WO2013128890A1 - 周期的パターン検出装置および方法 - Google Patents

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WO2013128890A1
WO2013128890A1 PCT/JP2013/001101 JP2013001101W WO2013128890A1 WO 2013128890 A1 WO2013128890 A1 WO 2013128890A1 JP 2013001101 W JP2013001101 W JP 2013001101W WO 2013128890 A1 WO2013128890 A1 WO 2013128890A1
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analysis
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睦朗 今井
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    • G06T2207/20056—Discrete and fast Fourier transform, [DFT, FFT]

Definitions

  • the present invention relates to a periodic pattern detection apparatus and method for detecting a frequency component of a periodic pattern when suppressing a periodic pattern included in an image.
  • the amplitude of a periodic pattern becomes weak.
  • the frequency component of the periodic pattern is folded back to a lower frequency, the frequency component is more likely to be buried in the frequency component of the subject. In such a case, since the response in the frequency spectrum of the frequency component of the periodic pattern becomes small, it becomes difficult to detect the frequency component of the periodic pattern.
  • an irradiation field stop may be used in order to prevent radiation from being applied to an unnecessary part of the subject.
  • the region outside the irradiation field in the radiation image is not irradiated with radiation, and thus a periodic pattern is not included.
  • the area of the protector in the radiographic image hereinafter referred to as “high”. Since the concentration of the absorber region is low, the periodic pattern is hardly noticeable.
  • Patent Document 2 a method of detecting a periodic pattern only from a portion corresponding to an irradiation field region in a radiographic image (Patent Document 2), an image signal value of a portion where a protector exists in the radiographic image is set to 0, and the periodic pattern is A removal method (Patent Document 3) has been proposed.
  • Patent Document 4 a technique for removing noise by excluding an area directly irradiated with radiation in a radiation image.
  • the amplitude of the periodic pattern becomes weak.
  • the frequency component of the periodic pattern is folded back to a lower frequency, the frequency component is more likely to be buried in the frequency component of the subject. In such a case, since the response in the frequency spectrum of the frequency component of the periodic pattern becomes small, it becomes difficult to detect the frequency component of the periodic pattern.
  • an irradiation field stop may be used in order to prevent radiation from being applied to an unnecessary part of the subject.
  • the region outside the irradiation field in the radiation image is not irradiated with radiation, and thus a periodic pattern is not included.
  • the area of the protector in the radiographic image hereinafter referred to as “high”. Since the concentration of the absorber region is low, the periodic pattern is hardly noticeable. As described above, in a region where the periodic pattern is not conspicuous, even if the frequency spectrum is calculated, the frequency component of the periodic pattern cannot be accurately detected.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to detect a periodic pattern with high accuracy when the irradiation field region includes a region where it is difficult to detect the periodic pattern.
  • Another object of the present invention is to accurately detect the frequency component of a periodic pattern even if the radiation image includes a region where the periodic pattern is not conspicuous.
  • a first periodic pattern detection apparatus is configured to detect an irradiation field region corresponding to an irradiation field stop from a radiation image acquired by performing imaging using an irradiation field stop and a grid that removes a scattered component of radiation.
  • Irradiation field region detecting means for detecting;
  • An analysis region setting means for setting an analysis region for performing frequency analysis, excluding a region where the possibility that a periodic pattern due to the grid in the irradiation field region is present is low;
  • a frequency analysis means for detecting a frequency component of the periodic pattern by performing frequency analysis on the analysis region is provided.
  • the radiographic image may be anything as long as it is detected by irradiating the subject with radiation, for example, a radiographic image acquired by a mammography apparatus or a radiographic image acquired by chest imaging,
  • a radiographic image used for nondestructive inspection is not limited to a medical image.
  • the acquisition of the radiation image may be performed by using a radiation detector, and a part of the radiation energy is accumulated by irradiation with radiation, and then accumulated by irradiation with excitation light such as visible light or laser light.
  • a stimulable phosphor sheet using a stimulable phosphor that emits stimulated emission light according to the radiation energy may be used.
  • radiation image information is once stored and recorded by irradiating the stimulable phosphor sheet with radiation that has passed through the subject. Radiation images are acquired by generating emission light and photoelectrically converting the stimulated emission light.
  • the grid may be composed of a plurality of plates provided along the main direction or the sub direction of the radiation detector, for example, as long as it removes the radiation scattering component. It may be composed of a plurality of plates provided to be inclined with respect to the main direction and the sub-direction of the radiation detector.
  • a periodic pattern means noise having a periodic pattern included in a radiographic image. For example, it means periodic stripes or moire included in a radiographic image acquired by photographing a subject using a grid.
  • the region where the possibility that the periodic pattern exists is low may be at least one of a direct radiation region, a high absorber region, and a high noise region.
  • the direct radiation region refers to a region having a high density in a radiation image obtained by directly irradiating a subject with radiation irradiated on the subject without passing through the subject.
  • a superabsorbent region is a region that has a low density when included in a radiographic image, for example, when photographing is performed using a protector that is used to prevent unnecessary irradiation of a subject such as a genital organ. That means.
  • the high noise region is a region where such quantum noise of radiation is conspicuous.
  • the analysis region setting means may be a means for setting the analysis region according to the imaging condition when acquiring the radiation image.
  • the imaging conditions include irradiation of the subject such as tube voltage to the radiation source emitting radiation, mAs value (that is, current ⁇ irradiation time), SID (distance between the radiation source and the radiation detection surface), and imaging site information.
  • Information capable of estimating the radiation dose can be used.
  • an area where the possibility that a periodic pattern exists is low may be a high noise area.
  • the first periodic pattern detection device may further include processing means for acquiring a processed radiographic image by removing frequency components of the periodic pattern from the radiographic image.
  • an irradiation field region corresponding to an irradiation field stop is obtained from a radiation image acquired by performing imaging using an irradiation field stop and a grid that removes a scattered component of radiation. Detect and Excluding the region where there is a low possibility that there is a periodic pattern due to the grid in the irradiation field region, setting the analysis region for performing frequency analysis, A frequency component of the periodic pattern is detected by performing frequency analysis on the analysis region.
  • a second periodic pattern detection apparatus includes a region setting unit that sets a plurality of small regions over the entire radiation image acquired by performing imaging using a grid that removes a scattered component of radiation. , For each of a plurality of small areas, presence degree setting means for setting the presence degree of a periodic pattern caused by the grid, By performing frequency analysis for each of a plurality of subregions, a plurality of frequency spectra for each of the plurality of subregions are calculated, and the plurality of frequency spectra are weighted and averaged according to the degree of presence, and then periodically The frequency analysis means for detecting the frequency component of the pattern is provided.
  • the presence degree setting means is configured such that the small region is at least one of an irradiation field region, a direct radiation region, a high absorber region, and a high noise region in a radiation image.
  • the small region is at least one of an irradiation field region, a direct radiation region, a high absorber region, and a high noise region in a radiation image.
  • it is good also as a means to set a presence degree smaller than the small area
  • the irradiation field area is obtained by not irradiating the radiation detector or the storage phosphor sheet (hereinafter referred to as a radiation detector or the like) when the subject is photographed using the irradiation field stop.
  • a radiation detector or the like the radiation detector or the storage phosphor sheet
  • “belongs” means not only when the entire small area is included in at least one of the irradiation field area, the direct radiation area, the high absorber area, and the high noise area, but also a part of the small area. The case where it is included in at least one of the above.
  • the presence degree setting means includes the presence degree setting means when the small region belongs to the high noise region in the radiation image, rather than the small region belonging to the region other than the high noise region. It is good also as a means to set a degree small.
  • the presence degree setting means may be a means for setting the presence degree in accordance with the imaging condition when acquiring the radiation image.
  • the second periodic pattern detection apparatus may further include a processing unit that acquires a processed radiographic image by removing a frequency component of the periodic pattern from the radiographic image.
