JPH0950521A - Method and device for processing picture - Google Patents

Method and device for processing picture

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JPH0950521A
JPH0950521A JP7203206A JP20320695A JPH0950521A JP H0950521 A JPH0950521 A JP H0950521A JP 7203206 A JP7203206 A JP 7203206A JP 20320695 A JP20320695 A JP 20320695A JP H0950521 A JPH0950521 A JP H0950521A
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image
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morphology
smor
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雅彦 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently emphasize only a specific picture part in question without emphasizing a component such as a noise component unnecessary for picture reading by suppressing the undershoot and overshoot of a picture. SOLUTION: A high frequency component Ssp in an original picture signal Sorg is obtained by a low pass filter 11 and a computing element 14a, a morphology operation is applied to the component Ssp to obtain a morphology signal Smor indicating a large value on a required picture part and a small value on the other picture part, an emphasis coefficient β (Smor) corresponding to the signal Smor is found out from a conversion table 13, and a processed picture signal Sproc emphasizing only a required picture part is obtained by applying emphasis processing depending on morphology.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理方法および
装置に関し、詳細には画像のうち、異常陰影やコントラ
ストの高い画像部分等の特定の画像部分だけを選択的に
強調処理する画像処理方法および装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing method and apparatus, and more particularly to an image processing method and an image processing method for selectively enhancing only a specific image portion such as an abnormal shadow or an image portion having high contrast in an image. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、種々の画像取得方法により得
られた画像を表す画像信号に対して、階調処理や周波数
処理等の画像処理を施し、画像の観察読影性能を向上さ
せることが行われている。特に人体を被写体とした放射
線画像のような医用画像の分野においては、医師等の専
門家が、得られた画像に基づいて患者の疾病や傷害の有
無を的確に診断する必要があり、その画像の読影性能を
向上させる画像処理は不可欠なものとなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image signal representing an image obtained by various image acquisition methods has been subjected to image processing such as gradation processing and frequency processing to improve the observation / interpretation performance of the image. It is being appreciated. Particularly in the field of medical images such as radiographic images of the human body, a specialist such as a doctor needs to accurately diagnose the presence or absence of a disease or injury of a patient based on the obtained image, and the image Image processing that improves the image interpretation performance of is becoming indispensable.

【0003】この画像処理のうち、いわゆる周波数強調
処理としては、例えば特開昭61-169971 号に示されるよ
うに、原画像の濃度値等の画像信号(オリジナル画像信
号という)Sorg を、
As the so-called frequency enhancement processing in this image processing, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 61-169971, an image signal (called an original image signal) Sorg such as a density value of an original image is

【0004】[0004]

【数8】 (Equation 8)

【0005】なる画像信号Sprocに変換するものが知ら
れている。ここでβは周波数強調係数、Susは非鮮鋭マ
スク(いわゆるボケマスク)信号である。このボケマス
ク信号Susは、2次元に配置された画素に対してオリジ
ナル画像信号Sorg を中心画素とするN列×N行(Nは
奇数)の画素マトリクスからなるマスク、すなわちボケ
マスクを設定し、
It is known to convert the image signal Sproc into Here, β is a frequency enhancement coefficient, and Sus is a non-sharp mask (so-called blur mask) signal. This blur mask signal Sus sets a mask composed of a pixel matrix of N columns × N rows (N is an odd number) with the original image signal Sorg as the center pixel for pixels arranged two-dimensionally, that is, a blur mask.

【0006】[0006]

【数9】 [Equation 9]

【0007】等として求められる超低空間周波数成分で
ある。
It is an ultralow spatial frequency component required as

【0008】式(8)の第2項括弧内の値(Sorg −S
us)は、オリジナル画像信号から超低空間周波数成分で
あるボケマスク信号を減算したものであるから、オリジ
ナル画像信号のうちの、超低空間周波数成分を除去した
超低空間周波数よりも高い周波数成分を意味する。この
比較的高い周波数成分に周波数強調係数βを乗じたうえ
で、オリジナル画像信号を加算することにより、この比
較的高い周波数成分を強調することができる。
The value in the second term parenthesis of the equation (8) (Sorg-S
us) is obtained by subtracting the blur mask signal, which is an ultra-low spatial frequency component, from the original image signal, so that the frequency component higher than the ultra-low spatial frequency of the original image signal from which the ultra-low spatial frequency component is removed is means. This relatively high frequency component can be emphasized by multiplying the relatively high frequency component by the frequency enhancement coefficient β and then adding the original image signal.

【0009】一方、画像のうち異常な陰影等の特定の画
像部分だけを選択的に抽出する、モーフォロジー(Morp
hology;モフォロジーまたはモルフォロジーとも称す
る)のアルゴリズムに基づく処理(以下、モーフォロジ
ー演算またはモーフォロジー処理という)が知られてい
る。このモーフォロジー処理は、特に乳癌における特徴
的形態である微小石灰化像を検出するのに有効な手法と
して研究されているが、対象画像としては、このような
マンモグラムにおける微小石灰化像に限るものではな
く、検出しようとする特定の画像部分(異常陰影等)の
大きさや形状が予め分かっているものについては、いか
なる画像に対しても適用することができる。
On the other hand, a morphology (Morpology) that selectively extracts only a specific image portion such as an abnormal shadow in the image
A process based on an algorithm of hology (also referred to as morphology or morphology) (hereinafter referred to as morphological operation or morphological process) is known. This morphological processing has been studied as an effective method for detecting a microcalcification image that is a characteristic morphology in breast cancer, but the target image is not limited to such a microcalcification image in a mammogram. If the size or shape of the specific image portion (abnormal shadow or the like) to be detected is known in advance, it can be applied to any image.

【0010】以下、このモーフォロジー処理を、マンモ
グラムにおける微小石灰化像の検出に適用した例によ
り、モーフォロジー処理の概要について説明する。
An outline of the morphology processing will be described below by an example in which the morphology processing is applied to detection of a microcalcification image in a mammogram.

【0011】(モーフォロジーの基本演算)モーフォロ
ジー処理は一般的にはN次元空間における集合論として
展開されるが、直感的な理解のために2次元の濃淡画像
を対象として説明する。
(Basic operation of morphology) Morphological processing is generally developed as a set theory in an N-dimensional space, but a two-dimensional grayscale image will be described for intuitive understanding.

【0012】濃淡画像を座標(x,y)の点が濃度値f
(x,y)に相当する高さをもつ空間とみなす。ここ
で、濃度値f(x,y)は、CRTに表示するための信
号のように、輝度の高いもの程大きな値となる高輝度高
信号レベルの信号とする。
A point at coordinates (x, y) is represented by a density value f
It is regarded as a space having a height corresponding to (x, y). Here, the density value f (x, y) is a signal having a high brightness and high signal level, such that the higher the brightness, the larger the value, such as the signal for displaying on the CRT.

【0013】まず、簡単のために、その断面に相当する
1次元の関数f(x)を考える。モーフォロジー演算に
用いる構造要素gは次式(10)に示すように、原点につ
いて対称な対称関数
First, for simplicity, consider a one-dimensional function f (x) corresponding to the cross section. The structuring element g used in the morphological operation is a symmetric function that is symmetric about the origin as shown in the following equation (10).

【0014】[0014]

【数10】 (Equation 10)

【0015】であり、定義域内で値が0で、その定義域
Gが下記式(11)であるとする。
It is assumed that the value is 0 in the domain and the domain G is the following equation (11).

【0016】[0016]

【数11】 [Equation 11]

【0017】このとき、モーフォロジー演算の基本形は
式(12)〜(15)に示すように、非常に簡単な演算とな
る。
At this time, the basic form of the morphological operation is a very simple operation as shown in equations (12) to (15).

