JPS63262138A - 医用画像の撮影体位判別方法 - Google Patents

医用画像の撮影体位判別方法

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JPS63262138A
JPS63262138A JP62096713A JP9671387A JPS63262138A JP S63262138 A JPS63262138 A JP S63262138A JP 62096713 A JP62096713 A JP 62096713A JP 9671387 A JP9671387 A JP 9671387A JP S63262138 A JPS63262138 A JP S63262138A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、放射線画像等の医用画像における人体の撮影
体位を自動的に判別する方法に関するものである。
(従来の技術) ある種の蛍光体に放tJ4線(X線、α線、β線、γ線
、電子線、紫外線等)を照射すると、この放射線エネル
ギーの一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光体に可視光
等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに応じ
て蛍光体が輝尽発光を示すことが知られており、このよ
うな性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)
呼ばれる。
この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦蓄積性蛍光体のシートに記録し、この蓄
積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽
発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み
取って画像信号を得、この画像信号に基づき写真感光材
料等の記録材料、CRT等の表示Vi置に被写体の放射
線画像を可視像として出力させる放射線画像情報記録再
生システムが本出願人によりすでに提案されている。
(特開昭55−12429号、同5B−11395号な
ど。)このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線
写真システムと比較して極めて広い放射線露出域にわた
って画像を記録しうるという実用的な利点を有している
。すなわら、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に
対して蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量
が極めて広い範囲にわたって比例することが認められて
おり、従って種4の擾影条件により放射線露光量がかな
り大幅に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射され
る輝尽発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して
光電変換手段により読み取って電気信号に変換し、この
電気信号を用いて写真感光材料等の記録材料、CRT等
の表示装置に放射線画像を可視像として出力させること
によって、放射線露光mの変動に影響されない放射線画
像を得ることができる。
ところで、上記のシステムにおいては、撮影条件の変動
による影響をなくし、あるいは観察読影適性の優れた放
射線画像を得るために、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録
された11i射線画像情報の記録状態、あるいは胸部、
腹部などの被写体の部位、単$4@影、造影撮影などの
機影方法等によって決定される記録パターン(以下、こ
れらを総称する場合には、「蓄積記録情報」という。)
をlJ寮読影のための可視像の出力に先立って把押し、
この把握した蓄積記録情報に基づいて読取ゲインを適当
な値に調節し、また、記録パターンのコントラストに応
じて分解能が最適化されるように収録スケールファクタ
ーを決定し、さらに読取画像信号に対して階調処理等の
画像処理が行なわれる場合には、WMf!jI処理条件
を最適に設定するのが望ましい。