  • a plurality of small regions are set over the entire radiographic image acquired by performing imaging using a grid that removes a scattered component of radiation, For each of a plurality of small areas, set the degree of existence of the periodic pattern due to the grid, By performing frequency analysis for each of a plurality of small regions, a plurality of frequency spectra for each of the plurality of small regions are calculated, A plurality of frequency spectra are weighted and averaged according to the degree of presence to detect frequency components of a periodic pattern.
  • the first periodic pattern detection device and method of the present invention there is an analysis region for performing frequency analysis excluding a region where the possibility that a periodic pattern due to the grid in the irradiation field region is present is low.
  • the frequency component of the periodic pattern is detected. For this reason, even if the frequency field obtained by frequency analysis has a weak amplitude of the periodic pattern, and the portion where the response of the frequency component of the periodic pattern is small is included in the irradiation field region, that portion is used for frequency analysis. It will not be done. Therefore, it is possible to detect the frequency component of the periodic pattern with high accuracy without being affected by the region where the possibility that the periodic pattern exists is low.
  • the analysis region according to the imaging conditions, it is possible to appropriately set the analysis region according to the situation where the radiation image is acquired. Therefore, the frequency component of the periodic pattern can be detected with higher accuracy.
  • a plurality of small regions are set over the entire radiation image acquired by performing imaging using a grid that removes the scattered component of radiation.
  • the degree of presence of the periodic pattern due to the grid is set for each of the plurality of small areas, and frequency analysis is performed for each of the plurality of small areas, and a plurality of each of the plurality of small areas Is calculated.
  • a plurality of frequency spectra are weighted and averaged according to the degree of presence, and the frequency component of the periodic pattern is detected.
  • the portion detects the frequency component.
  • the weight at the time is reduced. Therefore, it is possible to detect the frequency component of the periodic pattern with high accuracy without being affected by the region where the possibility that the periodic pattern exists is low.
  • the presence level according to the imaging conditions, it is possible to set the presence level appropriately according to the situation where the radiation image is acquired. Therefore, the frequency component of the periodic pattern can be detected with higher accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a radiological image diagnosis system to which a periodic pattern detection device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the figure which shows the histogram of the signal value of the irradiation field area Figure showing a small area for frequency analysis Diagram showing an example of frequency spectrum Diagram showing small area used for frequency analysis Diagram showing frequency components of periodic pattern Diagram showing frequency spectrum of processed radiographic image The flowchart which shows the process performed in 1st Embodiment.
  • the schematic block diagram which shows the structure of the image processing apparatus in the radiographic image diagnosis system to which the periodic pattern detection apparatus by the 2nd Embodiment of this invention is applied.
  • the flowchart which shows the process performed in 2nd Embodiment.
  • the schematic block diagram which shows the structure of the image processing apparatus in the radiographic image diagnosis system to which the periodic pattern detection apparatus by the 3rd Embodiment of this invention is applied.
  • the figure which shows the example of the radiographic image in 3rd Embodiment A figure for explaining the degree of existence according to the area to which the small area belongs.
  • the flowchart which shows the process performed in 3rd Embodiment The schematic block diagram which shows the structure of the image processing apparatus in the radiographic image diagnosis system to which the periodic pattern detection apparatus by the 4th Embodiment of this invention is applied.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a radiological image diagnosis system to which a periodic pattern detection apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • this radiation image diagnostic system includes a radiation generator 1, a radiation detector 2, an image processing device 3, an imaging control device 4, and a grid 5. 2 are arranged so as to face each other across the subject S.
  • the imaging control device 4 is connected to each of the radiation generation device 1, the radiation detector 2, and the image processing device 3, and the radiation detector 2 is also connected to the image processing device 3.
  • the subject S is equipped with a protector made of lead or the like for preventing radiation exposure to unnecessary portions.
  • the radiation generator 1 includes a radiation tube 11 that exposes radiation, a high voltage generator 12 that applies a tube voltage to the radiation tube 11, and an irradiation field stop for limiting the irradiation range of radiation emitted from the radiation tube 11. 13, and the radiation from the subject S can be irradiated with the irradiation field narrowed by the control from the imaging control device 4.
  • the radiation emitted from the radiation tube 11 is irradiated onto the subject S with its irradiation range being reduced by the irradiation field stop 13.
  • the imaging control device 4 performs setting of imaging conditions such as tube voltage, tube current and exposure time, and control of operations based thereon.
  • the radiation detector 2 accumulates radiation image information including radiation transmitted through the subject S as an electrostatic latent image, and detects the radiation transmittance distribution as a radiation image by reading the accumulated electrostatic latent image.
  • the radiation detector 2 may be of any configuration as long as it detects radiation and outputs it as image information.
  • the radiation detector 2 may be a TFT solid detector or a light readout solid detector. Also good.
  • this radiological image diagnostic system is configured so that the grid 5 can be attached and detached between the subject S and the radiation detector 2, and both imaging with a grid and imaging without a grid are possible.
  • various types of grids grid ratio, grid pattern, etc.
  • lead that absorbs radiation and aluminum that transmits radiation are alternately arranged at a pitch of about 4 lines / mm, for example.
  • the lead is installed with a slight change in inclination depending on the position so that the radiation passes through the aluminum and enters the radiation detector 2.
  • the image processing apparatus 3 is a computer having a high-definition liquid crystal display that displays images and the like, a keyboard and a mouse that accept input from a user, and a main body that includes a CPU, a memory, a hard disk, a communication interface, and the like. It has a function of detecting a periodic pattern caused by the grid from the radiation image and further suppressing the periodic pattern.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the image processing apparatus 3.
  • the image processing device 3 includes an image acquisition unit 31, an irradiation field region detection unit 32, an analysis region setting unit 33, a frequency analysis unit 34, and a filtering processing unit 35.
  • the image acquisition unit 31 acquires the radiation image P0 acquired by the radiation detector 2 as digital data.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a radiographic image. As shown in FIG. 3, in the radiation image P0, the radiation is radiated together with the transmission image of the subject S in the region surrounded by the edge E0 that defines the irradiation range of the radiation by the irradiation field stop 13 (that is, the irradiation field region).
  • a direct radiation portion A1 that is a portion directly irradiated on the detector 2 and a high absorber region A2 that is a protector region for preventing exposure of radiation to unnecessary portions are included.
  • the irradiation field region detection unit 32 detects an irradiation field region irradiated with radiation by the irradiation field stop 13 from the radiation image P0.
  • a technique described in JP-A-63-244029 can be used. In the method described in Japanese Patent Laid-Open No.
  • the method for detecting the irradiation field region is not limited to this, and any method can be used.
  • the region surrounded by the irradiation field edge E0 is detected as the irradiation field region P1.
  • the irradiation field is rectangular, but can be any shape such as a circle or a polygon.
  • the analysis region setting unit 33 sets a region where the frequency analysis unit 34 performs frequency analysis for the irradiation field region P1 in the radiation image P0. Specifically, in the irradiation field region P1, the direct radiation region, the high absorber region, and the high noise region are detected as exclusion regions that are unlikely to have a periodic pattern due to the grid, and the irradiation field region P1.
  • the analysis region P2 is set by excluding the exclusion region from the above.
  • detection of a direct radiation region, a high absorber region, and a high noise region will be described.
  • the direct radiation region A1 is a region where the density is saturated and blackened because the radiation is directly irradiated to the radiation detector 2 without passing through the subject S in the radiation image P0. For this reason, the analysis region setting unit 33 first calculates a histogram of signal values of the irradiation field region P1.
  • FIG. 5 is a diagram showing a histogram of signal values in the irradiation field region P1. In the histogram H0 shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the signal value, and the vertical axis indicates the frequency.
  • the direct radiation region A1 has a very high concentration.
  • the analysis region setting unit 33 sets a density of 95% of the maximum density as the threshold value Th1 in the histogram distribution, and directly selects an area composed of pixel values whose signal value is equal to or greater than the threshold value Th1. It detects as radiation area A1.
  • the high-absorber area A2 is a very low density and overexposed area because radiation is blocked by the protector.