【0018】[0018]

【数12】 (Equation 12)

【0019】すなわち、dilation(ダイレーション)処
理は、注目画素を中心とした、±m(構造要素Bに応じ
て決定される値)の幅の中の最大値を探索する処理であ
り(図6(A)参照)、一方、erosion (エロージョ
ン)処理は、注目画素を中心とした、±mの幅の中の最
小値を探索する処理である(図6(B)参照)。したが
って、このようにダイレーション処理、あるいはエロー
ジョン処理された信号(図6(A),(B)において破
線で示す)をオリジナル画像信号から差し引くことによ
って、図面上の斜線で示す、信号値が急俊に変化すると
いう画像のエッジ部と構造要素より空間的に小さな範囲
で変動する画像部分とについてのみゼロ以外の値を出力
するモーフォロジー信号Smor を得るものである。
That is, the dilation process is a process for searching for the maximum value within the range of ± m (value determined according to the structuring element B) centered on the pixel of interest (FIG. 6). On the other hand, the erosion process is a process for searching for a minimum value within a width of ± m centered on the pixel of interest (see FIG. 6B). Therefore, by subtracting the signal (indicated by a broken line in FIGS. 6A and 6B) subjected to the dilation process or the erosion process from the original image signal, the signal value indicated by a diagonal line in the drawing is sharp. The morphology signal Smor that outputs a non-zero value is obtained only for the edge portion of the image that changes rapidly and the image portion that changes in a spatially smaller range than the structuring element.

【0020】また、opening (またはclosing )処理は
最小値(または最大値)の探索の後に、最大値(または
最小値)を探索することに相当する。すなわちopening
(オープニング)処理は、低輝度側から濃度曲線f
(x)を滑らかにし、マスクサイズ2mより小さい凸状
の濃度変動部分(周囲部分よりも輝度が高い部分)を取
り除くことに相当する(図6(C)参照)。一方、clos
ing (クロージング)処理は、高輝度側から濃度曲線f
(x)を滑らかにし、マスクサイズ2mより小さい凹状
の濃度変動部分(周囲部分よりも輝度が低い部分)を取
り除くことに相当する(図6(D)参照)。したがって
オープニング処理、クロージング処理されたもの(図6
(C),(D)において破線で示す)をオリジナル画像
信号から差し引くことによって、図面上の斜線で示すよ
うな、構造要素より空間的に小さな範囲で変動するとい
う特徴的な画像部分についてのみゼロ以外の値を出力す
るモーフォロジー信号Smor を得るものである。
The opening (or closing) process corresponds to searching for the maximum value (or minimum value) after searching for the minimum value (or maximum value). Ie opening
The (opening) process is performed from the low-luminance side in the density curve f
This corresponds to smoothing (x) and removing a convex density variation portion (a portion having a higher brightness than the surrounding portion) smaller than the mask size 2 m (see FIG. 6C). On the other hand, clos
In the ing (closing) process, the density curve f
This corresponds to smoothing (x) and removing a concave density variation portion (a portion whose brightness is lower than the surrounding portion) smaller than the mask size 2 m (see FIG. 6D). Therefore, those that have undergone the opening process and closing process (Fig. 6
(Indicated by broken lines in (C) and (D)) is subtracted from the original image signal to eliminate zero only in a characteristic image portion that varies in a spatially smaller range than a structuring element, as indicated by the diagonal lines in the drawing. A morphological signal Smor for outputting a value other than is obtained.

【0021】なお、構造要素gが原点に対して対称では
ない場合の、式(12)に示すダイレーション演算をMink
owski (ミンコフスキー)和、式(13)に示すエロージ
ョン演算をミンコフスキー差という。
When the structuring element g is not symmetrical with respect to the origin, the dilation operation shown in the equation (12) is Mink.
The owski sum and the erosion operation shown in equation (13) are called the Minkowski difference.

【0022】ここで、濃度値f(x)が、ネガフイルム
に記録するための信号のように、濃度の高いもの程大き
な値となる高濃度高信号レベルの信号の場合において
は、輝度と濃度との関係が逆転するため、高濃度高信号
レベルの信号におけるダイレーション処理は、高輝度高
信号レベルにおけるエロージョン処理(図6(B))と
一致し、高濃度高信号レベルの信号におけるエロージョ
ン処理は、高輝度高信号レベルにおけるダイレーション
処理(図6(A))と一致し、高濃度高信号レベルの信
号におけるオープニング処理は、高輝度高信号レベルに
おけるクロージング処理(図6(D))と一致し、高濃
度高信号レベルの信号におけるクロージング処理は、高
輝度高信号レベルにおけるオープニング処理(図6
(C))と一致する。
Here, in the case where the density value f (x) is a signal of high density and high signal level in which the density is higher, such as a signal for recording on a negative film, the brightness and the density are higher. Therefore, the dilation process for the high-density high-signal level signal is the same as the erosion process for the high-luminance high-signal level (FIG. 6B), and the erosion process for the high-density high-signal level signal is Corresponds to the dilation process at the high brightness and high signal level (FIG. 6A), and the opening process at the high density and high signal level signal is similar to the closing process at the high brightness and high signal level (FIG. 6D). The closing process for a signal having a high density and a high signal level is the same as the opening process for the high brightness and high signal level (see FIG. 6).
(C)).

【0023】なお、本項では高輝度高信号レベルの画像
信号(輝度値)の場合について説明する。
In this section, the case of an image signal (luminance value) of high luminance and high signal level will be described.

【0024】(石灰化陰影検出への応用)石灰化陰影の
検出には、原画像から平滑化した画像を引き去る差分法
が考えられる。単純な平滑化法では石灰化陰影と細長い
形状の非石灰化陰影(乳腺、血管および乳腺支持組織
等)との識別が困難であるため、東京農工大の小畑ら
は、多重構造要素を用いたオープニング演算に基づく下
記式(16)で表されるモーフォロジーフィルターを提案
している(「多重構造要素を用いたモルフォロジーフィ
ルタによる微小石灰化像の抽出」電子情報通信学会論文
誌 D-II Vol.J75-D-II No.7 P1170 〜1176 1992年7月
等)。
(Application to Calcification Shadow Detection) For the detection of calcification shadows, a difference method of subtracting a smoothed image from an original image can be considered. Since it is difficult to distinguish between calcified shadows and elongated non-calcified shadows (mammary glands, blood vessels, mammary gland supporting tissues, etc.) by a simple smoothing method, Tokyo University of Agriculture and Technology Obata et al. Used multiple structural elements. We have proposed a morphology filter expressed by the following equation (16) based on the opening operation (“Extraction of microcalcification images by morphological filter using multiple structuring elements” IEICE Transactions D-II Vol .J75-D-II No.7 P1170-1176 July 1992).

【0025】[0025]

【数13】 (Equation 13)

【0026】ここでBi (i=1,2,…,M)は、例
えば図7に示す直線状の4つ(この場合M=4)の構造
要素(これら4つの構造要素の全体をもって多重構造要
素というが、以下、i=1の場合を含めて単に構造要素
という)である。構造要素Bi を検出対象である石灰化
陰影よりも大きく設定すれば、上記オープニング演算に
よる処理で、構造要素Bi よりも細かな凸状の信号変化
部分である石灰化陰影は取り除かれる。一方、細長い形
状の非石灰化陰影はその長さが構造要素Bi よりも長
く、その傾きが4つの構造要素Bi のいずれかに一致す
れば、それぞれの構造要素Bi に対するオープニング処
理の最大値(式(16)の第2項の演算)を求めてもその
まま残る。したがってこのようにして得られた平滑化画
像(石灰化陰影のみが取り除かれた画像)を原画像fか
ら引き去ることで、小さな石灰化陰影のみが含まれる画
像が得られる。これが式(16)の考え方である。
Here, Bi (i = 1, 2, ..., M) is, for example, four linear structural elements (M = 4 in this case) shown in FIG. 7 (the total of these four structural elements is a multiple structure). Hereinafter, the element is simply referred to as a structural element including the case of i = 1). If the structuring element Bi is set to be larger than the calcification shadow to be detected, the calcification shadow, which is a finer signal change portion than the structuring element Bi, is removed by the processing by the opening operation. On the other hand, if the elongated non-calcified shadow is longer than the structuring element Bi and its slope matches any of the four structuring elements Bi, the maximum value of the opening process for each structuring element Bi (equation Even if the calculation of the second term of (16) is obtained, it remains as it is. Therefore, by subtracting the smoothed image (image in which only the calcified shadow is removed) thus obtained from the original image f, an image including only a small calcified shadow is obtained. This is the idea of equation (16).

