13 (周辺領域の追跡) そして、境界点領域が見つかったら、該最初の境界点領
域ａ (０) を起点として境界線の追跡を開始する。境界
線の追跡は、境界点領域ａ (０) 周辺の隣接する小領域
について境界点領域であるか否かを判定して行う。例え
ば、左に隣接する非境界点領域から始めて反時計周りの
順に判定を行う。

【００５３】Ｓ14，Ｓ15 (境界点領域有無の判定) そして、周辺の８個の小領域が全て非境界点領域である
ときは、ａ (０) は孤立点であるとして境界線の追跡を
終了し、ステップ11へ戻って、画像上のラスター走査を
再開し、別の境界点領域を見つける。なお、境界点領域
の判定済みの小領域については判定済みのマークをつけ
て再度判定を行わないようにする (ラスター走査時も同
様) 。

【００５４】Ｓ17 (追跡の終了判定) また、ａ (０) 周辺に境界点領域が見つかった場合は、
該境界点領域ａ (１)を中心として周辺の小領域につい
て同様の追跡を進める (図13 (ａ) 参照) 。尚、１つの
境界点領域の周辺に最初に境界点領域が見つかれば、そ
れ以外の周辺の小領域について追跡することなく、新た
な境界点領域を起点とした周辺領域の追跡に移行すれば
よいが、１つの境界点領域の周辺に連続して複数の境界
点領域が存在することもあり得るので、次の小領域を追
跡してみて連続して境界点領域が見つかる場合には更に
追跡を継続し、連続する最後の境界点領域を起点として
新たな周辺領域の追跡を行うようにしてもよい。

【００５５】また、ラスター走査で最初に見つかった境
界点領域の周辺領域を追跡する際は、該境界点領域の上
側及び左隣の小領域については非境界点領域であること
が判明しているので、右隣から始めて右下，下，左下と
いう順序で追跡したり、１つの境界点領域とその周辺の
境界点領域とを結ぶ方向、例えば前前回に見つかった境
界点領域から前回見つかった境界点領域を結ぶ方向が右
や右下であったときは、次の境界点領域も同方向に存在
する確率が高いとして前回見つかった境界点領域に対し
て右や右下に隣接する小領域から追跡を開始したりする
ことで、追跡時間の短縮を図ることもできる。

【００５６】Ｓ16 (境界線追跡の終了判定) このようにしてａ (０) ，ａ (１) ，ａ (２) ，・・・
を順次求めていき、任意のｍにおいてａ (ｍ) ＝ａ
(０) ，ａ (ｍ＋１) ＝ａ (１) となったら境界線の追
跡を終了する。実際には、この判定は境界点が見つかる
毎に行い、終了していなければ新たな追跡を開始するよ
うにする。

【００５７】Ｓ18 (照射野領域の抽出) 前記各境界点領域を結んで得られる境界線で囲まれた部
分を照射野領域として抽出する。このようにすれば、任
意の形状の照射野領域に対して短時間で抽出を行うこと
ができる。

【００５８】また、本実施例のように小領域に分割して
複数の画素データから得られる特性値に基づいて境界点
領域を求める方式は、精度も良く短時間で追跡を終了で
きるが、領域の分割を行わず、例えば前記128 ×128 個
に間引かれた画素の画素値から直接境界点を追跡して境
界線を得ることもできる。この場合は、ラスター走査を
行って画素値の変化が大きいところを最初の境界点とし
て見つけ出し、その画素の周辺の画素を追跡して隣接す
る画素間の画素値の変化が大きいところを次の境界点と
して求めるなどの方式とすればよい。

【００５９】次に、請求項10〜請求項12に係る第３の放
射線画像の照射野領域抽出装置の実施例について説明す
る。本発明では、照射野領域が撮影部位，撮影体位，撮
影方法，撮影条件などの撮影情報によって定まることを
利用するものである。そこで、まず、これらの撮影情報
を以下に示す。

【００６０】撮影部位 撮影された人体部分の名称。胸部，腹部，胸椎，膝関
節，骨盤，乳房等。 撮影体位 撮影時の人体の体位。前後位，後前位，斜位，側位等。 被写体情報 患者の体形，体質に関する情報。太っているか痩せてい
るか，成人か小児か，男性か女性か等。

