JPH0896127A - 画像のエッジ強調処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の平坦な部分で高周波ノイズが目立たな
いようにしながらエッジ強調を行なう。 【構成】 原画像から高周波画像を作成する回路１０
と、原画像において、所定の大きさの周辺領域での最大
値画像と最小値画像とを作成する回路２０と、得られた
最大値画像と最小値画像との差分画像を得る減算器３１
と、高周波画像と差分画像とを乗算して積画像を得る乗
算器３２と、この積画像を原画像に加算する加算器３３
とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像のエッジ強調処
理装置に関し、とくにＸ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ装置
あるいはＭＲＩ装置等の医用画像診断装置で得たＸ線透
視像やＣＴ像やＭＲ像等の医用画像のエッジ強調処理を
行なうのに好適なエッジ強調処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線透視撮影装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲ
Ｉ装置等の医用画像診断装置ではデジタル画像が得ら
れ、種々の処理が施されている。画像のエッジを強調す
る処理としては、従来では、画像の空間周波数の高周波
部分や中間周波数部分を強調する処理を行なっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、単に画像の空間周波数の高周波部分や中間周波
数部分を強調する処理を行なうだけでは、問題がある。
すなわち、高周波部分を強調する場合には、画像に含ま
れる高周波ノイズも一緒に強調されてしまい、画像が見
づらくなる。また、中間周波数部分を強調する場合には
強調されたエッジにシャープさが欠けてしまう。

【０００４】この発明は、上記に鑑み、高周波ノイズが
目立たないようにしながらエッジ強調を行なうことがで
きる、画像のエッジ強調処理装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による画像のエッジ強調処理装置において
は、原画像から高周波画像を作成する高周波画像作成手
段と、原画像における近傍の画素値の最大値と最小値と
の差を表わす差分画像を作成する差分画像作成手段と、
該高周波画像と差分画像とを乗算して積画像を作成する
積画像作成手段と、該積画像を原画像に加算する手段と
を備えることが特徴となっている。

【０００６】上記の積画像作成手段は、差分画像の階調
を所定の変換特性にしたがって変換した上で高周波画像
と乗算するようにしてもよい。

【０００７】上記の高周波画像作成手段は、所定のテン
プレートを用いたコンボリューション処理によって高周
波画像を作成するものであってもよい。

【０００８】このテンプレートを用いたコンボリューシ
ョン処理は、画像を縦および横方向にシフトさせながら
そのシフト量に応じた定数を乗算して加え合わせること
によって行なうようにしてもよい。

【０００９】上記の差分画像作成手段は、原画像におけ
る近傍の画素値の最大値を表わす最大値画像と、原画像
における近傍の画素値の最小値を表わす最小値画像とを
作成し、これらの差をとることによって差分画像を作成
するものであってもよい。

【００１０】この原画像における近傍の画素値の最大値
を表わす最大値画像は、画像を縦および横方向にシフト
させ、その中の最大値を取り出して作成し、原画像にお
ける近傍の画素値の最小値を表わす最小値画像は、画像
を縦および横方向にシフトさせ、その中の最小値を取り
出して作成するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】原画像における近傍の画素値の最大値と最小値
との差を表わす差分画像を作成すると、この差分画像で
大きな画素値となっている画素はその近傍で画像の濃淡
に大きな変化があり、逆に小さな画素値となっている画
素はその近傍で画像の濃淡にあまり変化がないことを表
わしていることになる。つまり、この差分画像は画像の
平坦度を表わす。この差分画像と高周波画像とを掛け合
わせると、平坦な部分では高周波画像を抑制し、濃淡変
化が大きい部分では高周波画像を大きくすることがで
き、その結果得られる積画像は、原画像の平坦度に応じ
て高周波成分が強調されたものとなる。この積画像が原
画像と加算されるので、濃淡変化があまりない部分では
高周波成分を加えることなく、濃淡変化の大きな部分で
高周波成分を加えることになり、濃淡変化があまりない
平坦な部分において高周波ノイズとして存在する高周波
成分を強調してしまうことを避けることができる。その
結果、平坦な部分の高周波ノイズを目立たせることな
く、画像のエッジを強調することができる。