  • the analysis region setting unit 33 sets a concentration of 5% from the lowest concentration to the threshold value Th2 in the distribution of the histogram H0 of the signal value of the irradiation field region P1, and the signal value becomes equal to or less than the threshold value Th2.
  • a region composed of pixel values is detected as a high absorber region A2.
  • the high noise region is calculated by calculating an index value representing noise based on information representing a radiation dose when the radiation image P0 is acquired.
  • a pixel having a threshold value Th3 or more is detected as a high noise region.
  • a region A3 shown in FIG. 4 is detected as a high noise region.
  • the analysis region setting unit 33 sets a region obtained by excluding the radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3 directly from the irradiation field region P1 as the analysis region P2.
  • the frequency analysis unit 34 sets a 3 ⁇ 9 small region A10 on the radiation image P0.
  • the small region A10 includes nine line-shaped regions having a length of 1024 pixels in the x direction in FIG. 6 at intervals of three pixels.
  • the frequency analysis part 34 performs a Fourier transform with respect to the image signal of each linear area
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum.
  • the frequency spectrum obtained as shown in FIG. 7 gradually decreases as the frequency increases from a low frequency, and has a peak at a certain frequency component.
  • the frequency having the peak in the frequency spectrum calculated in this way becomes the frequency of the periodic pattern caused by the grid.
  • the pitch of the grid 5 is the x direction at the time of shooting, the peak frequency of the periodic pattern due to the grid appears in the frequency spectrum calculated for the x direction, but does not appear in the y direction.
  • the frequency analysis unit 34 performs frequency analysis using only the analysis region P2. For this reason, in this embodiment, not all the 3 ⁇ 9 small regions A10 are used, and as shown in FIG. 8, an area of 50% or more of the 27 small regions A10 is included in the analysis region P2. Frequency analysis using only a small area. In FIG. 8, small areas used for frequency analysis are indicated by solid lines, and small areas not used are indicated by broken lines. The ratio of the area in which the small region used for frequency analysis is included in the analysis region P2 is not limited to 50% and can be set to an arbitrary value.
  • the filtering processing unit 35 creates a filter that extracts only the frequency component of the periodic pattern detected by the frequency analysis unit 34, and performs a filtering process on the radiation image P0 using the created filter.
  • the filtered radiation image P0 is an image having only a frequency component of a periodic pattern as shown in FIG.
  • the filtering process part 35 acquires the processed radiographic image P3 by subtracting the radiographic image filtered from the radiographic image P0.
  • the frequency spectrum of the processed radiation image P3 is obtained by removing the frequency component of the periodic pattern caused by the grid.
  • the filtering process may be performed not only on the radiation image P0 but also on the irradiation field region P1.
  • FIG. 11 is a flowchart showing processing performed in the first embodiment. It is assumed that photographing of the subject S has been completed.
  • the image acquisition unit 31 acquires the radiation image P0 from the radiation detector 2 (step ST1), and the irradiation field region detection unit 32 detects the irradiation field region P1 from the radiation image P0 (step ST2).
  • the analysis region setting unit 33 detects the direct radiation region, the high absorber region, and the high noise region as an exclusion region that is unlikely to have a periodic pattern, and excludes the exclusion region from the irradiation field region P1.
  • the analysis region P2 is set (step ST3).
  • the frequency analysis part 34 performs a frequency analysis only to the analysis area
  • the filtering process part 35 produces the filter which removes the frequency component of the periodic pattern resulting from a grid (step ST6), performs a filtering process with respect to the radiographic image P0 with the produced filter, and processed radiographic image P3 Is acquired (step ST7), and the process ends.
  • the analysis region P2 for frequency analysis is set by excluding the region where the possibility that the periodic pattern due to the grid in the irradiation field region P1 is present is low, and the analysis region By performing frequency analysis on P2, the frequency component of the periodic pattern is detected. For this reason, even if the portion of the frequency spectrum obtained by frequency analysis having a weak amplitude of the periodic pattern and the response of the frequency component of the periodic pattern is small is included in the irradiation field region P1, that portion is a frequency. It is no longer used for analysis. Therefore, it is possible to detect the frequency component of the periodic pattern with high accuracy without being affected by the region where the possibility that the periodic pattern exists is low.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram showing a configuration of an image processing apparatus in a radiological image diagnosis system to which the periodic pattern detection apparatus according to the second embodiment of the present invention is applied.
  • the image processing apparatus 3A includes an imaging condition acquisition unit 36 that acquires imaging conditions at the time of radiographic image acquisition from the imaging control device 4, and the analysis region setting unit 33 performs analysis according to the imaging conditions.
  • region P2 differs from 1st Embodiment.
  • the analysis region setting unit 33 sets the analysis region P2 by directly detecting the radiation region A1 and not detecting the high noise region. To do. Conversely, when the mAs value is equal to or less than the predetermined threshold value Th4, the analysis region P2 is set such that the radiation region A1 is not directly detected but the high noise region is detected.
  • the analysis region setting unit 33 does not directly detect the radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3 when the tube voltage is equal to or lower than the predetermined threshold value Th5, and does not detect the radiation field region P1. The whole is set in the analysis region P2.
  • the analysis region P2 may be set according to the SID that is the distance between the radiation tube 11 and the imaging surface of the radiation detector 2.
  • the analysis region P2 is set so that the high noise region is detected when the SID is equal to or greater than the predetermined threshold Th6. That's fine.
  • the analysis region P2 may be set according to the imaging region of the subject S. Specifically, when the imaging region is a hand, the radiation dose is reduced, and therefore the analysis region P2 may be set by detecting a high noise region.
  • FIG. 13 is a flowchart showing processing performed in the second embodiment. It is assumed that shooting of the subject S has been completed.
  • the image acquisition unit 31 acquires the radiation image P0 from the radiation detector 2 (step ST11), and the imaging condition acquisition unit 36 acquires the imaging conditions (step ST12).
  • the irradiation field region detection unit 32 detects the irradiation field region P1 from the radiation image P0 (step ST13).
  • the analysis area setting unit 33 sets the analysis area P2 according to the imaging conditions (step ST14).
  • the frequency analysis part 34 performs a frequency analysis only with respect to the analysis area
  • the filtering process part 35 produces the filter which removes the frequency component of the periodic pattern resulting from a grid (step ST17), performs a filtering process with respect to the radiographic image P0 with the produced filter, and processed radiographic image P3 Is acquired (step ST18), and the process is terminated.
  • the analysis region P2 since the analysis region P2 is set according to the imaging conditions, the analysis region P2 can be appropriately set according to the situation where the radiation image is acquired. Therefore, the frequency component of the periodic pattern can be detected with higher accuracy.
  • FIG. 14 is a schematic block diagram showing a configuration of an image processing apparatus in a radiological image diagnostic system to which the periodic pattern detection apparatus according to the third embodiment of the present invention is applied. Note that in the third embodiment, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted here.
  • the image processing device 3B includes an image acquisition unit 131, a region setting unit 132, a presence degree setting unit 133, a frequency analysis unit 134, a filtering processing unit 135, and a storage unit 136.
  • the region setting unit 132, the presence level setting unit 133, the frequency analysis unit 134, and the filtering processing unit 135 constitute a second periodic pattern detection device according to the present invention.
  • the image acquisition unit 131 acquires the radiation image P0 acquired by the radiation detector 2 as digital data.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a radiographic image acquired in the third embodiment.
  • the radiation image P ⁇ b> 0 includes a transmission image of the subject S in the region surrounded by the edge E ⁇ b> 0 that defines the irradiation range of the radiation by the irradiation field stop 13 (that is, the irradiation field region P ⁇ b> 1).
  • the direct radiation part A1 which is a part directly irradiated on the radiation detector 2, a high-absorber area A2, a high noise area A3, and an irradiation field area A20, which are protector areas for preventing radiation exposure to unnecessary parts.
  • region A4 other than these is included.
