JPH09261471A - ディジタル画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影画像と既存の標準的なＸ線写真の画像が
同一濃度を持つように,画像信号の階調処理パラメータ
を自動的に決定できるようにする。 【解決手段】 出力画像の特徴点の画素値を設定する手
段内に, 撮影フィルム上の画像の各画素の濃度をディジ
タル画像の画素値に変換する際の対応関係を示す第１の
参照テーブル501 と, フィルム出力装置２がディジタル
出力画像をフィルムに再生する際の画素値と濃度の対応
関係を示す第２の参照テーブル502 と, 基準ディジタル
画像の特徴点の画素値を判別する手段と, 基準ディジタ
ル画像の特徴点の画素値を第１の参照テーブル501 に基
づいて基準ディジタル画像の特徴点の濃度に変換する手
段と, 該基準ディジタル画像の特徴点の濃度を第２の参
照テーブル502 に基づいて前記出力画像の特徴点の画素
値に変換する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は, 医用放射線画像撮
影装置, 特にＸ線写真の表示画像の階調処理パラメータ
の設定が容易なディジタル画像撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線写真のような医用画像は, 疾患の画
像診断などに多く用いられている。従来から, このＸ線
写真を得るために, 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銀塩フィルムに照射して現像した,
いわゆるスクリーン／フィルム法（以下, Ｓ／Ｆ法と称
す）によるＸ線写真が利用されている。

【０００３】近年, 医用放射線画像撮影装置のディジタ
ル化が進められており, 従来のＳ／Ｆ法に代わるものと
して, 蓄積性（輝尽）蛍光体を使用するComputed Radio
graphy (以下, ＣＲ法と称す）が用いられるようになっ
てきた。

【０００４】この蛍光体では, Ｘ線などの放射性エネル
ギーを受けると, そのエネルギーの一部を蓄積する。こ
の状態は比較的安定であり, 暫く, 或いは長時間にわた
って保持される。

【０００５】この状態にある蛍光体に励起光として働く
第１の光を照射すると, 蓄積されているエネルギーが第
２の光（輝尽蛍光光）となって放出される。この時, 第
１の光は, 可視光に限らず赤外線から紫外線の範囲の広
い光が使われる。第２の光も赤外線から紫外線まで各種
あり, その違いも使用する蛍光体材料に依存する。この
第２の光を受光し, 光電変換器で電気信号に変換したあ
と,ディジタル信号化してディジタル画像信号を得るの
である。

【０００６】このディジタル画像信号に, 階調処理（表
示した画像が所望の濃度やコントラストを持つようにデ
ィジタル値を変換する処理）を施して画像の濃度を調整
したのち, フィルム出力装置, 例えばレーザ・イメージ
ャなどでフィルム上に画像を再生する。

【０００７】このようにして再生されたＸ線写真をもと
に診断が行われる。この際, ディジタル信号化された画
像信号からフィルムに再生した画像が適切な濃度分布を
持つように階調処理がなされることが要望される。

【０００８】特に, ディジタル技術を用いた医用放射線
画像撮影装置（以下, ディジタル画像撮影装置と称す）
を, 新たに導入してＣＲ法を採用する場合などにおいて
は,読影する医師は従来のＳ／Ｆ法のフィルムによる診
断に習熟しているので, 画像のコントラストや濃度を従
来のＳ／Ｆ法で撮影した画像に合わせる必要がある。

【０００９】以下, 図５と図６を用いて, ＣＲ法におけ
る階調処理について説明する。図５は従来のディジタル
画像撮影装置のシステム構成を示す図である。図中,１
は信号処理部1Aを備えたディジタル画像撮影装置であ
り, ２はフィルム出力装置である。

【００１０】フィルム出力装置２は, ディジタル画像撮
影装置１から階調処理後のディジタル画像信号を入力
し, 画素値に対応する濃度をもつ画素の集合としての実
画像をフィルム上に出力するものである。

【００１１】信号処理部1Aでは, Ｘ線撮影された結果で
ある階調処理前のディジタル画像信号を前段から入力
し, 該ディジタル画像信号の各画素値に階調処理パラ
メータに基づく階調処理を施す信号処理を行い, フィ
ルム出力装置２に前記階調処理後のディジタル画像信号
として出力するものである。