このように可視像の出力に先立って放射線画像の蓄積記
録情報を把握する方法として、特開昭58−67240
号に開示された方法が知られている。この方法は、観察
読影のための可′IIA像を得る読取り操作(以下、「
本読み」という。)の際に照射すべき励起光よりも低い
レベルの励起光を用いて、前記本読みに先立って予め蓄
積性蛍光体シートに蓄積記録されている放射線画像の蓄
積記録情報を把握するための読取り操作(以下、「先読
み」という。)を行ない、放射線画像の蓄積記録の概要
を把握し、本読みを行なうに際して、この先読み情報に
基づいて読取ゲインを適当に調節し、収録スケールファ
クターを決定し、あるいは画像処理条件を決定するもの
である。
上記の方法によれば、蓄積性蛍光体シートに蓄積配録さ
れている放射線画像情報の記録状態および記録パターン
を本読みの前に予め把握することができるので、格別に
広いダイナミックレンジを有する読取系を使用しなくと
も、この記録情報に基づいて読取ゲインを適当に調節し
、収録スケールファクターを決定し、またこの記録パタ
ーンに応じた信号処理を読取り後の電気信号に対して施
すことにより、観察読影適性に優れた放射線画像を得る
ことが可能になる。
(発明が解決しようとする問題点) ところが以上述べたようにして放射線画像情報の読取条
件および/または画像処理条件を決定すると、同一の被
写体を撮影体位を変えて機影した場合に、それぞれの再
生画像において該被写体中の関心領域の濃度が変わって
しまうことがある。
以下、このことについて詳しく説明する。例えば胸椎を
診断するために第2A図に示すように胸部を正面から撮
影した場合と、第2B図に示すように側面から撮影した
場合を考える。正面撮影の場合、関心領域である胸椎に
は、放射線が透過しにくい縦隔部と重なるので蓄積性蛍
光体シートにおいて胸椎部分の蓄積放射線mは低く、こ
の部分は低発光開部分となる。一方側面撮影の場合、胸
椎には放射線の透過しやすいl1ii舒Pと重なるので
、蓄積性蛍光体シートにおいて胸椎部分の蓄積放射線量
は轟く、この部分は高発光量部分となる。そして正面撮
影の場合もまた側面撮影の場合も、蓄積性蛍光体シート
からの読取画像信号の最大lft! S−a×、最小@
 3 minはさして変わらないから、従来から行なわ
れているように該最大値5max、1小値3m1nに基
づいて決定される読取条件および/まlζは画像処理条
件は、双方の場合でほぼ同一となる。したがってこのよ
うな読取条件および/または画像処理条件の下で画像読
取りを行ない再生画像をにlると、胸椎部分は、正面撮
影の画像においては比較的低濃度となり、一方側面泥影
の画像においては比較的高濃度となってしまう。
また、以上述べたような先読みは行なわず、本読みによ
って1りだ読取画像信号に基づいて画像処理条件を適切
に設定することも考えられるが、このような場合におい
ても、上記の問題は同様に生じる。
上記のような問題を解消するため従来は、蓄積性蛍光体
シートからの放射線画像情報読取りを行なう際に、その
シートにはどのような体位で被写体が撤彰されているか
ということを逐一読取I置または画像処理装置に入力し
、この入力された撮影体位情報に応じて前述の読取条件
および/または画像処理条件を設定するようにしている
しかし、各蓄積性蛍光体シートの読取処理の度に上記の
ような撮影体位情報を逐一人力する作業は大変面倒であ
り、また撮影体位情報を誤って入力してしまうことも起
こりやすい。
そこで本発明は、上記蓄積性蛍光体シート等に記録され
ている医用画像の撮影体位を自動釣に判別づ−ることが
できる方法を提供することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明による医用画像の撮影体位判別方法は、前述の蓄
積性蛍光体シートからの読取処理等によって得られる画
像信号、すなわち人体の透過画像を担う画像信号の、画
像所定方向に沿った分布を求め、この信号値分布のパタ
ーンに近似した関数を求めたのち、この関数の2次導関
数を求め、次いでこの2次導関数が所定領域においてと
る値が正であるか負であるかを求め、この正、負に応じ
て上記画像の撮影体位を判別することを特徴とするもの
である。
(作  用) 例えば人体の胸部の放射線画像について考えてみると、
第2A図、第2B図に直線して示す画像左右方向の信号
値(濃度)分布、すなわち体軸に直角な方向の信号値分
布は、正面撮影画像においては大略第3A図のようなも