  • the region setting unit 132 sets a 3 ⁇ 9 small region A10 on the radiation image P0 as shown in FIG.
  • the small region A10 includes nine line-shaped regions with a length of 1024 pixels in the x direction in FIG. 6 at intervals of three pixels, and is a rectangular region having a long side in the x direction. Yes.
  • the region setting unit 132 also sets a small region having a long side in the y direction.
  • the presence degree setting unit 133 sets the presence degree of the periodic pattern caused by the grid 5 for each of the plurality of small regions A10 (including the y direction, the same applies hereinafter).
  • the presence level setting unit 133 detects an irradiation field region P1, a direct radiation region A1, a high absorber region A2, and a high noise region A3 from the radiation image P0.
  • the detection of the irradiation field region P1, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3 is performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the irradiation field region A20 is a region other than the irradiation field region P1 in the radiation image P0.
  • the presence degree setting unit 133 is provided for the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, the high noise region A3, and regions other than these regions (hereinafter referred to as region A4) in the radiation image P0.
  • region A4 sets the degree of presence of the periodic pattern.
  • predetermined constants ⁇ 0, ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 exist for each of the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, the high noise region A3, and the region A4.
  • a value of ⁇ 4 is set to 1, and ⁇ 0 to ⁇ 3 are set to constants of 0 or more and less than 1, respectively.
  • the frequency analysis unit 134 performs a Fourier transform on the image signal of each linear region in the small region A10 set by the region setting unit 132, and calculates a frequency spectrum. Then, the nine frequency spectra calculated in the small region A10 are averaged, and the 27 averaged frequency spectra calculated for the 3 ⁇ 9 small region A10 are weighted and averaged according to the abundances ⁇ 0 to ⁇ 4. Thus, the frequency spectrum in the x direction of the radiation image P0 is calculated. Similarly, in the y direction, frequency spectra for a plurality of small regions are calculated, and the frequency spectrum for the y direction of the radiation image P0 is obtained by weighting and averaging the plurality of frequency spectra according to the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 4. Calculate the spectrum.
  • the frequency spectrum is the same as that shown in FIG.
  • the small area A10 may straddle a plurality of areas among the irradiation field area A20, the direct radiation area A1, the high absorber area A2, and the high noise area A3.
  • the weighting for the small area A10 is obtained by multiplying the existence degree of the area to which the small area A10 belongs. For example, when a small region A10 belongs to both the high absorber region A2 and the high noise region A3, the weight of the small region A10 is the presence degree ⁇ 2 of the high absorber region A2 and the presence degree ⁇ 3 of the high noise region A3. And a value obtained by multiplying (ie, ⁇ 2 ⁇ ⁇ 3).
  • each of the averaged frequency spectra calculated in the 27 small regions A10 is weighted according to the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 4, and the frequency spectrum for the radiographic image P0. Is calculated. Therefore, as shown in FIG. 16, among the 27 small areas A10, the small area A10 belonging to the area A4 as shown by the solid line is weighted with ⁇ 4 (for example, 1), and irradiation is performed as shown by the broken line.
  • ⁇ 4 for example, 1
  • an average frequency spectrum is calculated.
  • the ratio of the area of the small region included in the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3 is not limited to 50%, and is set to an arbitrary value. Is possible.
  • the filtering processing unit 135 creates a filter that extracts only the frequency component of the periodic pattern detected by the frequency analysis unit 134, and performs a filtering process on the radiation image P0 using the created filter.
  • the filtered radiation image P0 is an image having only a frequency component of a periodic pattern as shown in FIG.
  • the filtering process part 135 acquires the processed radiographic image P4 by subtracting the radiographic image filtered from the radiographic image P0.
  • the frequency spectrum of the processed radiation image P4 is obtained by removing the frequency component of the periodic pattern due to the grid as shown in FIG.
  • FIG. 17 is a flowchart showing processing performed in the third embodiment. It is assumed that photographing of the subject S has been completed.
  • the image acquisition unit 131 acquires a radiation image P0 from the radiation detector 2 (step ST21), and the region setting unit 132 sets a small region A10 for detecting a periodic pattern in the radiation image P0. (Step ST22).
  • the presence degree setting unit 133 sets the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 4 for the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, the high noise region A3, and the other region A4 (step ST23). .
  • the frequency analysis unit 134 performs frequency analysis for each of the small regions A10 (step ST24), and weights the averaged frequency spectrum calculated for each of the small regions A10 according to the abundances ⁇ 0 to ⁇ 4.
  • the frequency component of the periodic pattern resulting from the grid for the radiation image P0 is detected (step ST25).
  • the filtering process part 135 produces the filter which removes the frequency component of the periodic pattern resulting from a grid (step ST26), performs a filtering process with respect to the radiographic image P0 by the produced filter, and processed radiographic image P4 Is acquired (step ST27), and the process ends.
  • a plurality of small regions A10 are set over the entire radiographic image obtained by performing imaging using a grid that removes a radiation scattering component, and a plurality of subregions A10 are set.
  • the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 4 of the periodic patterns resulting from the grid are set, and the frequency spectra for the plurality of small areas A10 are weighted and averaged according to the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 4.
  • the frequency component of the periodic pattern for the radiation image P0 is detected.
  • the amplitude of the periodic pattern is weak, and the frequency component of the periodic pattern is obtained in the frequency spectrum obtained by frequency analysis. Even if a portion in which the response of ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is small is included in the radiation image, the weight in detecting the frequency component is reduced in that portion. Therefore, it is possible to detect the frequency component of the periodic pattern with high accuracy without being affected by the region where the possibility that the periodic pattern exists is low.
  • FIG. 18 is a schematic block diagram showing a configuration of an image processing apparatus in a radiographic image diagnosis system to which a periodic pattern detection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention is applied.
  • the image processing device 3C includes an imaging condition acquisition unit 137 that acquires imaging conditions at the time of radiographic image acquisition from the imaging control device 4, and the presence level setting unit 133 exists according to the imaging conditions.
  • the difference from the third embodiment is that the degrees ⁇ 0 to ⁇ 4 are set.
  • the presence degree setting unit 133 directly sets the presence degree of the radiation region A1 to be low. Specifically, the presence degree ⁇ 1 set without depending on the shooting condition is multiplied by a constant ⁇ smaller than 1, thereby setting the presence degree to be smaller.
  • the mAs value is equal to or less than the predetermined threshold Th5
  • noise becomes conspicuous in the radiation image P0. Therefore, the degree of presence of the high noise region A3 is set low.
  • the degree of presence may be set according to the SID that is the distance between the radiation tube 11 and the imaging surface of the radiation detector 2.
  • the presence of the high noise region A3 is set low when the SID is equal to or greater than the predetermined threshold Th5.
  • the presence degree may be set according to the imaging region of the subject S. Specifically, when the imaging region is a hand, the amount of radiation decreases, so the presence level of the high noise region A3 is set low.
  • FIG. 19 is a flowchart showing processing performed in the fourth embodiment. It is assumed that shooting of the subject S has been completed.
  • the image acquisition unit 131 acquires the radiation image P0 from the radiation detector 2 (step ST31), and the imaging condition acquisition unit 137 acquires the imaging condition (step ST32).
  • the region setting unit 132 sets a small region A10 for detecting a periodic pattern in the radiation image P0. (Step ST33).
  • the presence degree setting unit 133 sets the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 4 for the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, the high noise region A3, and the other region A4 (step ST34). .
  • the frequency analysis unit 134 performs frequency analysis for each of the small regions A10 (step ST35), and weights the averaged frequency spectrum calculated for each of the small regions A10 according to the abundances ⁇ 0 to ⁇ 4.
  • the frequency component of the periodic pattern resulting from the grid for the radiation image P0 is detected (step ST36).
  • the filtering process part 135 produces the filter which removes the frequency component of the periodic pattern resulting from a grid (step ST37), performs a filtering process with respect to the radiographic image P0 by the produced filter, and processed radiographic image P4 Is acquired (step ST38), and the process ends.