【００１２】前記ディジタル画像信号は, 被写体にＸ
線を照射して透過したＸ線が輝尽蛍光体に蓄積されてき
たものが読み出された光電変換され, 画素単位にサンプ
リングしてディジタル化された画素毎に蓄積Ｘ線エネル
ギーに比例するディジタル画素値をもつ信号である。

【００１３】次に, 胸部放射線画像を例にとり, 図６を
用いて, ディジタル画像撮影装置１の信号処理部1Aで行
われる撮影済みの画像信号の階調処理について説明す
る。図６において,401,404で示される曲線は, 撮像視野
の全画素を画素値の大きさ毎に分類して, それぞれの値
を持つ画素数（頻度）を示すヒストグラムで表したもの
で, 横軸は画素値, 縦軸はその画素値をもった画素数(
頻度) である。

【００１４】なお, 画素値の大きさは画素の濃度と所定
関係で対応するもので, 濃度が高い程, 画素値は大き
い。ヒストグラム401 は階調処理前の画像信号（ヒスト
グラム）を示すもので, 胸部放射線画像の場合には, ３
つのピーク, 場合によっては２つのピークをもち,最も
低濃度側のピークに含まれる画素の大部分は心臓部, 縦
隔部, 横隔膜部, 次に濃度の低い側のピークに含まれる
画素の大部分は肺野部, 更に濃度が高い側のピークに含
まれる画素の大部分は被写体を透過しないＸ線による素
通し部の画素である。

【００１５】従って, これらのピークの境界, 即ち, ヒ
ストグラムの谷の位置の濃度は心臓部, 肺野などの上記
解剖学的領域の境界にあたる。なお, ヒストグラムの中
の２番目に低濃度のピークの高濃度側（右側）の変曲点
は肺野部と皮膚部との境界の濃度である。

【００１６】ところで, 本出願人などによる先願（平成
３年３月３０日付, 特願平３−９３１５２号）の明細書
などに記載している如く, 図６のヒストグラム401 の境
界の画素もしくは上記ヒストグラム401 のピークの重心
の位置にあたる画素（以下,これらの画素を画像特徴点
という）の濃度が所定の値になるように, 撮像したディ
ジタル画像信号に階調処理を施すことにより, 被写体に
依存せずに常に一定濃度で放射線画像が再生できること
が知られている。

【００１７】ディジタル画像撮影装置１などでは, 図６
に示すように, 被写体毎に異なる入力される画像信号40
1 の５つの画像特徴点の画素値ａ〜ｅが, 予め設定され
ている画像特徴点が持つべき標準の画素値Ａ〜Ｅにそれ
ぞれ変換されるように, 階調曲線402 を被写体に合わせ
て人手によってその都度生成し, 入力される画像信号
（階調処理前のヒストグラム）401 が, 常に出力画像信
号（階調処理後のヒストグラム）404 に変換される階調
処理が行われるようにしている。

【００１８】なお, 前記画像特徴点の標準の画素値であ
る階調処理パラメータの値は, 上記階調処理済の画像
をＸ線フィルム上に再生した場合に所定の濃度とコント
ラストを持つように予め設定されているものである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】今までは, 放射線技師
あるいは医師などのディジタル画像撮影装置を操作して
読影する者が, ディジタル画像信号をフィルム出力装置
で画像化することを各種のパラメータを変えながら繰り
返し行い, 階調処理パラメータを決定していた。

【００２０】この方法は, 人手に頼るために多大の労力
が必要になるとういう課題があり,その最適値の決め方
にも個人差があるのでバラツキが多いなどの課題があっ
た。本発明は上記課題に鑑み創出されたもので, ＣＲ法
により取得されたディジタルＸ線画像をフィルム上に表
示する際の階調処理パラメータの最適値を自動的に決定
できるディジタル画像撮影装置を提供することを目的と
する。

