KR20120099125A

KR20120099125A - 화상처리장치, 화상처리방법, 및 컴퓨터 프로그램의 기억매체

Info

Publication number: KR20120099125A
Application number: KR1020127018844A
Authority: KR
Inventors: 히데아키 미야모토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-09-06
Also published as: CN102665558A; JP2011125572A; EP2512343A1; EP2512343B1; US20120250974A1; WO2011074655A1; JP5645399B2; EP2512343A4

Abstract

화상간 감산부는, 다른 시간에 피사체를 촬상할 얻어진 복수의 X선 화상의 사이에서 감산 처리를 행함으로써 서브트랙션 화상을 취득한다. 소정영역 추출부는, 복수의 X선 화상 중 하나로부터 소정의 영역을 추출한다. 영역추출부는, 소정의 영역에 대응한 서브트랙션 화상의 영역으로부터 조영제 주입 영역에 근거하는 영역을 추출한다.

Description

Ｘ선 화상처리장치, Ｘ선 화상처리방법, 및 컴퓨터 프로그램의 기억매체{X-RAY IMAGE PROCESSING APPARATUS, X-RAY IMAGE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM FOR COMPUTER PROGRAM}

본 발명은, 디지털 서브트랙션 안기오그래피(angiography)로 얻어진 화상으로부터 조영제 주입 영역을 얻는 기술에 관한 것이다.

최근에 디지털 기술이 진보하고 있으므로, 의료 분야에서도 화상에 대해 디지털 처리를 실시하는 경우가 많다. 종래의 X선 진단용의 필름을 사용한 방사선 촬영 대신에, X선 화상을 디지털 화상으로서 출력하는 2차원 X선 센서가 보급되고 있다. 2차원 X선 센서가 출력하는 디지털 화상에 대한 계조처리 등의 디지털 화상처리가 보다 중요해지고 있다.

이 디지털 화상처리의 일례는, 디지털 서브트랙션(subtraction) 안기오그래피(이하, "ＤＳＡ상")를 취득하는 ＤＳＡ처리가 있다. ＤＳＡ상은, 피사체에의 조영제 주입의 전후에 화상을 취득하고, 조영제 주입후의 화상(이하, "라이브 상")으로부터 조영제 주입전의 화상(이하, "마스크 상")을 감산해서 얻어진 화상이다. 라이브 상으로부터 마스크 상의 감산 처리에서, 진단상의 관심 영역인 혈관영역을 조영제 주입에 의해 생긴 화상간의 변화 영역으로서 유지하고, 그 이외의 불필요한 영역을 배경영역으로서 제거하여, 균일한 영역을 얻는다. 이에 따라, 생성된 ＤＳＡ상은 진단상 유용하다.

ＤＳＡ상의 진단상의 이용 목적은 조영제가 주입된 혈관의 명료한 묘출에 있다. 라이브 상으로부터 마스크 상을 감산함으로써 얻어진 서브트랙션 화상은, 상기 목적에 이르렀다. 더욱 명료하게 묘출하기 위해서는, 조영제 주입 영역과 그 이외의 배경영역을 화상해석에 의해 분리하고, 이들 영역에 다른 화상처리를 적용하여서 고화질화 처리를 행한다. 고화질화 처리로서는, 예를 들면 조영제 주입 영역의 선택적 강조, 배경영역의 선택적 노이즈 저감, 및 조영제 주입 영역을 라이브 상에 겹쳐 놓은 로드 맵상의 생성을 들 수 있다.

PTL 1에는, 서브트랙션 화상의 혈관영역과 그 이외의 영역을 명확하게 구별하기 위해서, 서브트랙션에서의 각 부위와 소정값을 비교하기 위한 역치처리를 행하고, 그 결과에 의거하여 관심 영역인 혈관영역만을 상기 그 이외의 영역과 분리해서 강조 방식으로 표시하는 기술이 개시되어 있다. PTL 2에는, 서브트랙션 화상의 각 화소에 있어서 수평방향 화소값 경사와 수직방향 화소값 경사로부터 경사값과 혈관으로 향하는 경사선을 얻는 기술이 개시되어 있다. 경사선 위의 경사값 또는 화소값의 프로파일을 작성한다. 그 후, 극대점 또는 최대점은, 윤곽점 또는 코어선점으로서 추출된다.

그런데, 상기의 고화질화 처리를 이용하면, 조영제 주입 영역과 그 이외의 배경영역을 분리해야 한다. 마스크 상과 라이브 상 사이에 피사체 움직임이 발생하지 않는 경우나, 피사체 움직임을 완전하게 보정하는 이상적인 조건하에서, 이 분리 처리는 서브트랙션 화상의 해석에 의해 용이하게 행해질 수 있다.

그러나, 일반적으로, 마스크 상과 라이브 상간에 피사체 움직임이 발생하고, 또한 그 움직임을 보정하기 곤란하다. 따라서, ＤＳＡ상에는 조영제 주입 영역이외의 모션(motion) 아티팩트가 생길 수도 있다. 이 때문에, 종래의 방법에서는, 피사체 움직임에 기인하는 모션 아티팩트에 의해 생긴 엣지도 검출해버린다. 또한, 종래의 방법에서는, 피사체와 투명 영역간의 경계나, 폐야 영역이나 금속영역과 기타 영역간의 경계와 같이, 화소값간의 차이가 큰 영역이, ＤＳＡ상에서 고화소값 영역으로서 추출된다.