  • the presence level is set according to the imaging conditions, the presence level can be appropriately set according to the situation in which the radiographic image is acquired. Therefore, the frequency component of the periodic pattern can be detected with higher accuracy.
  • the analysis region is set by excluding the direct radiation region, the high absorber region, and the high noise region.
  • the direct radiation region, the high absorber region, and the high noise are set. It is not necessary to exclude all of the areas, and the analysis area may be set by excluding at least one area. In particular, the analysis region may be set by excluding only the high noise region.
  • the frequency analysis is performed using the small region included in the analysis region P2 in the analysis region P2 among the 3 ⁇ 9 small regions. You may perform a frequency analysis using the small area
  • the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3 are detected and the degree of presence is set. It is not necessary to detect all of the region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3, and at least one may be detected to set the presence level. In particular, the presence degree may be set by excluding only the high noise region A3.
  • the abundances ⁇ 0 to ⁇ 3 are determined in advance, but in the irradiation field region A20, the direct radiation region A1, the high absorber region A2, and the high noise region A3.
  • the certainty of certain may be set as the presence degrees ⁇ 0 to ⁇ 3.
  • the ratio of the areas of the irradiation field area A20, the direct radiation area A1, the high absorber area A2, and the high noise area A3 to the area of the small area A10 may be set as the abundances ⁇ 0 to ⁇ 3.
  • a signal value between 5% and 1% from the lowest density is assigned to a high absorber likeness of 0% to 100%, and the high absorber of the pixel value of each pixel included in the small region A10 is assigned.
  • An average value of the likelihood may be calculated, and this average value may be used as the presence degree ⁇ 2.
  • a pixel having an index value representing noise of a threshold Th6 is defined as 0% noise
  • a pixel having a threshold Th7 larger than the threshold Th6 is defined as noise 100%.
  • An average value of index values representing noise may be calculated for each pixel included in the region A10, and this average value may be used as the presence degree ⁇ 3.
  • the noise likelihood may be calculated by linear interpolation.
  • the radiation image of the subject S is acquired using the radiation detector 2, but a part of the radiation energy is accumulated by irradiation with radiation, and then visible light is emitted.
  • Radiation images are acquired by using a stimulable phosphor sheet that uses stimulable phosphors that emit stimulated emission light according to the stored radiation energy by irradiation of excitation light such as laser light. May be.
  • a stimulable phosphor sheet is used, radiation image information is temporarily accumulated and recorded by irradiating the stimulable phosphor sheet with radiation that has passed through the subject.
  • a radiographic image is acquired by generating exhausted light and photoelectrically converting the stimulated light.

Abstract

【課題】照射野領域内にさらに周期的パターンが検出しにくい領域が含まれる場合に、周期的パターンを精度よく検出できるようにする。 【解決手段】画像取得部（３１）が放射線検出器（２）から放射線画像（Ｐ０）を取得し、照射野領域検出部（３２）が、放射線画像（Ｐ０）から照射野領域（Ｐ１）を検出する。解析領域設定部（３３）が、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域を周期的パターンが存在する可能性が低い領域として検出し、照射野領域（Ｐ１）からこれらの領域を除外することにより、解析領域（Ｐ２）を設定する。周波数解析部（３４）が、解析領域（Ｐ２）のみに対して周波数解析を行い、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を検出する。フィルタリング処理部（３５）が、放射線画像（Ｐ０）からグリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を除去する。

Description

周期的パターン検出装置および方法
本発明は、画像に含まれる周期的パターンを抑制するに際し、この周期的パターンの周波数成分を検出する周期的パターン検出装置および方法に関するものである。
従来、医療分野等において、被写体を透過した放射線の照射により被写体に関する放射線画像を記録する放射線検出器が各種提案、実用化されている。このような放射線検出器としては、例えば、放射線の照射により電荷を発生するアモルファスセレンを利用した放射線検出器がある。この放射線検出器を用いた撮影装置においては、放射線を照射する放射線源と放射線検出器との間に、放射線を透過しない鉛等と透過しやすいアルミニウムや木材等とが所定のピッチで交互に配置された散乱線除去グリッド（以下単にグリッドと称する）が設けられており、このグリッドにより放射線の散乱成分が除去されるようになっている。
しかしながら、グリッドを用いて被写体の放射線画像を撮影すると、取得される放射線画像内にグリッドに起因する周期縞およびモアレ等の周期的パターンの周波数成分がノイズとして発生してしまう。このため、放射線画像に含まれる周期的パターンを検出し、周期的パターンの周波数成分を抑制する処理を放射線画像に対して行うことにより、周期的パターンによる画質の劣化を防止するための様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、放射線画像に複数の線状の領域を設定し、この線状の領域の画像信号に対してフーリエ変換等の周波数解析を行うことにより周波数スペクトルを求め、この周波数スペクトルにおいてレスポンスがピークを有する周波数を、周期的パターンの周波数成分として検出する手法が提案されている。
また、特許文献１に記載された手法においては、このように周期的パターンの周波数成分を検出する際に、放射線画像上に複数の小領域を設定し、各小領域において周波数スペクトルを算出し、すべての小領域についての周波数スペクトルの平均値を算出するようにしている。このように周波数スペクトルの平均値を算出することにより、ノイズに影響されることなく、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出することができる。