【0027】なお、前述したように、高濃度高信号レベ
ルの信号の場合においては、石灰化陰影は周囲の画像部
分よりも濃度値が低くなり、石灰化陰影は周囲部分に対
して凹状の信号変化部分となるため、オープニング処理
に代えてクロージング処理を適用し、式(16)に代えて
式(17)を適用する。
As described above, in the case of a signal of high density and high signal level, the calcification shadow has a lower density value than the surrounding image portion, and the calcification shadow has a concave signal with respect to the surrounding portion. Since it is a changed part, the closing process is applied instead of the opening process, and the formula (17) is applied instead of the formula (16).

【0028】[0028]

【数14】 [Equation 14]

【0029】このように、モーフォロジー処理は、 (1)石灰化陰影そのものの抽出に有効であること (2)複雑なバックグラウンド情報に影響されにくいこ
と (3)抽出した石灰化陰影がひずまないこと などの特徴がある。すなわち、この手法は一般の微分処
理に比べて、石灰化陰影のサイズ・形状・濃度分布など
の幾何学的情報をより良く保った検出が可能である。
As described above, the morphological processing is (1) effective for extracting the calcification shadow itself (2) not easily affected by complicated background information (3) the extracted calcification shadow is not distorted There are features such as. That is, this method can detect geometrical information such as the size, shape, and density distribution of calcification shadows better than general differential processing.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
に、画像の読影性能を向上させるには、対象となる画像
に対して画像処理を行うことが不可欠となっているが、
特開平2−1078号に開示されているように、単に濃度依
存による強調処理では、例えばマンモグラムにおける放
射線ノイズ成分のような、画像読影の障害となる成分ま
で強調されるため、読影性能をむしろ低下させることに
なる。
As described above, in order to improve the image interpretation performance, it is indispensable to perform image processing on a target image.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-1078, only the density-dependent enhancement processing enhances components that obstruct image interpretation, such as radiation noise components in a mammogram, and thus degrades the interpretation performance. I will let you.

【0031】また特公昭60−192482号、特開平2−1209
85号、特表平3−502975号等に開示されているように、
画像信号の分散値に依存した強調処理では、局所的に濃
度変化の大きい画像部分が強く強調されるため、その付
近でアンダーシュート、オーバーシュートが相対的に目
立ち、特にX線画像に関しては高濃度側でアーチファク
トが発生しやすいという問題がある。
Also, Japanese Patent Publication No. 60-192482 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-1209
As disclosed in No. 85, Japanese Translation of PCT International Publication No. 3-502975, etc.,
In the enhancement process depending on the variance of the image signal, an image portion having a large change in density is strongly emphasized locally, so that undershoots and overshoots are relatively conspicuous in the vicinity of the portion, and particularly high density is observed for X-ray images. There is a problem that artifacts easily occur on the side.

【0032】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、ノイズ成分等の画像読影に不要な成分を強調する
ことなく、注目する特定の画像部分だけを効率よく強調
処理し、アーチファクトの発生を抑制した画像処理方法
および装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and efficiently emphasizes only a specific image portion of interest without emphasizing unnecessary components such as noise components for image interpretation, thereby generating an artifact. It is an object of the present invention to provide an image processing method and apparatus in which the above are suppressed.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理方法
は、画像を表すオリジナル画像信号Sorg の所定の空間
周波数に対応する非鮮鋭マスク信号Susを求め、該非鮮
鋭マスク信号Susと前記オリジナル画像信号Sorg との
差信号Sspに対して、構造要素Biおよびスケール係数
λを用いたモーフォロジー演算を施すことにより、前記
差信号が空間的に前記構造要素Biより小さく変動する
画像部分および/または前記差信号の変化が急俊な画像
部分について特徴的な出力を示すモーフォロジー信号S
mor を求め、前記画像部分を強調するように、前記差信
号Sspに対して前記モーフォロジー信号Smor に応じた
強調処理を施すことを特徴とするものである。
According to the image processing method of the present invention, an unsharp mask signal Sus corresponding to a predetermined spatial frequency of an original image signal Sorg representing an image is obtained, and the unsharp mask signal Sus and the original image signal are obtained. A difference signal Ssp with respect to Sorg is subjected to a morphological operation using a structuring element Bi and a scale factor λ to obtain an image portion in which the difference signal spatially fluctuates smaller than the structuring element Bi and / or the difference signal. Of the morphology signal S showing a characteristic output for the image part where the change of
It is characterized in that the difference signal Ssp is subjected to an enhancement process according to the morphology signal Smor so as to obtain the mor and enhance the image portion.

【0034】なお、構造要素Biを構成する構造要素B
としては、例えば、正方形、長方形、円形、楕円形、線
形または菱形等の上下左右対称の要素が望ましい。以下
の発明においても同様である。
The structural element B constituting the structural element Bi
As the element, for example, square, rectangular, circular, elliptical, linear, or rhombic elements that are vertically and horizontally symmetrical are desirable. The same applies to the following inventions.

【0035】また、前記モーフォロジー信号Smor に応
じた強調処理としては、下記式(1)にしたがった強調
処理を用いることができる。
As the emphasizing process according to the morphology signal Smor, the emphasizing process according to the following equation (1) can be used.

【0036】[0036]

【数1】 [Equation 1]

【0037】上記強調係数β(Smor )としては、例え
ば図3に示すような関数形状を有するものが望ましい。
すなわち、図3(A)に示すような関数形状は、放射線
ノイズ領域(粒状領域)であるモーフォロジー信号値S
mor が小さい領域についてはその出力を低く抑制し、石
灰化陰影等の所望の画像部分に対応する領域であるモー
フォロジー信号値Smor が極端に大きい領域については
β(Smor )の上限値に固定し、これらの中間領域につ
いてはモーフォロジー信号値Smor の増大にしたがって
単調増加するように設定されている。また、図3(B)
に示すような関数形状は、放射線ノイズ領域(粒状領
域)であるモーフォロジー信号値Smor が小さい領域に
ついてはその出力をゼロに固定し、石灰化陰影等の所望
の画像部分に対応する領域であるモーフォロジー信号値
Smor が大きい領域についてはβ(Smor )の上限値に
固定し、モーフォロジー信号値Smor がさらに大きい領
域についてはβ(Smor )を低く抑制して、極端な強調
を行った場合にもオーバーシュートやアンダーシュート
が発生するのを抑制するものである。
The enhancement coefficient β (Smor) preferably has a function shape as shown in FIG. 3, for example.
That is, the function shape as shown in FIG. 3A has a morphology signal value S that is a radiation noise area (grain area).
The output is suppressed to a low value in a region where mor is small, and fixed to the upper limit of β (Smor) in a region where the morphology signal value Smor, which is a region corresponding to a desired image portion such as a calcification shadow, is extremely large. These intermediate regions are set to monotonically increase as the morphology signal value Smor increases. Also, FIG. 3 (B)
The function shape as shown in (3) is a morphology that is an area corresponding to a desired image portion such as a calcification shadow, in which the output is fixed to zero for an area having a small morphology signal value Smor which is a radiation noise area (grain area). In the area where the signal value Smor is large, the upper limit of β (Smor) is fixed, and in the area where the morphology signal value Smor is larger, β (Smor) is suppressed low, and overshoot occurs even when extreme emphasis is performed. It prevents the occurrence of undershoot and undershoot.

【0038】また、モーフォロジー演算としては、下記
式(2)〜(6)で示される種々のものを適用すること
ができる。
As the morphological operation, various ones represented by the following equations (2) to (6) can be applied.