【００１２】積画像を作成する際に、差分画像の階調を
所定の変換特性にしたがって変換した上で高周波画像と
乗算するなら、原画像に対する高周波成分の付加を、画
像の平坦度により対応させたきめ細かいものとすること
ができ、画像の平坦な部分での高周波成分の抑制と、急
峻に変化している部分での高周波成分の強調とをより際
だたせることができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、原
画像はＸ線透視撮影装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等
の医用画像診断装置で得られたデジタル画像であり、図
示しない画像メモリなどに格納されていて、読み出され
たものである。この原画像のデジタルデータは高周波画
像作成回路１０および最大値・最小値画像作成回路２０
に入力されて、それぞれ、高周波画像と、最大値画像お
よび最小値画像とが作成される。

【００１４】高周波画像作成回路１０は、原画像の高周
波成分を取り出して画像を作るものであり、ここでは、
図２に示すようなたとえば３×３のテンプレートを用い
たコンボリューション処理によって高周波画像を作るよ
うにしている。すなわち、シフト回路１１で原画像を縦
方向と横方向とにプラスマイナス１画素だけずらす。こ
の場合、ずらした画像は合計８枚となり、いずれの方向
にもずらさない画像とあわせて９枚の画像となるが、い
ずれかの方向にずらした画像の各画素はこの例ではすべ
て定数（−１）を乗算し、ずらさない画像については定
数８を各画素に乗算した上で、それらの同じ画素同士を
加算する。具体的には図１に示すように、シフト回路１
１である方向にシフトさせた画像に定数（−１または
８）を掛けて加算器１３を経て画像メモリ１４に書き込
だ後、シフト回路１１で他の方向にシフトさせた画像に
定数を掛け、加算器１３において、画像メモリ１４から
読み出した画素値と加算した上で、ふたたび画像メモリ
１４に書き込むという操作を繰り返す。

【００１５】最大値・最小値画像作成回路２０は、シフ
ト回路２１と、比較およびデータ選択器２２、２３と、
画像メモリ２４、２５とから構成される。シフト回路２
１は、上記のシフト回路１１と同様に、原画像を縦方向
と横方向とにプラスマイナス数画素分、１画素ずつずら
す。画像メモリ２４、２５に最初に格納された画像の画
素値と、シフトさせた画像の画素値とを比較およびデー
タ選択器２２、２３で比較し、比較およびデータ選択器
２２では大きい方を、比較およびデータ選択器２３では
小さい方を、それぞれ選択して画像メモリ２４、２５に
それぞれ書き込む。これをシフトごとに繰り返すことに
より、たとえば原画像を縦方向と横方向とにプラスマイ
ナス１画素だけずらすなら、注目する画素の周辺のその
画素も含めて９個の画素（図２に示すような３×３の画
素）中の最大値がその画素の値となっている最大値画像
が画像メモリ２４において形成され、注目する画素の周
辺の最小値がその画素の値となっている最小値画像が画
像メモリ２５において形成されることになる。縦・横の
プラスおよびマイナス方向に２画素分シフトさせれば、
注目する画素を中心におく５×５の領域における最大値
と最小値とを得ることができるなど、シフトさせる画素
数を多くすれば、注目する画素の近傍領域の大きさを大
きくすることができる。

【００１６】これらの最大値画像および最小値画像は減
算器３１において減算され、差分画像が得られる。この
差分画像の各画素は、最大値から最小値を引いた値とな
っているため、近傍（たとえば３×３の画素）の画素値
の最大値と最小値との差を表わすものとなっている。す
なわち、この差分画像の各画素値は、その各画素の近傍
において画像の濃淡が大きいか小さいかという、画像の
平坦度を表わす。