のとなり、一方側面撮影画像においては大略第3B図の
ようなものとなる。つまり正面撮影画像(第2A図参照
)にあっては左右方向中央部に放射線が透過しにくい胸
IK1縦隔部が位置し、一方側面撮影画像(第2B図参
照)にあっては、中央部に放射線が良好に透過する肺野
Pが位置し、両端部近傍に放射線が透過しにくい胸椎に
と心臓Cが位置するので、上述のような分布となるので
ある。なお上記画像左右方向の信号値分布としては、第
2A図、第2B図の直線りに沿った画素列の信号値分布
を考えてもよいし、あるいは上記直線りに略直交づる方
向の各画素列の信号合計値や平均値の分布を考えてもよ
い。
上記の信号値分布のパターンを前述のように関数に近似
させた場合、周知の通りその2次導関数は、上記関数す
なわち信号値分布パターンが下に凸となっている領域で
は正の値をとり、一方この信号値分布パターンが上に凸
となっている領域では口の値をとる。ここで第3A図、
第3B図の信号値分布パターンの画像左右方向中央部近
辺に注目してみると、第3A図のパターンでは下に凸と
なっており、一方第3B図のパターンでは上に凸となっ
ている。したがってこの胸部撮影両会においては、画像
左右方向中央部近辺の領域において上記2次導関数がと
る値を調べ、その値が正である場合は正面撮影画像、反
対に負である場合は側面躍影画像と判別することができ
る。
(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
第1図は本発明方法により人体の撮影体位を判別するよ
うに構成された放射線画像情報記録再生システムの一例
を示すものである。この放射線画像情報記録再生システ
ムは基本的に、放射線画像撮影部20、先読み用読取部
30.本読み用読取部40、および画像再生部50から
構成されている。放射線画像撮影部20においては、例
えばX線管球等の放tJJ線源100から被写体(被検
者)101に向けて、放射線102が照射される。この
被写体101を透過した放射線102が照射される位置
には、先に述べたように放射線エネルギーを蓄積する蓄
積性蛍光体シート103が配置され、この蓄積性蛍光体
シート103に被写体101の透過放射線画像情報が蓄
積記録される。
このようにして被写体101の放射線画像情報が記録さ
れた蓄積性蛍光体シート103は、移送ローラ等のシー
ト移送手段+10により、先読み用読取部30に送られ
る。先読み用読取部30において先読み用レーザ光源2
01から発せられたレーザ光202は、このレーザ光2
02の励起によって蓄積性蛍光体シート103から発坊
られる輝尽発光光の波長領域をカットするフィルター2
03を通過した後、ガルバノメータミラー等の光偏向器
204により直線的に偏向され、平面反射鏡205を介
して蓄積性蛍光体シート103上に入射する。ここでレ
ーザ光源201は、励起光としてのレーザ光202の波
長域が、蓄積性蛍光体シート103が介する輝尽発光光
の波長域と重複しないように選択されている。他方、蛍
光体シート103は移送ローラ等のシート移送手段21
0により矢印20Gの方向に移送されて副走査がなされ
、その結果、蛍光体シート103の全面にわたってレー
ザ光202が照射される。ここで、レーザ光源201の
発光強度、レーザ光202のビーム径、レーザ光202
の走査速度、蓄積性蛍光体シート103の移送速度は、
先読みの励起光(レーザ光202)のエネルギーが、後
述する本読み用読取部40で行なわれる本読みのそれよ
りも小さくなるように選択されている。
上述のようにレーザ光202が照射されると、蓄積性蛍
光体シート103は、それに蓄積記録されている放射線
エネルギーに対応した光量の輝尽発光光を発し、この発
光光は先読み用光ガイド207に入射する。輝尽発光光
はこの光ガイド207内を導かれ、射出面から射出して
フォトマルチプライヤ−等の光検出器208によって受
光される。該光検出器208の受光面には、輝尽発光光
の波長域の光のみを透過し、励起光の波長域の光をカッ
トするフィルターが貼着されており、輝尽発光光のみを
検出し得るようになっている。検出された輝尽発光光は
蓄積記録情報を日持する電気化すに変換され、増幅器2
09により増幅される。増幅器209から出力された信
号はA/D変換器211によりディジタル化され、先読
み画像信号Spとして本読み用読取部40の本読みυ1
岨回路314に入力される。
この本読み制御回路314は、先読み画像信号Spが示