【００６１】撮影方法 単純撮影，造影撮影，断層撮影等。 撮影条件 放射線発生源の管電圧，管電流，放射線照射時間，グリ
ッドの有無，Ｘ線発生源から人体 (あるいはプレート)
までの距離等。

【００６２】放射線画像の撮影に際しては、所望として
いる可視像を得るために上記のような情報が考慮され
る。多くの場合、得られた画像データ及び画像データ中
の照射野領域には上記条件の組み合わせに特徴的な性質
が含まれている。項目によって分けると以下のようにな
る。 形状的特徴 照射野領域の幾何学的な形状に関する特徴。長方形，正
方形，円弧，不定形等である。または、照射野の形状に
任意の点あるいは直線に対する対称性があるか否か等、
更には照射野領域形状が長方形，正方形の場合には各辺
が画像データの縁辺に平行か否か等もある。

【００６３】位置的特徴 照射野領域が画像データのうちのどのあたりに設定され
ているかに関する特徴である。画像中央付近か画像縁辺
付近か否か等。 画質的特徴 照射野領域のコントラストが高いか低いか。信号分布は
低信号よりか、高信号よりか。ノイズ成分が多いか少な
いか等。

【００６４】前記撮影情報の一例に対する照射野領域の
特徴を以下に示す。 撮影情報 撮影部位：胸部 撮影体位：前後位 撮影条件：８０ＫＶｐ，１００ｍＡｓ，１００ｃｍ，グ
リッド無 これは標準的な胸部画像を撮影する際の情報であり、こ
れらの情報によって撮影を行う際には多くの場合照射野
絞りは入っていないか、あるいは入っていても画像下側
にのみ入っている場合が多い (図14 (ａ) 参照) 。

【００６５】したがって、照射野領域の特徴は以下のよ
うになる。 形状的特徴：画像縁辺に対し平行な長方形。画像中心点
に対し左右方向に対称性有り。 位置的特徴：照射野絞り領域は画像の下部のみ。照射野
領域はその上側。 画質的特徴：診断目的によって高圧撮影 (低コントラス
ト) の場合と低圧撮影(高コントラスト) の場合とがあ
る。

【００６６】このように、照射野領域と照射野絞り領域
との境界線はあるとしても画像の下側に存在するため、
境界線の抽出は画像の下側のみに注目して行えばよく、
抽出時間を短縮できる。また、四肢骨を撮影する場合に
は、プレートの有効面積を最大限に使用するために、照
射野絞りを画像縁辺に対し斜めに入れる場合がある (図
14 (ｂ) 参照)。かかる場合は、前記第１の照射野領域
抽出装置による画像データの回転処理によって境界線を
抽出して照射野領域を抽出すればよい。

【００６７】更に乳房を撮影する場合は照射野の形状は
円弧であるから (図14 (ｃ) 参照)、前記第２の照射野
領域抽出装置における追跡処理による境界線抽出で照射
野領域を抽出でき、また、腰椎を側面から撮影した場合
には、人体の腰のくびれの影響で人体背面方向に波状の
信号変化が生じるという画質的特徴も現れる (図14
(ｄ) 参照。以下、簡単化のために、撮影情報を撮影部
位と撮影体位とに限定する) ので、この部分を境界線と
誤抽出することのない照射野領域抽出処理を選択する。

【００６８】このように、照射野領域の特徴は撮影情報
によって決まっているので、それらの特徴を利用した、
各々の照射野領域の特徴に最適な照射野領域抽出方法を
適用すれば抽出精度は飛躍的に上がる。この際、撮影制
御装置の構成としては、撮影メニューとして胸部前後
位，胸部側位，腰椎前後位，腰椎側位，…といったもの
を用意しておき、選択された撮影メニューによって、予
め決められている照射野領域抽出処理を用いてもよい
し、撮影メニューとして胸部，腰椎，…という部位メニ
ューと、前後位，側位，…といった体位メニューを別々
に設けて、その組み合わせによって最適な照射野抽出手
法を用いてもよい。