ところで、グリッドの密度が比較的高い場合、周期的パターンの振幅が弱くなる。また、周期的パターンの周波数成分が低周波に折り返すほど、その周波数成分が被写体の周波数成分に埋もれやすくなる。このような場合、周期的パターンの周波数成分の周波数スペクトルにおけるレスポンスが小さくなるため、周期的パターンの周波数成分が検出しにくくなる。
一方、撮影時には、被写体の不要な部分に放射線が照射されることを防止するために、照射野絞りを用いる場合がある。照射野絞りを用いて被写体を撮影した場合、放射線画像における照射野外の領域には放射線が照射されていないことから、周期的パターンは含まれない。また、生殖器等の人体の不要な部分への放射線の曝射を防止するために、放射線を吸収する鉛等のプロテクタを使用して撮影を行った場合、放射線画像におけるプロテクタの領域（以下、高吸収体領域とする）は低濃度となるため、周期的パターンはほとんど目立たないものとなる。
このため、放射線画像における照射野領域内に対応する部分のみから、周期的パターンを検出する手法（特許文献２）、放射線画像におけるプロテクタが存在する部分の画像信号値を０として、周期的パターンを除去する手法（特許文献３）が提案されてる。また、放射線画像における直接放射線が照射された領域を除いて、ノイズを除去する手法が提案されている（特許文献４）。
特開２００３－２３３８１８号公報 特開２００２－３２５７６５号公報 特開２００３－０３７７７７号公報 特開２０１０－００９３４８号公報
しかしながら、特許文献２～４に記載された手法においては、それぞれ照射野外領域、高吸収体領域および直接放射線領域を除外して周期的パターンの検出および除去を行っているのみであり、照射野領域内にさらに周期的パターンが検出しにくい領域が含まれる場合には対応できない。
また、グリッドの密度が比較的高い場合、周期的パターンの振幅が弱くなる。また、周期的パターンの周波数成分が低周波に折り返すほど、その周波数成分が被写体の周波数成分に埋もれやすくなる。このような場合、周期的パターンの周波数成分の周波数スペクトルにおけるレスポンスが小さくなるため、周期的パターンの周波数成分が検出しにくくなる。
一方、撮影時には、被写体の不要な部分に放射線が照射されることを防止するために、照射野絞りを用いる場合がある。照射野絞りを用いて被写体を撮影した場合、放射線画像における照射野外の領域には放射線が照射されていないことから、周期的パターンは含まれない。また、生殖器等の人体の不要な部分への放射線の曝射を防止するために、放射線を吸収する鉛等のプロテクタを使用して撮影を行った場合、放射線画像におけるプロテクタの領域（以下、高吸収体領域とする）は低濃度となるため、周期的パターンはほとんど目立たないものとなる。このように、周期的パターンが目立たない領域においては、周波数スペクトルを算出しても、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出できない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、照射野領域内にさらに周期的パターンが検出しにくい領域が含まれる場合に、周期的パターンを精度よく検出できるようにすることを目的とする。
また本発明は、放射線画像に周期的パターンが目立たない領域が含まれていても、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出することを他の目的とする。
本発明による第１の周期的パターン検出装置は、照射野絞りおよび放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像から、照射野絞りに対応する照射野領域を検出する照射野領域検出手段と、
　　　照射野領域におけるグリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い領域を除外して、周波数解析を行うための解析領域を設定する解析領域設定手段と、
　　　解析領域に対して周波数解析を行うことにより、周期的パターンの周波数成分を検出する周波数解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
ここで、放射線画像は、被写体に放射線を照射することにより検出されたものであればなんでもよく、例えばマンモグラフィ装置により取得された放射線画像や胸部撮影により取得された放射線画像であってもよいし、医用画像に限らず非破壊検査に用いられる放射線画像であってもよい。
また、放射線画像の取得は、放射線検出器を用いることにより行ってもよく、放射線の照射により放射線エネルギーの一部を蓄積し、その後、可視光やレーザ光等の励起光の照射により、蓄積された放射線エネルギーに応じた輝尽発光光を発光する蓄積性蛍光体を利用した蓄積性蛍光体シートを用いることにより行ってもよい。蓄積性蛍光体シートを用いる場合、被写体を透過した放射線を蓄積性蛍光体シートに照射することにより、放射線画像情報を一旦蓄積記録し、この蓄積性蛍光体シートに励起光を照射して輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換することにより放射線画像が取得される。
また、グリッドは放射線の散乱成分を除去するものであればそのパターンを問わず、例えば放射線検出器の主方向または副方向に沿って設けられた複数のプレートからなるものであってもよいし、放射線検出器の主方向および副方向に対し傾けて設けられた複数のプレートからなるものであってもよい。
周期的パターンとは、放射線画像に含まれる周期的なパターンを持ったノイズを意味する。例えば、グリッドを利用して被写体を撮影することにより取得した放射線画像に含まれる周期縞やモアレ等を意味する。
なお、本発明による第１の周期的パターン検出装置においては、周期的パターンが存在する可能性が低い領域を、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域の少なくとも１つとしてもよい。
直接放射線領域とは、被写体に照射された放射線が、被写体を透過することなく放射線検出器等に直接到達することにより得られる、放射線画像において高濃度となる領域のことをいう。
高吸収体領域とは、例えば生殖器等の被写体の不要な部分への放射線の照射を防止するために使用するプロテクタを使用して撮影を行った場合に放射線画像に含まれる低濃度となる領域のことをいう。
ここで、低線量にて撮影を行った場合、比較的濃度が低い領域においては、放射線の量子ノイズが目立ってしまう。高ノイズ領域とはこのような放射線の量子ノイズが目立つ領域のことをいう。
また、本発明による第１の周期的パターン検出装置においては、解析領域設定手段を、放射線画像を取得する際の撮影条件に応じて、解析領域を設定する手段としてもよい。
撮影条件とは、放射線を出射する放射線源に対する管電圧、ｍＡｓ値（すなわち電流×照射時間）、ＳＩＤ（放射線源と放射線の検出面との距離）、および撮影部位の情報等、被写体に照射される放射線量を推定可能な情報を用いることができる。
また、本発明による第１の周期的パターン検出装置においては、周期的パターンが存在する可能性が低い領域を、高ノイズ領域としてもよい。
また、本発明による第１の周期的パターン検出装置においては、放射線画像から、周期的パターンの周波数成分を除去して処理済放射線画像を取得する処理手段をさらに備えるものとしてもよい。
本発明による第１の周期的パターン検出方法は、照射野絞りおよび放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像から、照射野絞りに対応する照射野領域を検出し、
　　　照射野領域における前記グリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い領域を除外して、周波数解析を行うための解析領域を設定し、
　　　解析領域に対して周波数解析を行うことにより、周期的パターンの周波数成分を検出することを特徴とするものである。
本発明による第２の周期的パターン検出装置は、放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像の全体に亘って複数の小領域を設定する領域設定手段と、
　　　複数の小領域のそれぞれに対して、グリッドに起因する周期的パターンの存在度合を設定する存在度合設定手段と、
　　　複数の小領域のそれぞれに対して周波数解析を行うことにより、複数の小領域のそれぞれについての複数の周波数スペクトルを算出し、存在度合に応じて複数の周波数スペクトルを重みづけ平均して、周期的パターンの周波数成分を検出する周波数解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
なお、本発明による第２の周期的パターン検出装置においては、存在度合設定手段を、小領域が、放射線画像における照射野外領域、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域の少なくとも１つに属する場合、照射野外領域、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域以外の領域に属する小領域よりも、存在度合を小さく設定する手段としてもよい。
照射野外領域とは、照射野絞りを用いて被写体を撮影した場合に、放射線検出器または蓄積性蛍光体シート（以下放射線検出器等とする）に放射線が照射されなかったたことにより得られる、放射線画像における被写体の画像情報を含まない領域のことをいう。
なお、「属する」とは、小領域の全部が照射野外領域、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域の少なくとも１つに含まれる場合のみならず、小領域の一部がこれらの領域の少なくとも１つに含まれる場合も含む。
また、本発明による第２の周期的パターン検出装置においては、存在度合設定手段を、小領域が、放射線画像における高ノイズ領域に属する場合、高ノイズ領域以外の領域に属する小領域よりも、存在度合を小さく設定する手段としてもよい。
また、本発明による第２の周期的パターン検出装置においては、存在度合設定手段を、放射線画像を取得する際の撮影条件に応じて、存在度合を設定する手段としてもよい。
また、本発明による第２の周期的パターン検出装置においては、放射線画像から、周期的パターンの周波数成分を除去して処理済放射線画像を取得する処理手段をさらに備えるものとしてもよい。