[인용목록]

[특허문헌]

PTL 1 일본국 특허공보 04-030786호

PTL 2 일본국 공개특허공보 특개평 05-167927호

본원에 따른 본 발명은, 상기 과제를 해결하는 것이며, 조영제 주입 영역을 정밀하게 추출하는 기술을 제공한다.

본 발명은, 이러한 경우를 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 일 국면에 따른 X선 화상처리장치는, 다른 시간에 피사체를 촬상할 때 얻어진 복수의 X선 화상의 사이에서 감산 처리를 행함으로써 서브트랙션 화상을 취득하는 화상간 감산부; 상기 복수의 X선 화상 중 하나로부터 소정의 영역을 추출하는 소정영역 추출부; 및 상기 소정의 영역에 대응한 상기 서브트랙션 화상의 영역으로부터 조영제 주입 영역에 근거한 영역을 추출하는 영역추출부를 구비한다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부도면과 함께 이하의 설명으로부터 명백해질 것이고, 여기서 동일한 참조문자는 상기 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부분을 가리킨다.

본 명세서에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부도면들은, 본 발명의 예시적 실시예들, 특징들 및 국면들을 나타내고, 이 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 실시예에 따른 X선 화상처리장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 가장 특징적인 구성인 화상해석 처리부의 상세 내용을 설명하는 도면이다.
도 3은 화상해석 처리부의 처리 흐름을 설명하는 도면이다.
도 4는 엣지검출처리의 처리의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 5는 소정영역 추출부의 상세한 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 상기 소정영역 추출부의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명을 실현 가능한 예시적 컴퓨터 시스템을 설명하는 도면이다.

첨부 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 X선 화상처리장치를 도 1을 참조하여 설명한다. X선 화상처리장치(100)는, 매초 3∼30펄스의 X선 펄스를 발생하는 것이 가능한 X선발생부(101)와, 피사체(102)를 투과한 X선(103)을 받아서 X선 펄스에 동기된 동화상을 X선 화상으로서 촬상하는 2차원 X선 센서(104)를 구비한다. 2차원 X선 센서(104)는, X선이 조사된 피사체(102)의 동화상을 촬상하는 촬상부로서 기능한다.

X선 화상처리장치(100)는, 2차원 X선 센서(104)가 다른 시간에 촬상한 동화상의 각 프레임에 대하여 사전처리를 행하는 사전처리부(105)와, 사전처리된 동화상의 적어도 1프레임을 조영제 주입전의 마스크 상으로서 기억하는 화상기억부(106)를 구비한다. 마스크 상으로서 기억된 프레임은, 예를 들면 동화상촬상 시작 직후의 프레임, 조영제의 주입을 동화상으로부터 검출해서 자동취득한 조영제 주입의 직전 프레임, 혹은 조작자가 조영제 주입 개시 시에 기억 타이밍을 지시하기 때문에 선택된 프레임이다. 또는, 복수의 프레임을 기억해 두고, 마스크 상으로서 사용된 프레임을 적당하게 선택하거나, 혹은 복수의 프레임을 합성하여도 된다. X선 화상처리장치(100)는, 사전처리부(105)가 출력하는 조영제 주입후의 프레임(이하, "라이브 상")으로부터, 화상기억부(106)에 기억된 마스크 상을 감산하고, 그 결과를 서브트랙션 화상으로서 출력하는 화상간 감산 처리부(107)를 구비한다.

X선 화상처리장치(100)는, 사전처리부(105)가 출력하는 라이브 상과 화상기억부(106)에 기억된 마스크 상의 적어도 한쪽과, 화상간 감산 처리부(107)가 출력하는 서브트랙션 화상을 해석하고, 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계를 추출하는 화상해석 처리부(108)를 구비한다.

X선 화상처리장치(100)는, 화상해석 처리부(108)가 출력하는 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계영역에 의거하여 각 프레임에 대한 고화질화 처리를 행하는 고화질화 처리부(109)와, 고화질화 처리후의 화상을 ＤＳＡ상으로서 표시하는 화상표시부(110)를 구비한다. 여기에서 행하는 고화질화 처리는, 화상해석 처리부(108)가 추출한 경계화소에 대한 엣지강조처리, 경계화소이외에 대한 노이즈 저감 처리, 경계화소를 라이브 상에 중첩하는 로드(road) 매핑 처리, 또는 계조변환 처리이어도 된다.

특히, 조영제의 주입 영역에 근거하는 영역의 화소값으로부터 산출한 값을 파라미터로서 사용하여 계조변환 곡선을 생성하고, 상기 조영제의 주입 영역에 근거하는 영역의 콘트라스트가 증가하도록 서브트랙션 화상을 계조변환 처리한다. 또한, 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계영역의 화소값으로부터 추출한 값을 사용하여 계조변환 곡선을 생성하고, 상기 경계영역의 콘트라스트가 증가하도록 서브트랙션 화상을 계조변환 처리하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 시인성이 향상한다.