【００６９】どちらの場合においても、複数の照射野領
域抽出手法に共通なパラメータが存在すれば、撮影メニ
ューによって、その閾値を調整できるようにすれば更に
効果がある。例えば、大人と小児の胸部撮影画像を比較
すると、大人の方が照射野領域の面積が大きく境界線の
長さが大きくなるため、前記第１の照射野領域抽出装置
における境界線の抽出に際して、特性値が所定値以上の
小領域の数と比較される境界線候補判定用の閾値を大人
の場合は小児の場合より大きく調整することにより抽出
精度が向上する。また、前記コントラストが低い画像と
高い画像とで境界線を抽出する場合、コントラストが低
い画像の方が境界線両側のコントラスト比が小さいた
め、境界線の抽出に際し、小領域の特性値と比較される
境界点領域判定用の閾値をコントラストが低い画像では
高画像より小さく調整することにより抽出精度が向上す
る。勿論、異なる撮影メニューに同一の抽出手法を用い
ても構わないし、その際にパラメータの調整だけを行う
だけであっても効果は大きい。

【００７０】構成を示すと図15のようになる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明してきたように、第１の発明に
よれば、長方形の照射野領域を画像の縁辺に対して斜め
にして撮影したり、多角形の照射野領域で撮影した場合
でも、境界線の直線方程式を求めることにより、照射野
領域を抽出することができる。また、画像領域を小領域
に分割して該小領域内の画像データの特性値を算出する
ものでは、特性値に基づいて比較的少ない画像データで
境界線を抽出することができ、小領域内に含まれる画像
データの分散値や標準偏差、最大値相当値と最小値相当
値との差などを前記特性値とすることにより、容易に境
界線を抽出することができる。

【００７２】また、第２の発明によれば、円弧等境界線
が曲線となる形状を含む任意の形状の照射野領域を最小
限の追跡で照射野領域を抽出することができ、このもの
でも、画像領域を小領域に分割して該小領域内の画像デ
ータの特性値を算出することにより、短時間で高精度な
抽出を行える。また、第３の発明によれば、撮影部位，
撮影体位，撮影方法，撮影条件などの撮影情報に応じた
照射野領域の形状的特徴，位置的特徴，画質的特徴など
に基づいて照射野領域の抽出に最適な処理を行わせて、
短時間で高精度な抽出を行うことができ、前記特徴に基
づいて照射野領域抽出処理に必要なパラメータの調整を
行うものでは、抽出精度を更に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の基本構成を示すブロック図。