【００２１】

【問題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に, 本発明のディジタル画像撮影装置は図１〜図４に示
すように, フィルム出力装置２に送出される出力画像の
特徴点の画素値を設定する手段と, 撮影されたディジタ
ル画像より, 該撮影ディジタル画像の特徴点の画素値を
判別する手段と, 前記撮影ディジタル画像の特徴点の画
素値が対応する前記出力画像の特徴点の画素値に変換さ
れるような階調テーブルを作成する手段と, 該作成され
た階調テーブルに基づいて, 撮影されたディジタル画像
を階調処理して出力画像に変換しフィルム出力装置に出
力する手段と, を有するディジタル画像撮影装置であっ
て,前記出力画像の特徴点の画素値を設定する手段は,
フィルム・ディジタイザが撮影フィルム上の画像の各画
素の濃度をディジタル画像の画素値に変換する際の該画
像と該画素値との対応関係を示す第１の参照テーブル
と, 前記フィルム出力装置が前記ディジタル出力画像を
フィルム上に再生する際の画素値と濃度との対応関係を
示す第２の参照テーブルと, 前記フィルム・ディジタイ
ザから得られる基準ディジタル画像より, 該基準ディジ
タル画像の特徴点の画素値を判別する手段と, 前記基準
ディジタル画像の特徴点の画素値を, 前記第１の参照テ
ーブルに基づいて基準ディジタル画像の特徴点の濃度に
変換する手段と, 該基準ディジタル画像の特徴点の濃度
を, 前記第２の参照テーブルに基づいて前記出力画像の
特徴点の画素値に変換する手段と, を有して構成され
る。

【００２２】上記構成により, 当該医療施設の固有の条
件により撮影された標準的なＸ線撮影フィルムの解剖学
的領域を代表する画素の濃度と, 当該ディジタル画像撮
影装置１で読み取られた対応する解剖学的領域を代表す
る画素の濃度とが同一になるように入力された画像信号
を階調変換する際の階調処理パラメータの設定が自動化
される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下において, 図１〜図４を用い
て, 本発明の実施例を説明する。図１は本発明のディジ
タル画像撮影装置のシステム構成を示す図である。

【００２４】図１において, １はディジタル画像撮影装
置であり, ２はフィルム出力装置であり, ３はフィルム
・ディジタイザである。フィルム・ディジタイザ３は,
撮像済の標準Ｘ線写真をスキャンし, 画素単位に濃度に
対応するディジタル画素値に変換した標準的なディジタ
ル画像信号(a)として出力するものであり, ディジタル
画像撮影装置１に接続されている。

【００２５】フィルム出力装置２は, 図５に示したフィ
ルム出力装置２と同様の動作をし,ディジタル画像撮影
装置１から階調処理後のディジタル画像信号(d)(図５の
階調処理後のディジタル画像信号に対応）を入力し,
画素値に対応する濃度をもつ画素の集合としての実画像
をフィルム上に出力するものである。

【００２６】ディジタル画像撮影装置１には, 従来の信
号処理部1Aと本発明のパラメータ調節部10を備える。該
信号処理部1Aでは, Ｘ線撮影された結果である階調処理
前のディジタル画像信号(c)(図５の階調処理前のディジ
タル画像信号に対応）を前段から入力し,該ディジタ
ル画像信号(c) の各画素値に階調処理パラメータ(b)(図
５の階調処理パラメータに対応）に基づく階調処理を
施す信号処理を行い, フィルム出力装置２に前記ディジ
タル画像信号(d) として出力するものである。

【００２７】前記ディジタル画像信号(c) は, 被写体に
Ｘ線を照射して透過したＸ線が輝尽蛍光体に蓄積されて
きたものが読み出されて光電変換され, 画素単位にサン
プリングしてディジタル化された画素毎に蓄積Ｘ線エネ
ルギーに比例するディジタル画素値をもつ信号である。

【００２８】本発明では, 前記パラメータ調節部10にお
いて, 輝尽蛍光体から読み取られたディジタル画像信号
(c) の階調処理を行って, 階調処理後のディジタル画像
信号(d) をフィルム出力装置２で濃淡画像として表現し
た時, それまでの当該医療設備に固有の条件でＳ／Ｆ法
により撮影された既存の標準的Ｘ線フィルムと同一の濃
度およびコントラストを持つようにするための階調処理
パラメータ(b),即ち,階調処理後の画像の画像特徴点の
標準的な画素値を自動的に決定できるようにするもので
ある。