【００１７】この差分画像は乗算器３２に送られて、画
像メモリ１４において形成された高周波画像と掛け合わ
される。乗算器３２から得られる積画像は、高周波画像
の各画素値が、平坦度に応じて拡大または縮小させられ
たものとなる。そして、この積画像が加算器３３におい
て原画像と加算されるので、加算器３３から得られる処
理画像は、高周波成分が各部の平坦度に応じて増減され
た高周波画像を、原画像に加算したものとなる。そのた
め、画像の濃淡があまりない平坦な部分では、高周波成
分はあまり付加されず、画像の濃淡が急激に変化してい
る部分では高周波成分がより強調されて付加されること
となる。画像の濃淡があまりない平坦な部分では、高周
波成分はノイズと考えられるので、高周波成分があまり
付加されないということはこのようなノイズ成分が強調
されないということであり、平坦な部分でノイズを目立
たせることを防止できる。これに対して、画像の濃淡が
急激に変化している部分では、高周波成分がより強調さ
れて付加されるので、エッジ強調効果が十分に得られ
る。

【００１８】なお、減算器３１から得られる差分画像
を、図１の点線で示すようにルックアップテーブル３４
を通して階調変換（画素値変換）を行なってから、乗算
器３２に送るようにしてもよい。このルックアップテー
ブル３４の変換特性はたとえば図３のように定めること
ができる。すなわち、乗算器３２への出力画素値は、減
算器３１からの入力画素値が値Ａよりも小さいときは、
マイナス側とし、入力画素値が値Ａ〜Ｂの範囲ではリニ
アに対応させ、値Ｂを越えた領域では最大値に飽和させ
る。

【００１９】すると、乗算器３２において、画像の平坦
度がある値Ａよりも小さい画素については、画像メモリ
１４からの高周波画像の画素値にマイナスの符号がつけ
られる。したがって、これが加算器３３において原画像
と加算されることにより、原画像中の高周波成分が差し
引かれることになり、平坦な部分で高周波成分がカット
される。そのため、画像の平坦な部分では、高周波ノイ
ズが強調されるどころか、積極的に取り除かれることに
なる。そして、画像の平坦度がある値Ａよりも大きい画
素については、その平坦度に応じて重み付けされた高周
波成分が付加されるので、エッジの部分が強調される。

【００２０】その他、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲
で、具体的な構成については種々に変更することが可能
である。たとえば、高周波画像作成回路１０では、シフ
ト回路１１で縦・横のプラスおよびマイナス方向に１画
素だけシフトさせ定数を掛けて加算しているが、１画素
ずつシフトさせて２画素分だけシフトさせそのシフト量
に応じた定数を掛けて加算する（この場合は５×５のテ
ンプレートによるコンボリューション処理ということに
なる）などの構成が可能である。さらに、このような画
像のシフト・定数乗算・加算という構成でなく、フィル
タ処理によって高周波画像を作成することも可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明によれば、原画像から高周波成分を取り出し
て、その高周波成分を原画像に付加することによってエ
ッジ強調する際に、画像の平坦度に応じて、平坦な部分
ではその付加する高周波成分の大きさを小さくし、平坦
でない部分では付加する高周波成分を大きくしているの
で、画像の平坦な部分と平坦でない部分とで高周波成分
の強調度合いを変化させることができる。そのため、画
像の平坦な部分で高周波ノイズが目立ってしまうという
事態を避けながら、有効にエッジ強調を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる画像のエッジ強調
処理装置のブロック図。

【図２】３×３のテンプレートを示す図。

【図３】階調変換特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ 高周波画像作成回路 １１、２１ シフト回路 １２ 定数乗算器 １３、３３ 加算器 １４、２４、２５ 画像メモリ ２０ 最大値・最小値画像作成回路 ２２、２３ 比較およびデータ選択器 ３１ 減算器 ３２ 乗算器 ３４ ルックアップテーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/325 Ｇ０６Ｔ 9/20 7638−2Ｊ Ａ６１Ｂ 6/00 ３５０ Ｄ 7638−2Ｊ ３５０ Ｎ 9061−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３３５ Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像から高周波画像を作成する高周波
   画像作成手段と、原画像における近傍の画素値の最大値
   と最小値との差を表わす差分画像を作成する差分画像作
   成手段と、該高周波画像と差分画像とを乗算して積画像
   を作成する積画像作成手段と、該積画像を原画像に加算
   する手段とを備えることを特徴とする画像のエッジ強調
   処理装置。