【0039】[0039]

【数2】 [Equation 2]

【0040】[0040]

【数3】 (Equation 3)

【0041】[0041]

【数4】 (Equation 4)

【0042】[0042]

【数5】 (Equation 5)

【0043】[0043]

【数6】 (Equation 6)

【0044】[0044]

【外1】 [Outside 1]

【0045】なおモーフォロジー演算として上記式
(6)に示すものを用いた場合には、モーフォロジー信
号Smor に応じた強調処理としては下記式(7)にした
がったものを用いるのが望ましい。
When the equation (6) shown above is used as the morphological operation, it is desirable to use the equation according to the following equation (7) as the enhancement processing according to the morphological signal Smor.

【0046】[0046]

【数7】 (Equation 7)

【0047】ここでf(Ssp)は、例えば図5に示すよ
うに、差信号Sspが所定の大きさ以上の範囲、または所
定の大きさ以下の範囲については、その出力が一定値に
固定された関数形状とするのが望ましい。これは極端な
強調を行った場合にもオーバーシュートやアンダーシュ
ートが発生するのを抑制するためである。
Here, for example, as shown in FIG. 5, f (Ssp) has its output fixed to a constant value in the range where the difference signal Ssp is equal to or larger than a predetermined magnitude or is equal to or smaller than a predetermined magnitude. It is desirable to have a function shape. This is to suppress the occurrence of overshoot or undershoot even when extreme emphasis is performed.

【0048】式(2)または(3)で表されるモーフォ
ロジー演算を適用した場合、モーフォロジー信号Smor
として、差信号Sspが前記構造要素Bi より空間的に小
さく変動する画像部分や、輝度(濃度)が急激に変化す
るエッジ部分を構成する画素の信号を抽出することがで
き、このような画像部分を効果的に強調処理することが
できる。
When the morphological operation represented by the equation (2) or (3) is applied, the morphological signal Smor
As a result, it is possible to extract an image portion in which the difference signal Ssp changes spatially smaller than the structuring element Bi or an edge portion in which the brightness (density) changes abruptly. Can be effectively emphasized.

【0049】また、式(4)で表されるモーフォロジー
演算を適用することにより、モーフォロジー信号Smor
として、差信号Sspが周囲の画像部分よりも大きく、か
つ前記構造要素Bi より空間的に小さく変動する画像部
分(例えば、高輝度高信号レベルの画像信号における石
灰化陰影)を構成する画素の信号を抽出することがで
き、この画像部分を効果的に強調処理することができ
る。
Further, by applying the morphology operation represented by the equation (4), the morphology signal Smor is obtained.
As a signal of a pixel that constitutes an image portion in which the difference signal Ssp is larger than the surrounding image portion and spatially smaller than the structuring element Bi (for example, a calcification shadow in an image signal of high brightness and high signal level). Can be extracted, and this image part can be effectively enhanced.

【0050】さらにまた、式(5)で表されるモーフォ
ロジー演算を適用することにより、モーフォロジー信号
Smor として、差信号Sspが周囲の画像部分よりも小さ
く、かつ前記構造要素Bi より空間的に小さく変動する
画像部分(例えば、高濃度高信号レベルの画像信号にお
ける石灰化陰影)を構成する画素の信号を抽出すること
ができ、この画像部分を効果的に強調処理することがで
きる。
Furthermore, by applying the morphological operation represented by the equation (5), the difference signal Ssp as the morphological signal Smor is smaller than that of the surrounding image portion and is spatially smaller than the structuring element Bi. It is possible to extract the signals of the pixels forming the image portion (for example, the calcification shadow in the image signal of high density and high signal level), and the image portion can be effectively enhanced.

【0051】また式(6)で表されるモーフォロジー演
算を適用することにより、モーフォロジー信号Smor と
して、差信号Sspが構造要素Bi より空間的に小さく変
動する画像部分や、輝度(濃度)が急激に変化するエッ
ジ部分を構成する画素の信号を抽出することができ、こ
のような画像部分を効果的に強調処理することができ
る。
Further, by applying the morphological operation represented by the equation (6), as the morphological signal Smor, the image portion in which the difference signal Ssp changes spatially smaller than the structuring element Bi and the brightness (density) are sharply changed. It is possible to extract the signals of the pixels forming the changing edge portion, and it is possible to effectively enhance such an image portion.

【0052】本発明の画像処理装置は、画像を表すオリ
ジナル画像信号Sorg の所定の空間周波数に対応する非
鮮鋭マスク信号Susを求める非鮮鋭マスク信号演算手段
と、該非鮮鋭マスク信号Susと前記オリジナル画像信号
Sorg との差信号Sspに対して、構造要素Biおよびス
ケール係数λを用いたモーフォロジー演算を施すことに
より、前記差信号が空間的に前記構造要素Biより小さ
く変動する画像部分および/または前記差画像信号の変
化が急俊な画像部分について特徴的な出力を示すモーフ
ォロジー信号Smor を求めるモーフォロジー信号演算手
段と、前記画像部分を強調するように、前記差信号Ssp
に対して前記モーフォロジー信号Smor に応じた強調処
理を施す強調手段とを備えてなることを特徴とするもの
である。
The image processing apparatus of the present invention comprises an unsharp mask signal calculation means for obtaining an unsharp mask signal Sus corresponding to a predetermined spatial frequency of an original image signal Sorg representing an image, the unsharp mask signal Sus and the original image. The difference signal Ssp from the signal Sorg is subjected to a morphological operation using the structuring element Bi and the scale factor λ to obtain an image portion in which the difference signal spatially varies smaller than the structuring element Bi and / or the difference. Morphology signal calculating means for obtaining a morphology signal Smor showing a characteristic output for an image portion where the image signal changes rapidly, and the difference signal Ssp for enhancing the image portion.
And an emphasizing means for performing an emphasizing process according to the morphology signal Smor.

【0053】また、前記モーフォロジー信号Smor に応
じた強調処理としては、上記式(1)にしたがった強調
処理を用いることができる。
As the emphasizing process according to the morphology signal Smor, the emphasizing process according to the above equation (1) can be used.

【0054】上記強調係数β(Smor )としては、前記
本発明の画像処理方法と同様に、例えば図2に示すよう
な関数形状を有するものが望ましい。
It is desirable that the enhancement coefficient β (Smor) have a function shape as shown in FIG. 2, for example, as in the image processing method of the present invention.

【0055】また、モーフォロジー演算も、上記式
(2)〜(6)で示される種々のものを適用することが
できる。そして、式(6)のモーフォロジー演算を用い
た場合には、強調処理として上記式(7)にしたがった
ものを用いるのが望ましい。
Further, as the morphology operation, various ones represented by the above equations (2) to (6) can be applied. Then, when the morphological operation of the equation (6) is used, it is desirable to use the enhancement processing according to the above equation (7).

【0056】なお、構造要素Bi (i=1,2,…,
M)は、2次元面内での向きが互いに異なる構造要素B
として準備されたM個の構造要素Bの集合を意味するも
のであり、M=1の場合は上下左右対称の要素を意味
し、本発明においてはi≧2である構造要素およびi=
1の場合も含めて構造要素Bi と表記するものとする。
また、スケール係数λは上記ミンコフスキー和の演算お
よびミンコフスキー差の演算を行う回数を意味し、回数
を増加するに応じて平滑化の程度が進む。
The structural element Bi (i = 1, 2, ...,
M) is a structural element B whose directions in the two-dimensional plane are different from each other.
Means a set of M structural elements B prepared as above, and in the case of M = 1, it means a vertically symmetrical element, and in the present invention, i ≧ 2 structural elements and i =
Including the case of 1, the structural element is referred to as Bi.
The scale factor λ means the number of times the above-described Minkowski sum calculation and Minkowski difference calculation are performed, and the degree of smoothing increases as the number of times increases.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の画像処理方法・装置は、画像を
表すオリジナル画像信号Sorg から、所定の空間周波数
に対応する周波数成分(通常は超低空間周波数成分)S
usを減算することにより、オリジナル画像信号Sorg の
うちのその周波数以下の周波数成分が除かれた比較的高
い周波数成分(差信号)Sspだけを抽出する。この抽出
された比較的高い周波数成分Sspには、高周波成分であ
るいわゆる放射線ノイズも含まれる。
According to the image processing method and apparatus of the present invention, a frequency component (usually an ultra-low spatial frequency component) S corresponding to a predetermined spatial frequency is extracted from an original image signal Sorg representing an image.
By subtracting us, only the relatively high frequency component (difference signal) Ssp from which the frequency components below that frequency of the original image signal Sorg are removed is extracted. The extracted relatively high frequency component Ssp also includes so-called radiation noise which is a high frequency component.