화상해석 처리부(108)의 구성은, 본 실시예에서 가장 특징적인 구성이며, 도 2의 블록도를 참조하여 상세하게 설명한다.

화상해석 처리부(108)는, 서브트랙션 화상으로부터 제1영역을 추출하는 서브트랙션 화상해석부(201)와, 마스크 상 및 라이브 상의 적어도 한쪽으로부터 제2영역을 추출하는 소정영역 추출부(202)를 구비한다. 또한, 화상해석 처리부(108)는, 제1영역 및 제2영역에 따라 조영제 주입 영역에 근거하는 영역을 추출하는 영역추출부(203)를 구비한다.

이상의 구성을 갖는 화상해석 처리부(108)의 동작을 한층 더 도 3의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계S301에 있어서, 화상해석 처리부(108)는, 화상간 감산 처리부(107)가 출력하는 서브트랙션 화상을 서브트랙션 화상해석부(201)에 입력한다. 서브트랙션 화상해석부(201)는, 서브트랙션 화상을 해석해서, 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역을 나타내는 제1의 2값 화상을 출력한다. 여기에서, 조영제 주입 영역에 근거하는 영역은, 조영제 주입 영역자체, 또는 조영제 주입 영역내에 포함되고 콘트라스트 변화가 큰 영역을 갖는 영역이다. 이에 따라, 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역은, 상기 조영제 주입 영역에 관련된 정보에 의해 얻어진 영역을 포함한다. 또한, 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역은, 상기 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계로부터 연장되는 상기 조영제 주입 영역의 소정의 범위를 포함한다.

제1의 2값 화상은, 조영제 주입 영역에 근거해서 얻어진다. 특히, 서브트랙션 화상으로부터 콘트랙 변화가 큰 영역을 추출하는 것은, 조영제 주입 영역내의 콘트라스트 변화가 큰 영역의 시인성을 계조변환 또는 주파수처리등으로 향상시키기 때문에, 진단의 유효성이 증가하기 때문에, 효과적이다. 또한, 많은 경우에, 상기 콘트라스트 변화가 큰 영역은, 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계로부터 연장되는 조영제 주입 영역의 소정의 범위에 자주 속하기도 한다. 이렇게 하여, 이 영역을 추출한다.

상기 제1의 2값 화상은, 서브트랙션 화상에 대해 엣지검출 처리를 실시해서 얻어진 엣지 화소를 1, 그 이외의 화소를 0으로 나타낸 화상이다. 일반적으로, 서브트랙션 화상으로부터 엣지검출처리에 의해 얻어진 엣지는, 상기 추출에 대한 대상이 아니지만, 피사체와 투명영역과의 경계나, 폐야영역이 금속영역 주위의 고 또는 저 화소값 영역의 주위에 보이는 모션 아티팩트에 의해 생성된 엣지를 포함한다.

단계S302에 있어서, 화상해석 처리부(108)는, 사전처리부(105)가 출력하는 라이브 상과 화상기억부(106)에 기억된 마스크 상 중 적어도 한쪽을 소정영역 추출부(202)에 입력한다. 소정영역 추출부(202)는, 그 입력화상에 대해 화상해석 처리를 행하고, 제2영역으로서 제2의 2값 화상을 출력한다. 상기 제2의 2값 화상은, 조영제가 주입될 가능성이 있는 영역을 1, 조영제가 주입되지 않는, 투명영역, 폐야영역 또는 금속영역등의 고 또는 저 화소값영역을 0으로 나타낸 화상이다.

단계S303에 있어서, 화상해석 처리부(108)는, 제1영역 및 제2영역을 영역추출부(203)에 입력한다. 그 영역추출부(203)는, 제1영역 및 제2영역 에 의거하여 2값의 영역화상을 생성한다. 그 2값의 영역화상은, 화상해석 처리부(108)의 출력이다. 이 2값의 영역화상은, 제1의 2값 화상 및 제2의 2값에 대한 화상간 논리곱 연산 처리를 행하여서 얻어지고, 조영제가 주입하는 영역으로부터 조영제 주입 영역에 근거하는 영역까지 연장되는 영역을 나타내는 1과, 그 이외의 영역을 나타낸 0을 포함한다.

본 실시예에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)에는 여러 가지의 엣지검출방법을 적용할 수 있다. 캐니(Canny)엣지검출 방법은, 엣지검출방법의 일례다. 여기서는, 엣지검출 방법으로서 캐니엣지검출 방법을 사용했을 경우의 서브트랙션 화상해석부(201)의 동작을 도 4의 흐름도를 참조하여 이하에서 설명한다.

단계S401에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)는, 서브트랙션 화상Ｉ_Ｓ에 대해 가우시안(Gaussian) 필터에 의해 노이즈 저감 처리를 행하여, 노이즈 저감 화상Ｉ_Ｎ을 생성한다.