す蓄積記録情報に基づいて、例えばヒストグラム解析等
により、読取ゲイン設定値a、収録スケールファクター
設定値b、再生画像処理条件設定値Cを決定する。
以上のようにして先読みを完了した蓄積性蛍光体シート
103は本読み用読取部40へ移送される。
本読み用読取部40において本読み用レーザ光源301
から光せられたレーザ光302は、このレーザ光302
の励起によって蓄積性蛍光体シート103から発せられ
る輝尽発光光の波長領域をカットするフィルター303
を通過した後、ビームエクスパンダ−304によりビー
ム径の大きさが厳密に調整され、ガルバノメータミラー
等の光偏向器305によって直線的に偏向され、平面反
射鏡306を介して蓄積性蛍光体シート103上に入射
する。光偏向ill 305と平面反射&J1306と
の間にはfθレンズ307が配され、8M4性蛍光体シ
ート103上を走査するレーザ光302のビーム径が均
一となるようにされている。他方、蓄積性蛍光体シート
103は移送ローラなどのシート移送手段320により
矢印308の方向に移送されて副走査がなされ、その結
果、蓄積性蛍光体シート103の全面にわたってレーザ
光が照射される。このようにレーザ光302が照射され
ると、蓄積性蛍光体シート103はそれに蓄積記録され
ている放射線エネルギーに対応した光量の輝尽発光光を
発し、この発光光は本読み用光ガイド309に入射する
。本読み用光ガイド309の中を全反射を繰返しつつ導
かれた輝尽発光光はその射出面から射出され、フォトマ
ルチプライヤ−等の光検出器310によって受光される
。光検出器310の受光面には、輝尽発光光の波長域の
みを選択的に透過するフィルターが貼着され、光検出器
310が輝尽発光光のみを検出するようになっている。
蓄積性蛍光体シート103に記録されている放射線画像
をホブ輝尽発光光を光電的に検出した光検出器310の
出力は、前記制御回路314が決定した読取ゲイン設定
値aに基づいて読取ゲインが設定された増幅器311に
より、適正レベルの電気信号に増幅される。増幅された
電気信号はA/D変換器312に入力され、収録スケー
ルファクター設定値すに基づいて、信号変動幅に適した
収録スケールファクターでディジタル信号に変換されて
信号処理回路313に入力される。上記ディジタル信号
は、この信号処理回路313において、観察読影適性の
優れた放射線画像が得られるように再生画像処理条件設
定値c1.:括づいて例えば階調処理等の画像処理(信
号処理)され、出力される。
イ:号処理回路313から出力された読取画像信号(本
読み画像信@)Soは、画像再生部50の光変調器40
1に入力される。この画像再生部50においては、記録
用レーザ光源402からのレーザ光403が光変調器4
01により、−h記信号処理回路313から入力される
本読み画像信号SOに基づいて変調され、走査ミラー4
04によって偏向されて写真フィルム等の感光材料40
5上を走査する。そして感光材料405は上記走査の方
向と直交する方向く矢印406方向)に走査と同期して
移送され、感光材料405上に、上記本読み画像信号S
Oに基づく放射線画像が出力される。tliOA線画像
を再生する方法としては、このような方法の他、前述し
たC RTによる表示等、種々の方法を採用することが
できる。
次に、被写体101の躍影体位を自動的に判別でる本発
明方法について説明する。A/D変換器211から出力
された先読み画像信号Spは、前述のように本読み制御
回路314に入力されるとともに、撮影体位判別回路5
00に入力される。第4図はこの撮影体位判別回路50
0の構成を詳しく示すものであり、以下この第4図を参
照して説明する。撮影体位判別回路500の信号抽出加
算部511は1記先読み画像信号Spを受け、該画像信
号spから画像上下方向(直線りに直交する方向)に延
びる各画素列G1、G2、G3・・・・・・Gn(第5
図参照)単位で信号を抽出し、それらの信号を各画素列
毎に加算する。こうして得られるn通りの加算信号Ht
 、ト1z 、Hn・・・・・・ト1 nは、それぞれ
が各画素列の濃度合計値を示し、全体では画像左右方向
の濃度分布を示すことになる。なおこの加算信号の代わ
りに各画素列毎の抽出信号の平均値が用いられてもよい
。つまりこの平均値も、上記と同様に画像左右方向の濃
度分布を示す。この画像左右方向の信号値(′a度)分
布は、蓄積性蛍光体シート103に記録されている画像
が胸部画像の場合は、前述のように正面撮影画像、側面