【００２９】このため, ディジタル画像撮影装置１で
は, 上記従来の信号処理部1Aに加えてパラメータ調節部
10を新たに設け, 上記要求に合致する階調処理パラメー
タ(b)を自動的に決定して信号処理部1Aに与えるように
している。

【００３０】パラメータ調節部10は, 図２に示す如く,
参照テーブル記憶部11と画像信号判別部12および, パラ
メータ決定部13とを有する。参照テーブル記憶部11で
は, ディジタル画像撮影装置１に接続されているフィル
ム出力装置（画素値を濃度に変換するもの）２とフィル
ム・ディジタイザ（濃度を画素値に変換するもの）３
の, 画素値と濃度の対応関係を表す２つの参照テーブル
を記憶している。

【００３１】画像信号判別部12では, フィルム・ディジ
タイザ３から入力される標準的なディジタル画像信号
(a) を解剖学的領域に分割し, その各領域を代表する画
素である画像特徴点の画素値（境界画素値）を求める。

【００３２】パラメータ決定部13では, 該画像特徴点の
画素値と前記２つの参照テーブルを用いて階調処理パラ
メータ(b) を決定する。以下, 放射線画像の一例として
図４に示した胸部放射線画像を取り上げ, Ｓ／Ｆ法で撮
影済の標準的なＸ線写真を用い, ディジタル画像撮影装
置１で新たに撮影するＸ線写真が該撮影済のＸ線写真と
同じコントラストや同じ濃度を持つように, 階調処理パ
ラメータ(b) を新たに設定する自動生成のプロセスにつ
いて, 図１〜図４を用いて説明する。

【００３３】まず, フィルム・ディジタイザ３におい
て, 標準的な撮像済の標準Ｘ線写真をスキャンし, 画素
単位に濃度に対応するディジタル画素値に変換された標
準的なディジタル画像信号(a) を生成する。

【００３４】そして, このディジタル画像信号(a) を画
像信号判別部12に入力して画像あり？かを判定し（Ｓ3
1）, 所定のアルゴリズムで上記解剖学的領域を判別し
て, それぞれの領域における各画像特徴点の画素値（境
界画素値）を求める（Ｓ32) 。この判別処理のアルゴリ
ズムは複雑なので, ディジタル画像撮影装置１内のホス
ト計算機で行う。

【００３５】次に, 参照テーブル記憶部11に予め記憶さ
れている, 既存のＸ線写真フィルムの読み取りに用いた
フィルム・ディジタイザ３の濃度と画素値との関係を示
す第１の参照テーブル501 を用いて, 該画像特徴点の濃
度（境界濃度）を求める（Ｓ33) 。この過程を, 図４の
胸部正面画像の例を用いて説明する。

【００３６】図４において, 曲線504 はフィルム・ディ
ジタイザ３でディジタイズされて出力されるディジタル
画像信号(a) の標準的な胸部放射線画像のヒストグラム
である。

【００３７】参照テーブル記憶部11では, 前記ディジタ
ル画像信号(a) から画像特徴点としての解剖学的領域の
境界の画素値PV1 〜PV5(図６に示す画素値ａ〜ｅに対
応）を求め, 第１の参照テーブル501 で示される対応関
係（図４には, 直線, 即ち濃度と画素値とが比例関係に
ある場合を例示する) により, この画像特徴点の画素値
に対応する濃度PD1 〜PD5 を標準濃度として求める。

【００３８】次に, パラメータ決定部13では, このディ
ジタル画像信号(a) が入力されるフィルム出力装置２が
画像特徴点を標準濃度でＸ線撮影フィルム上に再生でき
るように, フィルム出力装置２に出力するディジタル画
像信号(d) に対応する画像特徴点に与えられるべき画素
値PV'1〜PV'5（図６のＡ〜Ｅに対応）を, 予め参照テー
ブル記憶部11に記憶されている第２の参照テーブル502
を用いて求める。

【００３９】図４においては, 例示された直線502 がこ
の第２の参照テーブルに相当し, 画像特徴点を濃度PD1
〜PD5 で再生するために必要な画素値PV'1〜PV'5が求ま
る。このようにして求められた画像特徴点の画素値を,
階調処理パラメータの候補と決定してパラメータ決定部
13に保存する（図３のＳ34) 。