단계S402에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)는, 노이즈 저감 화상Ｉ_Ｎ에 1차 미분처리를 수평방향과 수직방향으로 행하여, 수평방향 미분화상Ｇx와 수직방향 미분화상Ｇｙ를 생성한다. 1차 미분처리에서는, 예를 들면 Ｒｏｂｅｒｔｓ, Ｐｒｅｗｉｔｔ 또는 Ｓｏｂｅｌ오퍼레이터 등의 엣지검출 오퍼레이터를 사용한다. 수평방향 미분화상Ｇx와 수직방향 미분화상Ｇｙ는, 화소 값들이 각각 수평방향 및 수직방향으로 경사 강도와 경사 방향에 대한 정보를 갖는 화상이다.

단계S403에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)는, 수평방향 미분화상Ｇx와 수직방향 미분화상Ｇｙ를 사용하여 다음식에 의해 경사강도화상G와 경사방향화상θ를 산출한다.

경사강도화상G는, 화소값들이 경사의 강도를 의미하는 화상이다. 경사방향화상θ은, 화소값들이, 예를 들면 노이즈 저감 화상Ｉ_Ｎ에 있어서 수평방향으로 화소값이 커지는 화소를 0, 수직방향으로 화소값이 커지는 화소를 π/2로서 -π/2이상 π/2미만의 값으로 경사의 방향을 나타내는 화상이다.

단계S404에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)는, 경사강도화상G와 경사방향화상θ에 근거하는 비극대점 억제 처리를 행하고, 엣지 정보로서 엣지 후보화상E를 출력한다. 엣지 후보화상E는, 노이즈 저감 화상의 국소적인 극대 엣지 화소를 1, 그 이외의 화소를 0으로 나타낸 2값 화상이다. 비극대점 억제 처리에서는, 주목 화소(x, y)에 대한 2개의 인접화소를 경사방향화상θ(x, y)에 의거하여 선택한다. 주목 화소(x, y)의 경사강도화상G(x, y)가 2개의 인접화소의 값보다도 크면, 주목 화소(x, y)를 국소적인 극대 엣지 화소라고 간주해서, E(x, y)=1로서 나타낸다. 구체적인 예를 다음과 같이 나타낸다.

경사방향화상θ(x, y)가 -π/8이상 π/8미만의 범위 내이면, 수평방향으로 배치된 2개의 화소를 인접화소로서 다음 식에 의해 E(x, y)를 결정한다.

경사방향화상θ(x, y)이 π/8이상 3π/8미만의 범위 내이면, 경사 방향으로 배치된 2개의 화소를 인접화소로서 다음 식에 의해 E(x, y)를 결정한다.

경사방향화상θ(x, y)이 3π/8이상 π/2미만 또는 -π/2이상 -3π/8미만의 범위 내이면, 수직방향으로 배치된 2개의 화소를 인접화소로서 다음 식에 의해 E(x, y)를 결정한다.

경사방향화상θ(x, y)이 -3π/8이상 -π/8미만의 범위 내이면, 경사 방향으로 배치된 2개의 화소를 인접화소로서 다음 식에 의해 E(x, y)를 결정한다.

단계S405에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)는, 엣지 후보화상E에 대하여, 경사강도화상G와 2개의 역치Ｔ_ｌｏｗ, Ｔ_ｈｉｇｈ(Ｔ_ｌｏｗ <Ｔ_ｈｉｇｈ) 근거하는 역치처리를 행하고, 약 엣지 화상Ｅ_ｌｏｗ와 강 엣지 화상Ｅ_ｈｉｇｈ를 출력한다. 약 엣지 화상Ｅ_ｌｏｗ는, 엣지 후보화상E(x, y)=1을 만족하는 모든 화소(x, y)에 대해서 경사강도화상G(x, y)와 Ｔ_ｌｏｗ의 값을 각각 비교하고, G(x, y)>Ｔ_ｌｏｗ을 만족하는 화소를 나타낸 1과, 그 이외의 화소를 나타낸 0을 포함하는 2값 화상이다. 강 엣지 화상Ｅ_ｈｉｇｈ는, 엣지 후보화상E(x, y)=1을 만족하는 모든 화소(x, y)에 대해서 경사강도화상G(x, y)와 Ｔ_ｈｉｇｈ의 값을 각각 비교하고, G(x, y)>Ｔ_ｈｉｇｈ를 만족하는 화소를 나타낸 1과, 그 이외의 화소를 나타낸 0을 포함하는 2값 화상이다.

단계S406에 있어서, 서브트랙션 화상해석부(201)는, 약 엣지 화상Ｅ_ｌｏｗ와 강 엣지 화상Ｅ_ｈｉｇｈ에 근거하는 엣지 추적 처리를 행하고, 엣지 화상Ｉ_Ｅ를 출력한다. 엣지 추적 처리에서는, 약 엣지 화상Ｅ_ｌｏｗ(x, y)=1을 만족하는 화소(x, y)의 연결 성분이, 강 엣지 화상Ｅ_ｈｉｇｈ(x, y)=1을 만족하는 화소(x, y)를 포함하는 경우, 그 연결 성분을 구성하는 모든 화소(x, y)를 엣지 화소로서 간주하고, Ｉ_Ｅ(x, y)=1로 나타낸다. 그 이외의 화소(x, y)는 논엣지(non_edge) 화소이며, Ｉ_Ｅ(x, y)=0으로 나타낸다. 이상의 처리에서 취득한 엣지 화상Ｉ_Ｅ를 캐니 엣지검출 방법의 결과로서 출력하고, 그 캐니 엣지검출 처리를 종료한다.