踊影画像でそれぞれ第3A図、第3B図図示のようなも
のとなる。
以下、この胸部画像を例にとって説明する。上記n通り
の加算信号H= Ht 、H2、Hn・・・・・・Hn
は、関数決定部512に送られる。この関数決定部51
2は、該情報Hが示す信号値分布のパターンに近似する
関数f (X)を求める(Xは画像左右方向位置を示す
)。この関数f (X)は例えば重回帰分析法を用いる
等により、高次の多項式からなる関数として求めること
ができる。こうして求められた関数f(X)を示す情報
Fは、2次微分演算部513に送られる。2次微分演算
部513は、この情報Fが示す関数f(X)を2次微分
してその2次導関数f”(X)を求め、該2次導関数f
”(X)を示す情報F”を判別部514に送る。この判
別部514には領域指定部515から、画像左も方向中
央位ffX+aを示す情報mが入力される。判別部51
4はこの情報mに基づいて、2次導関数f II(X)
が上記中央位′ei)lにおいてとる値f IT(Xl
l)を求める。そして該判別部514は、このf”<X
Im)の値が負の値であれば先読み画像信号Spが担う
画像が側面踊影画像であると判別して補正信号Tを出力
し、f”(Xlll)の値が正の値であれば正面撮影画
像であると判別して上記補正信号Tは出力しない。この
補正信号Tは、第1図図示のゲイン補正回路507に送
られる。この補正回路507は上記補正信号Tを受ける
と、本読み制御回路314が前述のようにして決定した
読取ゲイン設定1a aを、読取ゲインを下げるように
補正する。前述したように画像読取条件および画像処理
条件が一定なら、胸部側面撮影の再生画像において胸椎
にの部分の1Ii1度は、正面撮影の場合に比べてより
^くなってしまう。そこで上記のようにf”(Xn>の
値が【1値である場合、つまり側面撮影画像の読取り時
に読取ゲインを下げれば、本読み画像信号SOが全体的
に低レベルとなり、感光材料405に記録される再生放
射線画像の濃度が全体的に低くなる。その結果、この胸
部側面の再生画像におG)る胸椎にの部分の濃度が、正
面撮影の再生画像における胸椎部分園度と揃うようにな
る。なお読取ゲインの適正な補正量は、実験あるいは経
験に基づいて求めることができる。
また上記実施例では画@(、g号Spの画素9り毎の加
鋒値を求めるようにしているが、予め各画素毎の画像信
号Spを所定のしきい値と比較して2値化し、この2値
化データについて前記と同様の処理を行なうようにして
もよい。
また第2A図、第2B図の直線しに沿った方向の信号値
分布は、上述した画素列G1、G2、G3・・・・・・
Gnfσの画像信号合計値あるいは平均値を演算して求
める他、第6図に示すようにこの直線E−に沿った画素
列の各画素D1、D2 、D:l・・・・・・[)nに
ついての信号値がそのまま該分布を示すから、これらの
信号を抽出することによって求めてもよい。
また2次導関数f″ (X)に代入する値は上記の中央
位Fixmに限られるものではなく、対蒙画像の代表的
な信号値(濃度)分布パターンに応じて適当に定めれば
よい。
上記の例においては、正面撮影画像に対しては本読み制
御回路314が決定した読取ゲインそのままで読取りを
行ない、側面撮影画像の読取り時に読取ゲインを低く補
正しているが、これとは反対に側面撮影画像に対しては
本読み制御回路314が決定した読取ゲインそのままで
読取りを行ない、正面撮影画像の銑取り時に読取ゲイン
を高く補正するようにしてもよい。また再生画像の濃度
を調節するには、以上述べたように読取ゲインを変える
他、A/D変換器312における収録スケールファクタ
ーの条件を変えたり、信号処理回路313における階調
処理の条件を変える等してもよい。またこれらの濃度調
整方法を併用してもかまわない。
以上胸部の正面撮影画像と側面撮影画像とをマり別づる
実施例について説明したが、本発明はその他の部位、ざ
らにtよその他の撮影体位を判別するためにも適用され
うる。すなわち、ある共通の部位の画像において撮影体
位が胃なれば、各撮影体位の画像についての前記信号値
分布のパターンが、ある所定部分において一方は下に凸
、使方は上に凸となることが多いので、前記2次導関数
がこの所定部分においてとる値の正負に応じて撮影体位
を正しく判別することができる。
また以上の実施例に、llりいては、先読み画像信号S
pを利用して撮影体位を判別しているが、前述のような
先読みを行なわず、本読み画像信号SOに基づいて信号