【図２】第２の発明の基本構成を示すブロック図。

【図３】第３の発明の基本構成を示すブロック図。

【図４】本発明の一実施例を示す全体システム概略図。

【図５】第１の発明の実施例における照射野領域の抽出
の様子を示すフローチャート。

【図６】同上の照射野領域抽出における画像データの回
転移動の様子を示す図。

【図７】同じく画像領域を小領域に分割する様子を示す
図。

【図８】同じく回転移動後の画像データから境界線を抽
出する様子を示す図。

【図９】同じく境界線の直線方程式を求める様子を示す
図。

【図10】同じく直線方程式の正誤判定の様子を示す図。

【図11】同じく照射野領域抽出の様子を示す図。

【図12】第２の発明の実施例における照射野領域の抽出
の様子を示すフローチャート。

【図13】同じくラスター走査による最初の境界点領域の
抽出と、その後の周辺領域追跡による境界点領域抽出の
様子を示す。

【図14】異なる撮影画像における照射野領域の形状，位
置を示す図。

【図15】第３の発明の実施例の基本的な構成を示す図。

【図16】プロジェクションによる肺野領域の認識の様子
を示す図。

【図17】プロジェクションによる肺野領域の誤認識の様
子を示す図。

【図18】長方形の照射野領域を斜めにして撮影した画像
を示す図。

【符号の説明】

１ 放射線発生源 ４ 放射線画像変換パネル ５ 光ビーム発生部 10 フォトマル 14 画像処理装置 15 ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳田 亜紀子 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内 (72)発明者 長束 澄也 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株式 会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照射野絞りを行って被写体に照射された放
   射線の被写体各部の透過量に対応して形成される放射線
   画像の照射野領域抽出装置であって、 画像の縁辺に沿って縦横に直交座標系を設定し、該直交
   座標上の画像データを所定の回転中心に関して回転移動
   させる回転移動手段と、 前記回転移動手段によって回転移動された後の画像デー
   タに基づいて照射野領域と照射野絞り領域との境界線を
   抽出する境界線抽出手段と、 前記境界線抽出手段によって抽出された境界線が前記直
   交座標の直交する座標軸のいずれかと平行になったこと
   を検出する平行状態検出手段と、 前記平行状態検出手段によって平行になったことが検出
   されたとき、前記回転中心から前記境界線までの距離及
   び回転角度から、回転前の画像データにおける該境界線
   の直線方程式を求める直線方程式算出手段と、 前記直線方程式算出手段によって求められた１本以上の
   直線によって囲まれる領域を放射線の照射野領域として
   抽出する照射野領域抽出手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする放射線画像の照射
   野領域抽出装置。
2. 【請求項２】前記境界線抽出手段は、画像データを縦横
   に複数の小領域に分割する小領域分割手段と、該小領域
   分割手段で分割された複数の小領域毎に、小領域内に含
   まれる画像データの特性値を算出する特性値算出手段
   と、を含んで構成され、該小領域毎に特性値に基づいて
   照射野領域と照射野絞りとの境界線の抽出を行うことを
   特徴とする請求項１に記載の放射線画像の照射野領域抽
   出装置。
3. 【請求項３】前記特性値が前記小領域内に含まれる画像
   データの分散値であることを特徴とする請求項２に記載
   の放射線画像の照射野領域抽出装置。
4. 【請求項４】前記特性値が前記小領域内に含まれる画像
   データの標準偏差であることを特徴とする請求項２に記
   載の放射線画像の照射野領域抽出装置。
5. 【請求項５】前記特性値が前記小領域内に含まれる画像
   データの最大値に相当する値と最小値に相当する値との
   差であることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像
   の照射野領域抽出装置。
6. 【請求項６】照射野絞りを行って被写体に照射された放
   射線の被写体各部の透過量に対応して形成される放射線
   画像の照射野領域抽出装置であって、 画像データに基づいて照射野領域と照射野絞り領域との
   ある境界点を抽出した後、該境界点周辺の境界候補点群
   を追跡して境界点を順次抽出していく境界点抽出手段
   と、 前記境界点抽出手段によって抽出された境界点群に囲ま
   れる領域を照射野領域とみなして、その抽出を行う照射
   野領域抽出手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする放射線画像の照射
   野領域抽出装置。
7. 【請求項７】前記境界点抽出手段は、画像データを縦横
   に複数の小領域に分割する小領域分割手段と、該小領域
   分割手段で分割された複数の小領域毎に、小領域内に含
   まれる画像データの特性値を算出する特性値算出手段
   と、を含んで構成され、該小領域毎に特性値に基づいて
   照射野領域と照射野絞りとの境界点の抽出を行うことを
   特徴とする請求項６に記載の放射線画像の照射野領域抽
   出装置。
8. 【請求項８】前記特性値が前記小領域内に含まれる標準
   偏差であることを特徴とする放射線画像の照射野領域抽
   出装置。
9. 【請求項９】前記特性値が前記小領域内に含まれる画像
   データの最大値に相当する値と最小値に相当する値との
   差であることを特徴とする請求項８に記載の放射線画像
   の照射野領域抽出装置。
10. 【請求項10】照射野絞りを行って被写体に照射された放
    射線の被写体各部の透過量に対応して形成される放射線
    画像の照射野領域抽出装置であって、 撮影情報を入力する撮影情報入力手段と、 それぞれ異なる処理で照射野領域を抽出する複数の照射
    野領域抽出手段と、 前記撮影情報に応じて最適な照射野領域抽出手段を選択
    して照射野領域の抽出を行わせる照射野領域抽出処理選
    択手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする放射線画像の照射
    野領域抽出装置。
11. 【請求項11】前記撮影情報は撮影部位，撮影体位，被写
    体情報，撮影方法，撮影条件のうちの１以上の組み合わ
    せであることを特徴とする請求項10に記載の放射線画像
    の照射野領域抽出装置。
12. 【請求項12】前記複数の照射野領域抽出手段は、撮影画
    像の形状的特徴と位置的特徴と画質的特徴の中から少な
    くとも１つを利用して照射野領域の抽出を行うものを組
    み合わせて備えられ、前記照射野領域抽出処理選択手段
    は、前記撮影情報に応じて現れる前記撮影画像の特徴を
    利用した照射野領域抽出手段を選択するものであること
    を特徴とする請求項10又は請求項11に記載の放射線画像
    の照射野領域抽出装置。
13. 【請求項13】前記形状的特徴と位置的特徴と画質的特徴
    の中から少なくとも１つの特徴をもとに、照射野領域抽
    出手段での抽出処理に必要なパラメータの閾値を調整す
    る閾値調整手段を備えたことを特徴とする請求項12に記
    載の放射線画像の照射野領域抽出装置。