본 실시예에 따른 엣지검출대상인 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계는, 조영제의 주입 상황에 따라 변동하는 엣지 특성을 갖는다. 따라서, 상기의 엣지검출처리에 있어서, 조영제 주입 시작으로부터의 시간에 따라 상기의 노이즈 저감 처리나 1차 미분처리에 사용된 오퍼레이터를 적절하게 변경하여도 된다. 촬영시의 프레임 레이트가 높은 경우에는, 처리 속도의 향상을 위해, 노이즈 저감 처리, 역치처리 또는 엣지 추적 처리의 일부를 생략하여도 되거나, 또는 비교적 간단한 처리로 대체하여도 된다. 엣지검출처리의 다른 예는, 2차 미분처리에 근거하는 제로 교차를 검출하는 제로 교차법이어도 된다.

본 실시예에 있어서, 소정영역 추출부(202)에는, 해석 대상인 마스크 상 및 라이브 상에 있어서 여러 가지 해석 방법을 적용할 수 있다. 도 5는, 화상축소 처리부(501), 히스토그램(histogram) 변환 처리부(502), 역치산출 처리부(503), 역치처리부(504), 및 화상간 논리연산부(505)로 구성되는 소정영역 추출부(202)를 나타내는 블록도다.

여기에서는, 이 구성을 사용해서 폐야와 투명영역 등의 고화소값 영역을 나타낸 0과, 그 이외의 영역을 나타낸 1을 포함하는 2값영역 화상을 생성하는 방법을, 도 6의 흐름도를 참조하여 설명한다.

단계S601에 있어서, 소정영역 추출부(202)는, 사전처리부(105)가 출력하는 라이브 상Ｉ_Ｌ 및 화상기억부(106)가 기억하는 마스크 상Ｉ_Ｍ을 화상축소 처리부(501)에 입력한다. 화상축소 처리부(501)는, 이들 화상에 대해 화상축소 처리를 실시하고, 축소 라이브 상Ｉ_Ｌ' 및 축소 마스크 상Ｉ_Ｍ'을 출력한다. 화상축소 처리는, 예를 들면 화상을 복수의 화소를 각각 갖는 블록으로 분할하고, 블록마다의 평균치를 구해서 축소 화상의 1화소의 화소값으로서 결정하도록 행해진다.

단계S602에 있어서, 소정영역 추출부(202)는, 축소 라이브 상Ｉ_Ｌ' 및 축소 마스크 상Ｉ_Ｍ'을 히스토그램 변환 처리부(502)에 입력한다. 히스토그램 변환 처리부(502)는, 라이브 상 화소값 히스토그램Ｈ_Ｌ 및 마스크 상 화소값 히스토그램Ｈ_Ｍ을 작성해 출력한다. 각 화소값 히스토그램은, 화상이 가지는 화소수를 소정의 화소값 범위마다 카운트하여 작성된다.

단계S603에 있어서, 소정영역 추출부(202)는, 라이브 상 화소값 히스토그램Ｈ_Ｌ 및 마스크 상 화소값 히스토그램Ｈ_Ｍ을 역치산출 처리부(503)에 입력한다. 역치산출 처리부(503)는, 라이브 상 2진화 역치Ｔ_Ｌ 및 마스크 상 2진화 역치Ｔ_Ｍ을 출력한다. 소정값으로서의 각 역치는, 라이브 상 또는 마스크 상에서는, 고화소값 영역인 폐야나 투명영역이 히스토그램의 피크를 작성하는 현상을 이용해서 산출된다. 예를 들면, 고화소값 영역에 있어서의 히스토그램은 저화소값 방향으로 히스토그램에 있어서 극대 빈도수를 갖는 화소값으로부터 주사되어도 되고, 최초 발견된 극소 빈도수를 갖는 화소값은 소정값으로서의 역치로서 취득되어도 된다.

단계S604에 있어서, 소정영역 추출부(202)는, 라이브 상Ｉ_Ｌ 및 마스크 상Ｉ_Ｍ을 역치처리부(504)에 입력한다. 역치처리부(504)는 라이브 상 2진화 역치Ｔ_Ｌ 및 마스크 상 2진화 역치Ｔ_Ｍ에 근거하는 역치처리를 행하고, 2값 라이브 상Ｂ_Ｌ 및 2값 마스크 상Ｂ_Ｍ을 출력한다. 2값 라이브 상Ｂ_Ｌ 및 2값 마스크 상Ｂ_Ｍ은, 라이브 상Ｉ_Ｌ 및 마스크 상Ｉ_Ｍ의 모든 화소를, 대응하는 2진화 역치Ｔ_Ｌ, Ｔ_Ｍ과 비교하여서 얻어짐으로써, 화상은, 역치이상의 화소값을 나타낸 0, 그 이외의 화소를 나타낸 1을 포함한다.