【0058】このようにして得られた比較的高い周波数
成分Sspに対して、構造要素Bi およびスケール係数λ
を用いたモーフォロジー演算を施すことにより、画像信
号が空間的に構造要素Bi より小さく変動する画像部分
や、信号値が急激に変化するエッジ部等の特徴的な画像
部分について、特徴的な出力を示すモーフォロジー信号
Smor を得る。ここで、上記特徴的な画像部分には上述
の放射線ノイズも含まれるが、放射線ノイズに対応する
モーフォロジー信号Smor は微小なものであり、一方、
放射線ノイズ以外の特徴的な画像部分についてのモーフ
ォロジー信号Smor は、この放射線ノイズについてのモ
ーフォロジー信号Smor より大きな値を示す。このた
め、モーフォロジー信号Smor により放射線ノイズを特
徴的な画像部分から分離することができる。
With respect to the relatively high frequency component Ssp thus obtained, the structuring element Bi and the scale factor λ
By performing the morphological operation using, the characteristic output is performed for the image portion where the image signal spatially fluctuates smaller than the structuring element Bi and the characteristic image portion such as the edge portion where the signal value changes abruptly. Obtain the morphological signal Smor shown. Here, although the radiation image is also included in the characteristic image portion, the morphology signal Smor corresponding to the radiation noise is very small.
The morphology signal Smor for the characteristic image portion other than the radiation noise shows a value larger than the morphology signal Smor for the radiation noise. Therefore, the radiation noise can be separated from the characteristic image portion by the morphology signal Smor.

【0059】次いで、上記比較的高い周波数成分Sspに
対して、モーフォロジー信号Smorに応じた強調処理を
施すことにより、放射線ノイズ以外の特徴的な画像部分
は強い強調がなされ、放射線ノイズを含む他の画像部分
については強調がほとんどなされず、これにより特徴的
な画像部分を選択的に強調することができる。
Next, the relatively high frequency component Ssp is subjected to an emphasis process according to the morphology signal Smor, so that the characteristic image portion other than the radiation noise is strongly emphasized, and other characteristic images including the radiation noise are emphasized. Almost no enhancement is performed on the image portion, and thus the characteristic image portion can be selectively enhanced.

【0060】このように、本発明の画像処理方法・装置
によれば、ノイズ成分等の画像読影に不要な成分を強調
することなく、注目する特定の画像部分だけを効率よく
強調処理することができる。また、分散値依存強調処理
において生じるようなアーチファクトの発生を抑制する
こともできる。
As described above, according to the image processing method and apparatus of the present invention, it is possible to efficiently emphasize only a specific image portion of interest without emphasizing a noise component and other components unnecessary for image interpretation. it can. Further, it is possible to suppress the occurrence of artifacts that occur in the variance value dependent enhancement process.

【0061】さらに、モーフォロジー演算では画像信号
の分散値を計算する処理に代えて最大値または最小値を
計算する処理を行うため、その演算時間を短縮すること
ができる。
Further, in the morphological operation, a process of calculating the maximum value or the minimum value is performed instead of the process of calculating the variance value of the image signal, so that the operation time can be shortened.

【0062】なお、モーフォロジー演算として式(2)
または(3)に示す演算を行った場合は、さらに以下の
ような効果がある。すなわち、例えば、図8(A)に示
すように、強調しようとする特徴的な画像部分(図面中
においては下に凸の「信号領域」と表記)が、周辺濃度
が均一な画像部分において存在している場合は、このオ
リジナル画像信号Sorg に対して式(2)の第2項に示
すダイレーション処理を施すと、そのダイレーション処
理により得られるダイレーション信号Sdiは原画像の
「信号領域」の周辺の画像部分に対応するオリジナル画
像信号Sorg と略一致する。この結果、ダイレーション
信号Sdiとオリジナル画像信号Sorg との差は「信号領
域」についてのみゼロ以外の値を採る、換言すれば式
(2)のモーフォロジー信号Smor は「信号領域」につ
いてのみ所定の値を出力を示すが、他の周辺部分につい
てのモーフォロジー信号は略ゼロを示す。
As a morphological operation, equation (2)
Alternatively, when the calculation shown in (3) is performed, the following effects are further obtained. That is, for example, as shown in FIG. 8A, a characteristic image portion to be emphasized (indicated as a “signal region” having a downward convex in the drawing) exists in an image portion having a uniform peripheral density. If the original image signal Sorg is subjected to the dilation processing shown in the second term of the equation (2), the dilation signal Sdi obtained by the dilation processing is the "signal area" of the original image. It substantially matches the original image signal Sorg corresponding to the image portion around the. As a result, the difference between the dilation signal Sdi and the original image signal Sorg takes a non-zero value only in the “signal area”, in other words, the morphological signal Smor in the equation (2) has a predetermined value only in the “signal area”. , But the morphological signals for the other peripheral parts show almost zero.

【0063】一方、同図(B)に示すように、周辺濃度
が緩い濃度勾配を有する画像部分において「信号領域」
が存在している場合は、このオリジナル画像信号Sorg
に対して式(2)の第2項に示すダイレーション処理を
施すと、そのダイレーション処理により得られるダイレ
ーション信号Sdiは原画像の「信号領域」の周辺の画像
部分に対応するオリジナル画像信号Sorg を信号値が大
きくなる方向に平行移動したものとなる。この結果、ダ
イレーション信号Sdiとオリジナル画像信号Sorg との
差は「信号領域」以外の周辺画像についてもゼロ以外の
値を採り、「信号領域」については同図(A)の場合よ
りもかなり大きな値を採る。したがって式(2)に示し
たモーフォロジー信号も原画像の各部分にわたって全体
的に大きな値を採ることとなる。その結果、モーフォロ
ジー信号に応じた強調処理を行うと、強く強調され過ぎ
る虞がある。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the "signal area" is present in the image portion where the peripheral density has a gentle density gradient.
If present, this original image signal Sorg
When the dilation processing shown in the second term of the equation (2) is applied to, the dilation signal Sdi obtained by the dilation processing is the original image signal corresponding to the image portion around the “signal area” of the original image. Sorg is translated in the direction in which the signal value increases. As a result, the difference between the dilation signal Sdi and the original image signal Sorg takes a non-zero value for the peripheral images other than the “signal area”, and the “signal area” is considerably larger than in the case of FIG. Take a value. Therefore, the morphological signal shown in the equation (2) also takes a large value over each part of the original image. As a result, when the enhancement process according to the morphology signal is performed, there is a possibility that the enhancement will be overemphasized.

【0064】しかし、本発明の画像方法・装置によれ
ば、オリジナル画像信号Sorg に対して直接にモーフォ
ロジー演算を行うのではなく、オリジナル画像信号Sor
g と非鮮鋭マスク信号Susとの差信号である高周波成分
Sspについてモーフォロジー演算を施すため、図8
(B)に示したような緩い濃度勾配に対してはモーフォ
ロジー演算の結果であるモーフォロジー信号値が略ゼロ
となり、したがって上述した過度の強調を防止すること
ができる。式(3)に示したエロージョン処理について
も同様である。
However, according to the image method / apparatus of the present invention, instead of directly performing the morphological operation on the original image signal Sorg, the original image signal Sor
Since a morphological operation is performed on the high-frequency component Ssp which is the difference signal between g and the unsharp mask signal Sus, FIG.
With respect to the gentle concentration gradient as shown in (B), the morphology signal value which is the result of the morphology calculation becomes substantially zero, and therefore the above-mentioned excessive emphasis can be prevented. The same applies to the erosion process shown in Expression (3).