本発明による第２の周期的パターン検出方法は、放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像の全体に亘って複数の小領域を設定し、
　　　複数の小領域のそれぞれに対して、グリッドに起因する周期的パターンの存在度合を設定し、
　　　複数の小領域のそれぞれに対して周波数解析を行うことにより、複数の小領域のそれぞれについての複数の周波数スペクトルを算出し、
　　　存在度合に応じて複数の周波数スペクトルを重みづけ平均して、周期的パターンの周波数成分を検出することを特徴とするものである。
本発明による第１の周期的パターン検出装置および方法によれば、照射野領域におけるグリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い領域を除外して、周波数解析を行うための解析領域が設定され、解析領域に対して周波数解析を行うことにより、周期的パターンの周波数成分が検出される。このため、周期的パターンの振幅が弱く、周波数解析により得られる周波数スペクトルにおいて、周期的パターンの周波数成分のレスポンスが小さくなる部分が照射野領域に含まれていても、その部分は周波数解析に使用されることがなくなる。したがって、周期的パターンが存在する可能性が低い領域に影響されることなく、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出することができる。
また、撮影条件に応じて解析領域を設定することにより、放射線画像が取得された状況に応じて適切に解析領域を設定することができる。したがって、周期的パターンの周波数成分をより精度よく検出することができる。
本発明による第２の周期的パターン検出装置および方法によれば、放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像の全体に亘って複数の小領域が設定され、複数の小領域のそれぞれに対して、グリッドに起因する周期的パターンの存在度合が設定され、複数の小領域のそれぞれに対して周波数解析が行われて、複数の小領域のそれぞれについての複数の周波数スペクトルが算出される。そして、存在度合に応じて複数の周波数スペクトルが重みづけ平均されて、周期的パターンの周波数成分が検出される。このため、周期的パターンの振幅が弱く、周波数解析により得られる周波数スペクトルにおいて、周期的パターンの周波数成分のレスポンスが小さくなる部分が放射線画像に含まれていても、その部分は周波数成分を検出する際の重みが小さくされることとなる。したがって、周期的パターンが存在する可能性が低い領域に影響されることなく、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出することができる。
また、撮影条件に応じて存在度合を設定することにより、放射線画像が取得された状況に応じて適切に存在度合を設定することができる。したがって、周期的パターンの周波数成分をより精度よく検出することができる。
本発明の第１の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムの構成を示す概略ブロック図 画像処理装置の構成を示す概略ブロック図 放射線画像の例を示す図 照射野領域の例を示す図 照射野領域の信号値のヒストグラムを示す図 周波数解析のための小領域を示す図 周波数スペクトルの例を示す図 周波数解析に使用する小領域を示す図 周期的パターンの周波数成分を示す図 処理済放射線画像の周波数スペクトルを示す図 第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムにおける画像処理装置の構成を示す概略ブロック図 第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムにおける画像処理装置の構成を示す概略ブロック図 第３の実施形態における放射線画像の例を示す図 小領域が属する領域に応じた存在度合を説明するための図 第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート 本発明の第４の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムにおける画像処理装置の構成を示す概略ブロック図 第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、この放射線画像診断システムは、放射線発生装置１、放射線検出器２、画像処理装置３、撮影制御装置４およびグリッド５から構成されており、放射線発生装置１と放射線検出器２とは、被写体Ｓを挟んで対向するように配置されている。また、撮影制御装置４は、放射線発生装置１、放射線検出器２および画像処理装置３の各々と接続され、放射線検出器２は画像処理装置３とも接続されている。なお、本実施形態においては、被写体Ｓは不要な部分への放射線の曝射を防ぐための、鉛等から構成されたプロテクタを装着しているものとする。
放射線発生装置１は、放射線を曝射する放射線管１１と、放射線管１１に管電圧を印加する高電圧発生器１２と、放射線管１１から発せられる放射線の照射範囲を制限するための照射野絞り１３とを備え、撮影制御装置４からの制御により、被写体Ｓに対して照射野を絞って放射線を曝射することができるものとなっている。ここで、放射線管１１から発せられた放射線は、照射野絞り１３によりその照射範囲が絞られて被写体Ｓに照射されることとなる。なお、管電圧や、管電流および曝射時間等の撮影条件の設定やそれに基づく動作の制御は撮影制御装置４により行われる。
放射線検出器２は、被写体Ｓを透過した放射線からなる放射線画像情報を静電潜像として蓄積し、蓄積した静電潜像を読み取ることにより放射線の透過率分布を放射線画像として検出するものである。なお、放射線検出器２は放射線を検出して画像情報として出力するものであればその構成を問わず、例えばＴＦＴ方式の固体検出器であってもよいし光読出方式の固体検出器であってもよい。
さらに、この放射線画像診断システムは、被写体Ｓと放射線検出器２との間にグリッド５を着脱可能に構成されており、グリッドありでの撮影、グリッドなしでの撮影の両方が可能となっている。また、グリッドありでの撮影の場合、様々な種類（グリッド比、グリッドパターン等）のグリッドが使用可能となっている。グリッド５は放射線を吸収する鉛と、放射線を透過するアルミニウムとが例えば４本／ｍｍ程度のピッチで交互に配置されているものである。また、放射線がアルミニウムを透過して放射線検出器２に入射するように、鉛は位置に応じて多少傾きを変化させて設置されている。
画像処理装置３は、画像等の表示を行う高精細液晶ディスプレイと、ユーザからの入力を受け付けるキーボードやマウス等と、ＣＰＵやメモリ、ハードディスク、通信インターフェース等を備えた本体とを有するコンピュータであり、放射線画像からグリッドに起因する周期的パターンを検出し、さらに周期的パターンを抑制する機能を有している。
図２は画像処理装置３の構成を示す概略ブロック図である。図２に示すように、画像処理装置３は、画像取得部３１、照射野領域検出部３２、解析領域設定部３３、周波数解析部３４およびフィルタリング処理部３５を備える。
画像取得部３１は、放射線検出器２により取得された放射線画像Ｐ０をデジタルデータとして取得するものである。図３は放射線画像の例を示す図である。図３に示すように、放射線画像Ｐ０には、照射野絞り１３による放射線の照射範囲を規定するエッジＥ０により囲まれた領域（すなわち照射野領域）に、被写体Ｓの透過像とともに、放射線が放射線検出器２に直接照射された部分である直接放射線部Ａ１、および不要な部分への放射線の曝射を防ぐためのプロテクタの領域である高吸収体領域Ａ２が含まれる。
照射野領域検出部３２は、放射線画像Ｐ０から照射野絞り１３により放射線が照射された照射野領域を検出する。照射野領域の検出には、例えば特開昭６３－２４４０２９号公報に記載された手法を用いることができる。特開昭６３－２４４０２９号公報に記載された手法は、照射野のエッジ部分と考えられるエッジ候補点を求め、エッジ候補点の座標を（ｘ０，ｙ０）としたとき、（ｘ０，ｙ０）を定数としてρ＝ｘ０・ｃｏｓθ＋ｙ０・ｓｉｎθで表される曲線を各エッジ候補点について求め、これらの曲線同士の交点（ρ０，θ０）から直交座標系においてρ０＝ｘ・ｃｏｓθ０＋ｙ・ｓｉｎθ０で規定される直線を求め、これらの直線で囲まれる領域を放射線が照射された照射野領域Ｐ１として検出する手法である。なお、照射野領域の検出の手法はこれに限定されるものではなく、任意の手法を用いることができる。これにより、図４に示すように、照射野のエッジＥ０により囲まれる領域が照射野領域Ｐ１として検出される。なお、本実施形態においては、照射野は矩形としているが、円形、多角形等、任意の形状とすることが可能である。
解析領域設定部３３は、放射線画像Ｐ０における照射野領域Ｐ１に対して、周波数解析部３４が周波数解析を行う領域を設定する。具体的には、照射野領域Ｐ１において、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域を、グリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い、除外領域として検出し、照射野領域Ｐ１から除外領域を除外することにより、解析領域Ｐ２を設定する。以下、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域の検出について説明する。
直接放射線領域Ａ１は、放射線画像Ｐ０において、放射線が被写体Ｓを透過することなく、直接放射線検出器２に照射されていることから、濃度が飽和して黒つぶれした領域となっている。このため、解析領域設定部３３は、まず照射野領域Ｐ１の信号値のヒストグラムを算出する。図５は照射野領域Ｐ１の信号値のヒストグラムを示す図である。なお、図５に示すヒストグラムＨ０において、横軸は信号値、縦軸は頻度を示している。ここで、直接放射線領域Ａ１は、濃度が非常に高い。このため、解析領域設定部３３は、例えば、ヒストグラムの分布において、最高濃度の９５％の濃度をしきい値Ｔｈ１に設定し、信号値がしきい値Ｔｈ１以上となる画素値からなる領域を直接放射線領域Ａ１として検出する。
高吸収体領域Ａ２は、放射線画像Ｐ０において、プロテクタにより放射線が遮断されていることから、非常に濃度が低く、白とびした領域となっている。このため、解析領域設定部３３は、照射野領域Ｐ１の信号値のヒストグラムＨ０の分布において、最低濃度から５％の濃度をしきい値Ｔｈ２に設定し、信号値がしきい値Ｔｈ２以下となる画素値からなる領域を高吸収体領域Ａ２として検出する。