라이브 상Ｉ_Ｌ 및 마스크 상Ｉ_Ｍ의 각각으로부터 조영제가 주입하지 않는 영역을 제외하고 있으므로, 피사체 움직임으로부터 생긴 모션 아티팩트를 억제할 수 있다. 따라서, 불필요한 엣지를 검출하지 않는다. 또한, 피사체와 투명영역과의 경계나, 폐야영역이나 금속영역과 기타 영역간의 경계와 같이, 화소값간의 차이가 큰 영역은, 잘못 검출되지 않는다.

단계S605에 있어서, 소정영역 추출부(202)는, 2값 라이브 상Ｂ_Ｌ 및 2값 마스크 상Ｂ_Ｍ을 화상간 논리연산부(505)에 입력한다. 화상간 논리연산부(505)는, 화상간 논리합 연산을 행하고 상기 산출결과를 2값영역 화상B로서 출력한다. 2값영역 화상B는, 2값 라이브 상Ｂ_Ｌ 및 2값 마스크 상Ｂ_Ｍ에서 대응한 화소의 논리합에 근거하여 화소값을 갖는 화상이다. 2값영역 화상B는, 소정영역 추출부(202)의 출력이다. 그 흐름은 종료된다.

상기의 예에서는 폐야나 투명영역등의 고화소값 영역을 추출하기 위한 처리에 관하여 설명한다. 이와 동일한 처리는, 조영제 주입 영역과 배경영역과의 경계가 존재하지 않는 금속영역이나 조사필드 외의 영역과 같은 저화소값 영역의 추출에 응용되어도 된다.

또한, 뉴럴네트워크, 서포트 벡터 머신, 또는 베이지안(Bayesian) 분류법 등을 식별기로 패턴 인식처리를 통해 추출 제외영역은, 클러스터링하여서 추출되어도 된다. 이 경우, 예를 들면, 피사체의 촬영 부위와 체위마다 조영제 주입 영역과 배경영역 사이의 경계가 존재하지 않는 영역에 관한 학습이 행해져도 된다. 이렇게 하여, 역치처리나 히스토그램 해석에 근거하는 방법보다도 복잡한 특징을 갖는 영역을 추출 제외영역으로서 정의될 수 있다.

상기 서브트랙션 화상해석부(201)와 소정영역 추출부(202)가 출력하는 제1 및 제2영역은 2값 화상이다. 이 때문에, 그 영역은, 화상간 논리곱 연산에 의해 합성될 수 있다. 영역추출부(203)는, 이 2개의 2값 화상을 화상간 논리곱 연산을 행함으로써, 추출 대상 엣지를 나타낸 1과, 그 이외를 나타낸 0을 포함하는 2값 경계 화상을 생성한다.

이 2값경계 화상이, 화상해석 처리부(108)의 출력으로서 하류측에 위치된 고화질화 처리부(109)에 입력된다. 고화질화 처리부(109)에서는, 서브트랙션 화상 혹은 라이브 상에 대하여, 이 2값 경계 화상을 참조하여 화상처리를 행한다. 예를 들면, 고화질화 처리부(109)는, 2값 경계 화상의 화소값이 1인 화소에 선예화 처리 및 콘트라스트 강조 처리를 적용하고, 2값 경계 화상의 화소값이 0인 화소에 노이즈 저감 처리를 적용한다. 또한, 2값 경계 화상의 화소값이 1인 화소에 대응한 서브트랙션 화상에 있어서의 화소값을 라이브 상에 가산하면, 라이브 상에 있어서 조영제의 경계를 중첩한 로드 맵 상을 생성할 수 있다.

본 실시예에서는, ＤＳＡ상에 대한 고화질화 처리에 사용되는 조영제와 배경간의 경계에 대한 추출 처리를, 서브트랙션 화상으로부터 노이즈를 포함하는 엣지를 검출하고, 서브트랙션전의 마스크 상과 라이브 상 각각으로부터 조영제가 주입되지 않는 영역을 추출한다. 조영제가 주입되지 않는 영역은, 서브트랙션 화상으로부터 제거된 화상의 화소값에 의거하여 추출된다. 상기 영역은, 그 엣지로부터의 노이즈 영역 삭감에 이용될 수 있다. 조영제가 주입되지 않는 영역을 이용함으로써, 조영제와 배경간의 경계의 추출 처리에 대한 처리 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는 마스크 상과 라이브 상의 양쪽을 해석해서 2값영역정보를 추출했지만, 마스크 상만을 해석 대상으로 삼아서 미리 2값영역정보를 구하여도 된다. 그 경우, 동화상 촬영시에 서브트랙션 화상만의 해석을 요구한다. 따라서, 고속처리가 행해질 수 있다.