【0065】なお、本発明の画像処理方法・装置の作用
について図9を用いて説明すると、図9(A)に示すよ
うなオリジナル画像信号Sorg のうち、非鮮鋭マスクの
大きさに応じた高周波成分が分離され、そのうちの信号
成分だけが選択的に強調係数β(Smor )により強調さ
れて、同図(B)に示すような信号成分だけが強調され
た処理済画像信号Sprocに変換される。
The operation of the image processing method / apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. 9. Of the original image signal Sorg as shown in FIG. 9A, the high frequency wave corresponding to the size of the non-sharp mask is used. The components are separated, and only the signal components among them are selectively enhanced by the enhancement coefficient β (Smor), and converted into a processed image signal Sproc in which only the signal components are enhanced as shown in FIG. .

【0066】また、図10(A),(B)に従来の強調処
理((A)参照)により求められる処理済画像信号と本
発明の強調処理((B)参照)により求められる処理済
画像信号の相違を示す。本発明の画像処理方法による画
像強調処理によれば、オーバーシュート、アンダーシュ
ートを抑制しつつ所望信号だけを選択的に効果的に強調
処理することができる。
10A and 10B, a processed image signal obtained by the conventional emphasizing process (see (A)) and a processed image signal obtained by the emphasizing process of the present invention (see (B)). Indicates the signal difference. According to the image enhancement processing by the image processing method of the present invention, it is possible to selectively and effectively enhance only a desired signal while suppressing overshoot and undershoot.

【0067】[0067]

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像処理方法を具
体的に実施するための画像処理装置について図面を用い
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An image processing apparatus for specifically implementing the image processing method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0068】図1は本実施形態の画像処理装置を示す概
略ブロック図である。図示の画像処理装置は、画像を表
すオリジナル画像信号Sorg の、超低空間周波数に対応
する非鮮鋭マスク信号Susを求めるローパスフィルタ11
と、オリジナル画像信号Sorg から非鮮鋭マスク信号S
usを減算処理する演算素子14a と、この演算素子14aに
より得られたオリジナル画像信号Sorg の高周波成分S
sp(=Sorg −Sus)に対して、構造要素Biおよびス
ケール係数λを用いたモーフォロジー演算を施すことに
より、オリジナル画像信号Sorg の高周波成分Sspが空
間的に構造要素Bi より小さく変動する画像部分や、信
号値が急激に変化するエッジ部等の特徴的な画像部分に
ついて、特徴的な出力を示すモーフォロジー信号Smor
を得るモーフォロジーフィルタ12と、モーフォロジー信
号Smor の入力を受けてモーフォロジー信号Smor に応
じた強調係数βm(Smor )を出力する変換テーブル13
と、変換テーブル13により出力された強調係数βm(S
mor )により、オリジナル画像信号Sorg に下記式
(1)にしたがった演算処理を施して処理済画像信号S
procを得る演算素子14b ・14c とを備えた構成である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the image processing apparatus of this embodiment. The image processing apparatus shown in the figure is a low-pass filter 11 for obtaining an unsharp mask signal Sus corresponding to an ultra-low spatial frequency of an original image signal Sorg representing an image.
And the original image signal Sorg from the unsharp mask signal S
An arithmetic element 14a for subtracting us, and a high frequency component S of the original image signal Sorg obtained by the arithmetic element 14a.
By performing a morphological operation using the structuring element Bi and the scale factor λ on sp (= Sorg-Sus), an image portion in which the high frequency component Ssp of the original image signal Sorg spatially fluctuates smaller than the structuring element Bi or , A morphological signal Smor showing a characteristic output for a characteristic image portion such as an edge portion where the signal value changes abruptly.
And a conversion table 13 that receives an input of the morphology signal Smor and outputs an enhancement coefficient βm (Smor) corresponding to the morphology signal Smor.
And the enhancement coefficient βm (S
mor), the original image signal Sorg is subjected to arithmetic processing according to the following equation (1) to obtain the processed image signal Sorg.
This is a configuration including arithmetic elements 14b and 14c for obtaining proc.

【0069】[0069]

【数1】 [Equation 1]

【0070】ここで画像を表すオリジナル画像信号Sor
g は、予め所定の画像読取装置により放射線画像から読
み取られて所定の記憶手段に記憶されたものであっても
よいし、画像読取装置から直接入力されたものであって
もよい。また、本実施形態における放射線画像としては
マンモグラムとし、ローパスフィルタ11はオリジナル画
像信号Sorg に対して、例えば3列×3行の画素マトリ
クスからなるボケマスクを設定し、下記式(9)(N=
3に設定)にしたがって得られたボケマスク信号Susを
出力する。
Here, the original image signal Sor representing the image
g may be read in advance from a radiation image by a predetermined image reading device and stored in a predetermined storage unit, or may be directly input from the image reading device. Further, the radiation image in the present embodiment is a mammogram, and the low-pass filter 11 sets a blur mask composed of, for example, a pixel matrix of 3 columns × 3 rows with respect to the original image signal Sorg, and the following formula (9) (N =
The blur mask signal Sus obtained according to (set to 3) is output.

【0071】[0071]

【数9】 [Equation 9]

【0072】なお、ボケマスクとしては上記式(9)に
示すようにマスク内の画素値の単純平均を用いるものの
他、例えば図2のマトリクスに示したような、中心画素
からの距離に応じてマスク内の画素値の重み付けを変化
させたものを用いることもできる。
As the blur mask, a simple average of pixel values in the mask is used as shown in the above equation (9), or the mask is determined according to the distance from the central pixel as shown in the matrix of FIG. It is also possible to use the ones in which the weighting of the pixel values in is changed.

【0073】モーフォロジーフィルタ12はオリジナル画
像信号Sorg の高周波成分Sspに対して、例えば5列×
5行の画素マトリクスからなる構造要素Bとスケール係
数λとにより下記式(2)に示すダイレーション処理に
したがって演算処理することにより、オリジナルの画像
信号Sorg の高周波成分Sspが空間的に構造要素Biよ
り小さく変動する画像部分(例えばマンモグラムにおい
ては乳癌であることを示す微小石灰化部分)と、信号値
が急激に変化するエッジ部等の特徴的な画像部分とに対
応する画像信号が入力された場合は大きな値のモーフォ
ロジー信号Smor を出力し、一方、高周波成分Sspの値
が周囲の画像部分よりも大きくまたは構造要素Bi より
空間的に大きく変動する画像部分に対応する画像信号が
入力された場合は極めて小さな値のモーフォロジー信号
Smor を出力する。なお、構造要素Bは強調処理を施そ
うとする所望の微小石灰化部分の形状や大きさに応じて
予め設定されたものである。
The morphological filter 12 is, for example, 5 columns × with respect to the high frequency component Ssp of the original image signal Sorg.
The high-frequency component Ssp of the original image signal Sorg is spatially processed by the structural element B consisting of the pixel matrix of five rows and the scale factor λ according to the dilation processing shown in the following equation (2). An image signal corresponding to an image portion that fluctuates smaller (for example, a microcalcification portion that indicates breast cancer in a mammogram) and a characteristic image portion such as an edge portion where the signal value changes rapidly is input. In the case where a morphological signal Smor having a large value is output, while an image signal corresponding to an image portion in which the value of the high frequency component Ssp is larger than that of the surrounding image portion or spatially fluctuates more than the structuring element Bi is input. Outputs an extremely small value of the morphology signal Smor. The structuring element B is set in advance according to the shape and size of the desired microcalcification portion to be subjected to the emphasis process.