処理回路313における画像処理条件を設定するような
場合は、この本読み画像信号SOを利用して撮影体位を
判別するようにしてもよい。また上記実施例においては
、判別した撮影体位に応じて再生画像の濃度を補正する
ようにしているが、本発明は、その他の目的のために撮
影体位を判別する際にも勿論適用可能である。
さらに上記実施例においては、蓄積性蛍光体シート10
3に記録された画像の撮影体位を判別しているが、本発
明はこのような蓄積性蛍光体シート103に記録された
放射線画像のみならず、その仙の医用画像の撮影体位を
判別するために適用することも勿論可能である。
(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明の医用画像の顕彰体位判
別方法によれば、医用画像の撮影体位を自動釣に正確に
11別することができる。したがって、本方法を先に述
べたような放射線画像情報記録再生システムに適用すれ
ば、被写体の撮影体位が異なっても、再生画像における
関心領域の濃度を一定に揃えることができ、よって放射
線画像の診断性能を大いに高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発1111方法により撮影体位を判別する放
射線画像情報記録再生システムの一例を示す概略図、 第2A図および第2B図は、被写体の暗影体位が箕なる
lIl射線画像の例を示す概略図、第3A図および第3
B図は、被写体の県影体位を変えて撮影がなされた放射
線画像の所定方向の11度分布の例を示すグラフ、 第4図は本発明方法を実施する装置の例を示すブロック
図、 第5図と第6図はそれぞれ、本発明に係る濃度分布を求
めるための信号抽出を説明する説明図である。 20・・・放fJj’6画像眼影部   30・・・先
読み用読取部40・・・本読み用読取部    100
・・・放射線源101・・・被写体       10
2・・・放射線103・・・蓄M牲蛍光体シート 201・・・先読み用レーザ光源 202・・・先読み用レーザ光 204・・・先読み用光偏向器 208・・・先読み用光検出器 210・・・先読み用シート移送手段 301・・・本読み用レーザ光源 302・・・本読み用レーザ光 305・・・本読み用光偏向器 310・・・本読み用光検出器  311・・・増幅器
312・・・A/D変換器    313・・・信号処
理回路314・・・制御回路 320・・・本読み用シート移送手段 500・・・撮影体位判別回路 507・・・読取ゲイン補正回路 511・・・信号抽出加σ部   512・・・関数決
定部513・・・2数機分演惇部   514・・・判
別部515・・・領域指定部 a・・・読取ゲイン設定値 b・・・収録スケールファクター設定値C−・・画像処
理条件設定値 Dt”Dn・・・所定方向と平行な画素列の各画素F・
・・関数を示す情報 F″・・・2次導関数を示す情報 G1〜Qn・・・所定方向と直交する方向の画素列F1
・・・汀線信号     m・・・中央位置を示す情報
sp・・・先読み画m信号  So・・・本読み画像信
号T・・・補正信号 @2A図    第2B図 芒3A図    第3B図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)人体の透過画像を担う画像信号の、画像所定方向
    に沿った分布を求め、この信号値分布のパターンに近似
    した関数を求めたのち、この関数の2次導関数を求め、
    次いでこの2次導関数が所定領域においてとる値が正で
    あるか負であるかを求め、この正、負に応じて前記画像
    の撮影体位を判別することを特徴とする医用画像の撮影
    体位判別方法。
  2. (2)前記信号値の分布として、前記所定方向に略直交
    する方向の画素列各々における信号値の合計値または平
    均値を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の医用画像の撮影体位判別方法。
  3. (3)前記信号値の分布として、前記所定方向と平行な
    画素列における信号値の分布を用いることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の医用画像の撮影体位判別方
    法。
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