도 1 및 도 2에 나타낸 부들은, 전용의 하드웨어 구성으로 형성되어도 된다. 또는, 하드웨어 구성의 기능은, 소프트웨어에 의해 실현되어도 된다. 이 경우, 도 1 및 도 2에 나타낸 부들의 기능은, 정보처리장치에 상기 소프트웨어를 인스톨하고, 소프트웨어를 실행하여 화상처리방법을 정보처리장치의 연산 기능을 이용해서 제공할 수 있다. 소프트웨어의 실행에 의해, 예를 들면, 2차원 X선 센서(104)가 출력하는 동화상의 각 프레임에 대하여 사전처리를 행해서 조영제 주입전후의 마스크 상 및 라이브 상을 취득하고, 화상간 감산 단계에서 서브트랙션 화상이 취득된다. 그리고, 서브트랙션 화상으로부터의 제1영역추출, 마스크 상 및 라이브 상으로부터의 제2영역추출, 조영제와 배경과의 경계의 추출 단계로 이루어진 화상해석단계; 및 그 화상해석 결과를 사용한 고화질화 단계가, 실행된다.

도 7은, 정보처리장치의 하드웨어 구성, 및 그 주변기기의 구성을 나타내는 블록도다. 정보처리장치(1000)는, 촬상장치(2000)와 접속되어, 서로 데이터 통신이 가능하다.

본 실시예에서는, ＤＳＡ상에의 고화질화 처리에 사용된 조영제와 배경과의 경계의 추출 처리를, 서브트랙션 화상에 대한 화상해석 처리와, 서브트랙션전의 마스크 상과 라이브 상 중 적어도 한쪽의 화상해석 처리에 근거해서 행한다. 서브트랙션 화상으로부터 제거된 정보를 마스크 상과 라이브 상 중 적어도 한쪽으로부터 취득하고, 조영제와 배경과의 경계의 추출 처리에 사용한다. 이에 따라, 처리 정밀도가 향상될 수 있다.

또한, 마스크 상이 보통 일단의 ＤＳＡ검사로 변화되지 않으므로, 일단의 화상해석의 결과를 재사용할 수 있다. 한층 더, 마스크 상, 라이브 상 및 서브트랙션 화상 각각에 적용하는 화상해석 처리는 비교적 간단한 처리이지만, 그 처리는 최종적으로 대량의 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 복잡한 처리 없이 고속처리를 행할 수 있다.

한층 더, 상기 조영제와 배경과의 경계의 추출 처리를 사용한 고화질화 처리를 적용한 X선 화상처리장치에 의해, ＤＳＡ상의 고화질화와, ＤＳＡ상 취득의 고속화를 제공할 수 있다. 혈관조영검사의 진단 성능이 향상될 수 있다.

(정보처리장치)

ＣＰＵ(1010)는, ＲＡＭ(1020)과 ＲＯＭ(1030)에 격납된 컴퓨터 프로그램과 데이터를 사용해서 정보처리장치(1000) 전체를 제어한다. 또한, ＣＰＵ(1010)는, 프로그램의 실행에 의해 미리 정해진 화상처리에 관한 연산 처리를 실행한다.

ＲＡＭ(1020)은, 광자기디스크(1060)나 하드 디스크(1050)로부터 로딩된 프로그램과 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 에어리어를 구비한다. 또한, ＲＡＭ(1020)은, 촬상장치(2000)로부터 취득한 마스크 상, 라이브 상, 및 서브트랙션 화상등의 화상 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 에어리어를 구비한다. ＲＡＭ(1020)은, ＣＰＵ(1010)가 각종의 처리를 실행할 때에 사용되는 워크 에어리어를 더 구비한다. ＲＯＭ(1030)은, 정보처리장치(1000)의 설정 데이터와, 부트 프로그램을 격납하고 있다.

하드 디스크(1050)는, 오퍼레이팅 시스템(ＯＳ)이나, 도 1 및 도 2에 나타낸 각 부의 처리를 컴퓨터에 구비된 ＣＰＵ(1010)에 실행시키기 위한 프로그램과 데이터를 유지하고 있다. 그 유지된 콘텐츠는, ＣＰＵ(1010)에 의한 제어하에 적당하게 ＲＡＭ(1020)에 로드되고, ＣＰＵ(1010)에 의한 처리 대상(컴퓨터)이 된다. 또한, 하드 디스크(1050)는, 마스크 상, 라이브 상, 및 서브트랙션 화상의 데이터를 보존할 수 있다.

광자기디스크(1060)는, 정보기억매체의 일례다. 광자기디스크(1060)는, 하드 디스크(1050)에 보존되어 있는 프로그램과 데이터의 일부 혹은 전부를 격납할 수 있다.

정보처리장치(1000)의 조작자가 마우스(1070)나 키보드(1080)를 조작하면, 마우스(1070)나 키보드(1080)는 각종의 지시를 ＣＰＵ(1010)에 대하여 입력할 수 있다.

프린터(1090)는, 화상표시부(110)에 표시된 화상을 기록 매체 상에 인쇄 출력하는 것이 가능하다.