【0074】[0074]

【数2】 [Equation 2]

【0075】変換テーブル13は、例えば図3(A)に示
すように放射線ノイズ領域であるモーフォロジー信号値
Smor が小さい領域についてはその出力を低く抑制し、
石灰化陰影等の所望の画像部分に対応する領域であるモ
ーフォロジー信号値Smor が大きい領域については出力
を大きくするように、モーフォロジー信号値Smor の増
大にしたがって単調増加するように設定されている(図
1中においては模式的に記載している)。
The conversion table 13, for example, as shown in FIG. 3A, suppresses the output to a low level in a region where the morphology signal value Smor is a radiation noise region,
It is set to increase the output in a region having a large morphology signal value Smor, which is a region corresponding to a desired image portion such as a calcification shadow, and to monotonically increase as the morphology signal value Smor increases (Fig. 1 is a schematic representation).

【0076】なお、演算素子14b は演算素子14a の出力
と変換テーブル13の出力とを乗算する演算素子、演算素
子14c はオリジナル画像信号Sorg と演算素子14b の出
力とを加算する演算素子である。
The arithmetic element 14b is an arithmetic element for multiplying the output of the arithmetic element 14a and the output of the conversion table 13, and the arithmetic element 14c is an arithmetic element for adding the original image signal Sorg and the output of the arithmetic element 14b.

【0077】次に本実施形態の画像処理装置の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the image processing apparatus of this embodiment will be described.

【0078】画像処理装置にオリジナル画像信号Sorg
が入力されると、まずローパスフィルタ11はオリジナル
画像信号Sorg に対して、3列×3行の画素マトリクス
からなるボケマスクを設定し、上記式(9)(N=3)
にしたがった演算を施してボケマスク信号Susを出力す
る。このボケマスク信号Susは3列×3行の画素マトリ
クスからなるボケマスクであるため、比較的高い周波数
の信号となっている。
The original image signal Sorg is sent to the image processing apparatus.
Is inputted, the low-pass filter 11 first sets a blur mask composed of a pixel matrix of 3 columns × 3 rows for the original image signal Sorg, and the above equation (9) (N = 3) is set.
According to the above calculation, the blur mask signal Sus is output. Since this blur mask signal Sus is a blur mask composed of a pixel matrix of 3 columns × 3 rows, it has a relatively high frequency signal.

【0079】演算素子14a は、オリジナル画像信号Sor
g からローパスフィルタ11の出力であるボケマスク信号
Susを減算して、オリジナル画像信号Sorg うち高周波
成分Ssp(Sorg −Sus)だけを出力する。
The arithmetic element 14a is provided with an original image signal Sor
The blur mask signal Sus which is the output of the low-pass filter 11 is subtracted from g to output only the high frequency component Ssp (Sorg-Sus) of the original image signal Sorg.

【0080】この演算素子14a の出力Sspに対して、モ
ーフォロジーフィルタ12が5列×5行の画素マトリクス
からなる構造要素Bとスケール係数λとにより、上記式
(2)にしたがった演算処理を施して、その画像部分の
特徴的な形状や信号値の変動に応じたモーフォロジー信
号Smor を出力する。ここでその画像部分が異常陰影で
ある微小石灰化部分やコントラストが急激に変化する部
分である場合には大きな値のモーフォロジー信号Smor
が出力され、その他の場合には極めて小さな値のモーフ
ォロジー信号Smor が出力される。
With respect to the output Ssp of the arithmetic element 14a, the morphological filter 12 uses the structuring element B consisting of a pixel matrix of 5 columns × 5 rows and the scale factor λ to perform the arithmetic processing according to the above equation (2). Then, the morphology signal Smor corresponding to the characteristic shape of the image portion and the fluctuation of the signal value is output. Here, when the image portion is a microcalcification portion which is an abnormal shadow or a portion where the contrast changes abruptly, the morphology signal Smor having a large value is obtained.
Is output, and the morphology signal Smor having an extremely small value is output in other cases.

【0081】モーフォロジーフィルタ12から出力された
モーフォロジー信号Smor は変換テーブル13に入力さ
れ、変換テーブル13は入力されたモーフォロジー信号S
mor の大きさに応じた強調係数βm(Smor )を出力す
る。本実施形態においては、微小石灰化部分においては
略上限値が強調係数βm(Smor )として出力され、そ
の他の部分においては極めて小さい値が強調係数βm
(Smor )として出力される。
The morphology signal Smor output from the morphology filter 12 is input to the conversion table 13, and the conversion table 13 receives the input morphology signal Smor.
The enhancement coefficient βm (Smor) corresponding to the size of mor is output. In this embodiment, a substantially upper limit value is output as the enhancement coefficient βm (Smor) in the microcalcification portion, and an extremely small value is output in other portions as the enhancement coefficient βm.
It is output as (Smor).

【0082】演算素子14b は、演算素子14a からの出力
Sspと変換テーブル13からの出力βm(Smor )とを乗
算処理して高周波成分Sspに重み付けを行う。
The arithmetic element 14b multiplies the output Ssp from the arithmetic element 14a by the output βm (Smor) from the conversion table 13 to weight the high frequency component Ssp.

【0083】次いで演算素子14c は、オリジナル画像信
号Sorg と演算素子14b からの出力とを加算処理して処
理済画像信号Sprocを出力する。この出力された処理済
画像信号Sprocは、上述の処理によりオリジナル画像信
号の高周波成分Sspのうちの微小石灰化部分やコントラ
ストが急激に変化する部分が強調処理された信号であ
る。
Next, the arithmetic element 14c adds the original image signal Sorg and the output from the arithmetic element 14b and outputs the processed image signal Sproc. The output processed image signal Sproc is a signal in which the microcalcification portion or the portion where the contrast sharply changes in the high frequency component Ssp of the original image signal is emphasized by the above-described processing.

【0084】このように、本実施形態の画像処理装置に
よれば、高周波成分Sspの周波数帯域内にある放射線ノ
イズの強調を抑制しつつ微小石灰化部分等の特徴的な画
像部分を選択的に効率よく強調処理することができ、計
算機支援画像診断等において非常に有用である。
As described above, according to the image processing apparatus of this embodiment, characteristic image portions such as microcalcification portions are selectively selected while suppressing enhancement of radiation noise within the frequency band of the high frequency component Ssp. Emphasis processing can be performed efficiently, which is very useful in computer-aided image diagnosis and the like.

【0085】なお、モーフォロジーフィルタ12による演
算は、上記式(2)によるものに限らず、下記式
(3)、(4)、(5)または(6)によるものであっ
てもよい。
The calculation by the morphological filter 12 is not limited to the above equation (2), but may be the following equation (3), (4), (5) or (6).

【0086】[0086]

【数3】 (Equation 3)

【0087】[0087]

【数4】 (Equation 4)

【0088】[0088]

【数5】 (Equation 5)

【0089】[0089]

【数6】 (Equation 6)

【0090】ただし、式(6)の演算を適用する場合に
は、演算素子14aからの出力である高周波成分Sspに対
して直接にモーフォロジー演算を施す代わりに、図4に
示すように、高周波成分Sspを、例えば図5に示す関数
グラフによる第2の変換テーブル15にしたがった変換を
行い、その変換後の高周波成分f(Ssp)に対してモー
フォロジーフィルタ13によるモーフォロジー演算(式
(6))を施す構成とするのが望ましい。
However, when the calculation of the equation (6) is applied, instead of directly performing the morphology calculation on the high frequency component Ssp which is the output from the calculation element 14a, as shown in FIG. Ssp is converted according to, for example, the second conversion table 15 based on the function graph shown in FIG. 5, and the converted high frequency component f (Ssp) is subjected to a morphological operation by the morphological filter 13 (equation (6)). ) Is desirable.

【0091】これは、上記高周波成分(変換前)信号S
spが所定の大きさ以上の範囲、または所定の大きさ以下
の範囲の場合であって、極端な強調を行った場合にもオ
ーバーシュートやアンダーシュートが発生するのを抑制
するためである。
This is the high frequency component (before conversion) signal S
This is to prevent the occurrence of overshoot or undershoot even when sp is in the range of a predetermined size or more or in the range of a predetermined size or less, and when extreme emphasis is performed.

【0092】また、変換テーブル13は図3(A)に示す
ものの他、同図(B)に示す関数形状を有するものであ
ってもよい。
Further, the conversion table 13 may have the function shape shown in FIG. 3B in addition to that shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像処理装置の第1実施形態を示すブ
ロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image processing apparatus of the present invention.