【００４０】このようなプロセスを, 標準的な既存のＸ
線フィルム画像の複数枚について繰返し（Ｓ31〜Ｓ34),
その各々において得られた階調処理のパラメータの候補
（即ち, 上記複数の枚数に対応するPV'1〜PV'5など）の
代表値, 例えば, 平均値, 中央値などをパラメータ決定
部13にて求め（Ｓ35) , それらを所望の階調処理パラメ
ータ(b) と決定して信号処理部1Aに与える。

【００４１】以後において, 信号処理部1Aでは, 図４の
第３象限に示されるように, 例えばヒストグラム507 で
表されているディジタル画像撮影装置１で撮影されたデ
ィジタル画像信号（図１の(c))を, その画像特徴点の画
素値PV”1 〜PV”5 が該階調処理パラメータPV'1〜PV'5
の画素値に階調処理変換されるよう階調曲線503 を生成
し, 入力画像のヒストグラム507 を出力画像506 に階調
処理変換してフィルム出力装置２に階調処理後のディジ
タル画像信号(d) として出力する。

【００４２】そして, フィルム出力装置２では, 第２の
参照テーブルである直線502 に相当する対応関係によ
り, 濃度とコントラストとが標準的なＸ線写真フィルム
と同一のヒストグラム504 の濃度分布を持つようにＸ線
写真を再生する。

【００４３】

【発明の効果】本発明のディジタル画像撮影装置によれ
ば, 主として医用Ｘ線画像撮影装置などの導入時に, 既
存のＸ線写真フィルムと同様の特性をもつ診断用画像を
得るため医師や放射線技師がカットアンドトライで人手
により設定していた階調処理パラメータをパラメータ調
整機能により自動的に決定することができるので, パラ
メータ設定が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のディジタル画像撮影装置のシステム
構成の一例を示す図

【図２】 本発明のパラメータ調節部の構成を示す図

【図３】 図２に示すパラメータ調節部の処理フローを
表す図

【図４】 本発明における階調処理パラメータの決定過
程を示す図

【図５】 従来のディジタル画像撮影装置のシステム構
成の一例を示す図

【図６】 従来における階調処理の動作を説明するため
の図

【符号の説明】

１ ディジタル画像撮影装置 1A 信号処理
部 ２ フィルム出力装置 ３ フィルム・ディジタイザ 10 パラメータ調節部 11 参照テーブル記憶部 12 画像信号判別部 13 パラメータ決定部 501 第１の参照テーブル 502 第２の参照テーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム出力装置に送出される出力画像
   の特徴点の画素値を設定する手段と, 撮影されたディジ
   タル画像より, 該撮影ディジタル画像の特徴点の画素値
   を判別する手段と, 前記撮影ディジタル画像の特徴点の
   画素値が対応する前記出力画像の特徴点の画素値に変換
   されるような階調テーブルを作成する手段と, 該作成さ
   れた階調テーブルに基づいて, 撮影されたディジタル画
   像を階調処理して出力画像に変換しフィルム出力装置に
   出力する手段と, を有するディジタル画像撮影装置であ
   って,前記出力画像の特徴点の画素値を設定する手段は,
   フィルム・ディジタイザが撮影フィルム上の画像の各画
   素の濃度をディジタル画像の画素値に変換する際の該画
   像と該画素値との対応関係を示す第１の参照テーブル
   と,前記フィルム出力装置が前記ディジタル出力画像を
   フィルム上に再生する際の画素値と濃度との対応関係を
   示す第２の参照テーブルと,前記フィルム・ディジタイ
   ザから得られる基準ディジタル画像より, 該基準ディジ
   タル画像の特徴点の画素値を判別する手段と,前記基準
   ディジタル画像の特徴点の画素値を, 前記第１の参照テ
   ーブルに基づいて基準ディジタル画像の特徴点の濃度に
   変換する手段と,該基準ディジタル画像の特徴点の濃度
   を, 前記第２の参照テーブルに基づいて前記出力画像の
   特徴点の画素値に変換する手段と,を有することを特徴
   としたディジタル画像撮影装置