표시장치(1100)는, ＣＲＴ나 액정화면으로 구성된다. 표시장치(1100)는, ＣＰＵ(1010)에 의한 처리 결과를 화상과 문자로 표시할 수 있다. 예를 들면, 표시장치(1100)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 각부에 의해 처리되어, 최종적으로 화상표시부(110)로부터 출력된 화상을 표시할 수 있다. 이 경우, 화상표시부(110)는, 표시장치(1100)에 화상을 표시시키기 위한 표시 제어부로서 기능한다. 버스(1040)는, 정보처리장치(1000)내의 각부를 연결하여, 각부가 데이터를 교환 가능하게 한다.

(촬상장치)

다음에, 촬상장치(2000)에 관하여 설명한다. 촬상장치(2000)는, 예를 들면 X선 투시 장치와 같은, 조영제 주입중의 동화상을 촬상할 수 있다. 촬상장치(2000)는, 촬상된 화상 데이터를 정보처리장치(1000)에 송신한다. 복수의 화상 데이터는 일괄적으로 정보처리장치(1000)에 송신되어도 좋다. 또는, 화상 데이터는, 촬상 순으로 연속하여 송신되어도 된다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

본 출원은, 여기서 전체적으로 참고로 포함된, 2009년 12월 18일에 제출된 일본국 특허출원번호 2009-288466의 이점을 청구한다.

Claims

다른 시간에 피사체를 촬상할 때 얻어진 복수의 X선 화상의 사이에서 감산 처리를 행함으로써 서브트랙션(subtraction) 화상을 취득하는 화상간 감산부;
상기 복수의 X선 화상 중 하나로부터 소정의 영역을 추출하는 소정영역 추출부; 및
상기 소정의 영역에 대응한 상기 서브트랙션 화상의 영역으로부터 조영제 주입 영역에 근거한 영역을 추출하는 영역추출부를 구비한, X선 화상처리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소정영역 추출부는, 조영제 주입전의 화상과 조영제 주입후의 화상 각각으로부터 상기 조영제 주입 영역을 취득하고, 취득한 영역이 중첩되는 영역을 상기 소정의 영역으로서 추출하는, X선 화상처리장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소정영역 추출부는, 조영제 주입전의 화상과 조영제 주입후의 화상의 하나로부터 상기 조영제 주입 영역을 상기 소정의 영역으로서 추출하는, X선 화상처리장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
서브트랙션 화상해석부를 더 구비하고,
상기 서브트랙션 화상해석부는, 상기 서브트랙션 화상에 대하여 엣지검출 처리를 실시하고, 상기 엣지검출 처리의 결과로서 얻어진 엣지 정보로부터 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역을 취득하고,
상기 영역추출부는, 상기 서브트랙션 화상해석부가 취득한 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역과 상기 소정의 영역으로부터 영역을 추출하는, X선 화상처리장치.
제 4 항에 있어서,
상기 서브트랙션 화상해석부는, 상기 서브트랙션 화상에 대한 엣지검출처리로서, 캐니(Canny)엣지검출 방법을 사용하는, X선 화상처리장치.
제 4 항에 있어서,
상기 서브트랙션 화상해석부는, 상기 서브트랙션 화상에 대한 엣지검출처리로서, 제로 교차법을 사용하는, X선 화상처리장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 서브트랙션 화상해석부는, 상기 서브트랙션 화상에 대한 엣지검출처리에 관해서 복수의 엣지검출 오퍼레이터를 구비하고, 조영제의 주입 상황에 따라 상기 엣지검출 오퍼레이터 중 1개를 선택하는, X선 화상처리장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정영역 추출부는, 조영제 주입전의 화상과 조영제 주입후의 화상 중 적어도 하나로부터, 소정값과의 비교에 의거하여 고화소값 영역 혹은 저화소값 영역을 추출하는, X선 화상처리장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정영역 추출부는,
조영제 주입전의 화상과 조영제 주입후의 화상 중 적어도 하나로부터, 화소값 히스토그램을 작성하는 히스토그램 변환부와,
상기 화소값 히스토그램을 해석해서 역치를 산출하는 역치산출부를 구비하고,
상기 소정영역 추출부는, 상기 역치에 의거하여 상기 영역을 추출하는, X선 화상처리장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영역추출부에서 추출한 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역의 화소값으로부터 산출한 값을 파라미터로서 사용하여 계조변환 곡선을 생성하고, 상기 조영제 주입 영역에 근거하는 영역의 콘트라스트가 증가하도록 상기 서브트랙션 화상을 계조변환 처리하는 고화질화 처리부를 더 구비한, X선 화상처리장치.
다른 시간에 피사체를 촬상할 때 얻어진 복수의 X선 화상의 사이에서 감산 처리를 행함으로써 서브트랙션 화상을 취득하는 화상간 감산 단계;
상기 복수의 X선 화상 중 하나로부터 소정의 영역을 추출하는 소정영역 추출 단계; 및
상기 소정의 영역에 대응한 상기 서브트랙션 화상의 영역으로부터 조영제 주입 영역에 근거하는 영역을 추출하는 영역추출 단계를 포함하는, X선 화상처리방법.
청구항 11에 따른 X선 화상처리방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기억한 기억매체.