【図2】非鮮鋭マスク内の各画素に対する重み付け係数
を示すマトリクス
FIG. 2 is a matrix showing weighting factors for each pixel in an unsharp mask.

【図3】(A),(B)変換テーブルを表す関数のグラ
3A and 3B are graphs of functions representing conversion tables.

【図4】本発明の画像処理装置の第2実施形態を示すブ
ロック図
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the image processing apparatus of the invention.

【図5】第2の変換テーブルを表す関数のグラフFIG. 5 is a graph of a function representing a second conversion table.

【図6】モーフォロジー演算の基本的な作用を説明する
FIG. 6 is a diagram illustrating a basic operation of a morphological operation.

【図7】構造要素Bi(i=1,2,…,M;M=4)
の一例を示す概念図
FIG. 7: Structural element Bi (i = 1, 2, ..., M; M = 4)
Conceptual diagram showing an example

【図8】(A)は強調しようとする特徴的な画像部分
が、周辺濃度が均一な画像部分において存在する場合、
(B)は強調しようとする特徴的な画像部分が、周辺濃
度が緩やかな濃度勾配において存在する場合についての
説明図
FIG. 8A shows a case where a characteristic image portion to be emphasized exists in an image portion having a uniform peripheral density,
(B) is an explanatory diagram for a case where a characteristic image portion to be emphasized exists in a density gradient with a gentle peripheral density.

【図9】本発明の作用を説明するための概念図FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the operation of the present invention.

【図10】(A)従来の強調処理により求められる処理
済画像信号、(B)本発明の強調処理により求められる
処理済画像信号の相違を示すグラフ分かる。
FIG. 10 is a graph showing a difference between (A) a processed image signal obtained by the conventional enhancement processing and (B) a processed image signal obtained by the enhancement processing of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ローパスフィルタ 12 モーフォロジーフィルタ 13 変換テーブル 14a,14b,14c 演算素子 15 第2の変換テーブル Sorg オリジナル画像信号 Sus ボケマスク信号 Ssp 高周波成分 Sproc 処理済画像信号 11 low-pass filter 12 morphological filter 13 conversion table 14a, 14b, 14c arithmetic element 15 second conversion table Sorg original image signal Sus blur mask signal Ssp high-frequency component Sproc processed image signal

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年12月26日[Submission date] December 26, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図10】(A)従来の強調処理により求められる処理
済画像信号、(B)本発明の強調処理により求められる
処理済画像信号の相違を示すグラフ
FIG. 10 is a graph showing a difference between (A) a processed image signal obtained by the conventional enhancement processing and (B) a processed image signal obtained by the enhancement processing of the present invention.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像を表すオリジナル画像信号Sorg の
所定の空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号Susを求
め、 該非鮮鋭マスク信号Susと前記オリジナル画像信号Sor
g との差信号Sspに対して、構造要素Biおよびスケー
ル係数λを用いたモーフォロジー演算を施すことによ
り、前記差信号が空間的に前記構造要素Biより小さく
変動する画像部分および/または前記差信号の変化が急
俊な画像部分について特徴的な出力を示すモーフォロジ
ー信号Smor を求め、 前記画像部分を強調するように、前記差信号Sspに対し
て前記モーフォロジー信号Smor に応じた強調処理を施
すことを特徴とする画像処理方法。
1. An unsharp mask signal Sus corresponding to a predetermined spatial frequency of an original image signal Sorg representing an image is obtained, and the unsharp mask signal Sus and the original image signal Sor.
The difference signal Ssp with respect to g is subjected to a morphological operation using the structuring element Bi and the scale factor λ, so that the difference signal spatially varies less than the structuring element Bi and / or the difference signal. Of the morphology signal Smor showing a characteristic output for the image portion where the change of the image is abrupt, and the enhancement processing according to the morphology signal Smor is performed on the difference signal Ssp so as to enhance the image portion. Characterized image processing method.
【請求項2】 前記モーフォロジー信号Smor に応じた
強調処理が、下記式(1)にしたがった強調処理である
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 【数1】
2. The image processing method according to claim 1, wherein the enhancement processing according to the morphology signal Smor is enhancement processing according to the following equation (1). [Equation 1]
【請求項3】 前記モーフォロジー演算が下記式(2)
から(5)のうちいずれか1に示す演算であることを特
徴とする請求項1または2記載の画像処理方法。 【数2】 【数3】 【数4】 【数5】 【外1】
3. The morphology operation is the following equation (2).
The image processing method according to claim 1 or 2, wherein the calculation is any one of (1) to (5). [Equation 2] (Equation 3) (Equation 4) (Equation 5) [Outside 1]
【請求項4】 前記モーフォロジー演算が下記式(6)
に示す演算であるとともに、前記モーフォロジー信号S
mor に応じた強調処理が下記式(7)にしたがった強調
処理であることを特徴とする請求項1記載の画像処理方
法。 【数6】 【外1】 【数7】
4. The morphological operation is the following equation (6).
And the morphology signal S
The image processing method according to claim 1, wherein the enhancement processing according to mor is enhancement processing according to the following equation (7). (Equation 6) [Outside 1] (Equation 7)
【請求項5】 画像を表すオリジナル画像信号Sorg の
所定の空間周波数に対応する非鮮鋭マスク信号Susを求
める非鮮鋭マスク信号演算手段と、 該非鮮鋭マスク信号Susと前記オリジナル画像信号Sor
g との差信号Sspに対して、構造要素Biおよびスケー
ル係数λを用いたモーフォロジー演算を施すことによ
り、前記差信号が空間的に前記構造要素Biより小さく
変動する画像部分および/または前記差信号の変化が急
俊な画像部分について特徴的な出力を示すモーフォロジ
ー信号Smor を求めるモーフォロジー信号演算手段と、 前記画像部分を強調するように、前記差信号Sspに対し
て前記モーフォロジー信号Smor に応じた強調処理を施
す強調手段とを備えてなることを特徴とする画像処理装
置。
5. An unsharp mask signal calculation means for obtaining an unsharp mask signal Sus corresponding to a predetermined spatial frequency of an original image signal Sorg representing an image, the unsharp mask signal Sus and the original image signal Sor.
The difference signal Ssp with respect to g is subjected to a morphological operation using the structuring element Bi and the scale factor λ, so that the difference signal spatially varies less than the structuring element Bi and / or the difference signal. Of the morphology signal Smor showing a characteristic output for the image portion where the change of the image is abrupt, and enhancement according to the morphology signal Smor with respect to the difference signal Ssp so as to enhance the image portion. An image processing apparatus comprising: an emphasizing means for performing processing.
【請求項6】 前記強調手段による前記強調処理が、下
記式(1)にしたがった強調処理であることを特徴とす
る請求項5記載の画像処理装置。 【数1】
6. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the enhancement processing by the enhancement means is enhancement processing according to the following expression (1). [Equation 1]
【請求項7】 前記モーフォロジー信号演算手段による
前記モーフォロジー演算が、下記式(2)から(5)の
うちいずれか1に示す演算であることを特徴とする請求
項5または6記載の画像処理装置。 【数2】 【数3】 【数4】 【数5】 【外1】
7. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the morphology operation by the morphology signal operation means is an operation represented by any one of the following expressions (2) to (5). . [Equation 2] (Equation 3) (Equation 4) (Equation 5) [Outside 1]
【請求項8】 前記モーフォロジー信号演算手段による
前記モーフォロジー演算が下記式(6)に示す演算であ
るとともに、前記強調手段による前記強調処理が下記式
(7)にしたがった強調処理であることを特徴とする請
求項5記載の画像処理装置。 【数6】 【外1】 【数7】
8. The morphology operation by the morphology signal operation means is an operation represented by the following expression (6), and the emphasis processing by the emphasis means is an emphasis processing according to the following expression (7). The image processing apparatus according to claim 5. (Equation 6) [Outside 1] (Equation 7)
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