高ノイズ領域は、例えば特開平２００２－１２５１５３号公報に記載されたように、放射線画像Ｐ０を取得した際の放射線量を表す情報に基づいて、ノイズを表す指標値を算出し、指標値がしきい値Ｔｈ３以上となる画素を高ノイズ領域として検出する。本実施形態においては、例えば図４に示す領域Ａ３を高ノイズ領域として検出する。
そして、解析領域設定部３３は、照射野領域Ｐ１から直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３を除外した領域を解析領域Ｐ２に設定する。
周波数解析部３４は、図６に示すように、放射線画像Ｐ０上に３×９の小領域Ａ１０を設定する。ここで、小領域Ａ１０には、図６におけるｘ方向の長さが１０２４画素のライン状の領域が３画素間隔で９つ含まれる。そして、周波数解析部３４は、小領域Ａ１０内の各ライン状領域の画像信号に対してフーリエ変換を施して、周波数スペクトルを算出する。そして、小領域Ａ１０内において算出した９個の周波数スペクトルを平均し、さらに３×９の小領域Ａ１０について算出した、平均した周波数スペクトルをさらに平均して、放射線画像Ｐ０のｘ方向についての周波数スペクトルを算出する。また、ｙ方向についても同様に複数の小領域を設定して、ｙ方向についての周波数スペクトルを算出する。
図７は周波数スペクトルの例を示す図である。図７に示すように求められた周波数スペクトルは低周波数から高周波数となるにつれて徐々に小さくなるとともに、ある周波数成分においてピークを有するものとなっている。このように算出した周波数スペクトルにおけるピークを有する周波数が、グリッドに起因する周期的パターンの周波数となる。なお、撮影時においてグリッド５のピッチがｘ方向である場合、ｘ方向について算出した周波数スペクトルにグリッドに起因する周期的パターンのピーク周波数が現れるが、ｙ方向については現れないこととなる。
ここで、本実施形態においては、周波数解析部３４は、解析領域Ｐ２のみを用いて周波数解析を行う。このため、本実施形態においては、３×９のすべての小領域Ａ１０を使用せず、図８に示すように、２７個の小領域Ａ１０のうち、５０％以上の面積が解析領域Ｐ２に含まれる小領域のみを用いて周波数解析を行う。なお、図８においては周波数解析に使用する小領域を実線で、使用しない小領域を破線で示している。なお、周波数解析に使用する小領域が解析領域Ｐ２に含まれる面積の割合としては、５０％に限定されるものではなく、任意の値に設定可能である。
フィルタリング処理部３５は、周波数解析部３４が検出した周期的パターンの周波数成分のみを抽出するフィルタを作成し、作成したフィルタにより放射線画像Ｐ０に対してフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理された放射線画像Ｐ０は、図９に示すように、周期的パターンの周波数成分のみを有する画像となる。そして、フィルタリング処理部３５は、放射線画像Ｐ０からフィルタリング処理した放射線画像を減算することにより、処理済放射線画像Ｐ３を取得する。処理済放射線画像Ｐ３の周波数スペクトルは、図１０に示すようにグリッドに起因する周期的パターンの周波数成分が除去されたものとなっている。なお、放射線画像Ｐ０に対してのみならず、照射野領域Ｐ１に対してフィルタリング処理を行うようにしてもよい。
次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図１１は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、被写体Ｓの撮影は完了しているものとする。まず、画像取得部３１が放射線検出器２から放射線画像Ｐ０を取得し（ステップＳＴ１）、照射野領域検出部３２が、放射線画像Ｐ０から照射野領域Ｐ１を検出する（ステップＳＴ２）。そして、解析領域設定部３３が、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域を周期的パターンが存在する可能性が低い除外領域として検出し、照射野領域Ｐ１からこの除外領域を除外することにより、解析領域Ｐ２を設定する（ステップＳＴ３）。
そして、周波数解析部３４が、解析領域Ｐ２のみに対してのみ周波数解析を行い（ステップＳＴ４）、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を検出する（ステップＳＴ５）。そして、フィルタリング処理部３５が、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を除去するフィルタを作成し（ステップＳＴ６）、作成したフィルタにより放射線画像Ｐ０に対してフィルタリング処理を施して処理済放射線画像Ｐ３を取得し（ステップＳＴ７）、処理を終了する。
このように、第１の実施形態においては、照射野領域Ｐ１におけるグリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い領域を除外して周波数解析のための解析領域Ｐ２を設定し、解析領域Ｐ２に対して周波数解析を行うことにより、周期的パターンの周波数成分を検出するようにしたものである。このため、周期的パターンの振幅が弱く、周波数解析により得られる周波数スペクトルにおいて、周期的パターンの周波数成分のレスポンスが小さくなってしまう部分が照射野領域Ｐ１に含まれていても、その部分は周波数解析に使用されることがなくなる。したがって、周期的パターンが存在する可能性が低い領域に影響されることなく、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出することができる。
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図１２は本発明の第２の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムにおける画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。第２の実施形態においては、画像処理装置３Ａが、放射線画像取得時の撮影条件を撮影制御装置４から取得する撮影条件取得部３６を備え、解析領域設定部３３が、撮影条件に応じて解析領域Ｐ２を設定するようにした点が第１の実施形態と異なる。
ここで、管電流×曝射時間の値（すなわちｍＡｓ値）が高い場合、放射線画像における直接放射線領域の濃度が飽和する可能性が高い。また、放射線の線量が大きいことから、ノイズが少ない。したがって、解析領域設定部３３は、ｍＡｓ値が所定のしきい値Ｔｈ３以上の場合には、直接放射線領域Ａ１の検出を行い、高ノイズ領域の検出を行わないようにして、解析領域Ｐ２を設定する。逆に、ｍＡｓ値が所定のしきい値Ｔｈ４以下の場合には、直接放射線領域Ａ１の検出を行わず、高ノイズ領域の検出を行うようにして、解析領域Ｐ２を設定する。
一方、管電圧が低い場合には、取得される放射線画像Ｐ０のコントラストが高くなるため、グリッドに起因する周期的パターンのコントラストも十分なものとなる。したがって、解析領域設定部３３は、管電圧が所定のしきい値Ｔｈ５以下の場合には、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３の検出を行わず、照射野領域Ｐ１の全体を解析領域Ｐ２に設定する。
また、放射線管１１と放射線検出器２の撮像面までの距離であるＳＩＤに応じて、解析領域Ｐ２を設定するようにしてもよい。ここで、ＳＩＤが大きいほど放射線検出器２に到達する線量が小さくなるため、ＳＩＤが所定のしきい値Ｔｈ６以上の場合には、高ノイズ領域の検出を行うようにして解析領域Ｐ２を設定すればよい。
なお、胸部を撮影する場合と手を撮影する場合とでは、後者の方が放射線量は少なくなる。したがって、被写体Ｓの撮影部位に応じて解析領域Ｐ２を設定するようにしてもよい。具体的には、撮影部位が手の場合には放射線量が少なくなるため、高ノイズ領域の検出を行うようにして解析領域Ｐ２を設定するようにすればよい。
次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図１３は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、被写体Ｓの撮影は終了しているものとする。まず、画像取得部３１が放射線検出器２から放射線画像Ｐ０を取得し（ステップＳＴ１１）、さらに撮影条件取得部３６が撮影条件を取得する（ステップＳＴ１２）。次いで、照射野領域検出部３２が、放射線画像Ｐ０から照射野領域Ｐ１を検出する（ステップＳＴ１３）。そして、解析領域設定部３３が、撮影条件に応じて解析領域Ｐ２を設定する（ステップＳＴ１４）。
そして、周波数解析部３４が、解析領域Ｐ２に対してのみ周波数解析を行い（ステップＳＴ１５）、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を検出する（ステップＳＴ１６）。そして、フィルタリング処理部３５が、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を除去するフィルタを作成し（ステップＳＴ１７）、作成したフィルタにより放射線画像Ｐ０に対してフィルタリング処理を施して処理済放射線画像Ｐ３を取得し（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。
このように、第２の実施形態においては、撮影条件に応じて解析領域Ｐ２を設定するようにしたため、放射線画像が取得された状況に応じて適切に解析領域Ｐ２を設定することができる。したがって、周期的パターンの周波数成分をより精度よく検出することができる。
次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。図１４は本発明の第３の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムにおける画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、第３の実施形態において第１の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。
図１４に示すように、画像処理装置３Ｂは、画像取得部１３１、領域設定部１３２、存在度合設定部１３３、周波数解析部１３４、フィルタリング処理部１３５、および記憶部１３６を備える。なお、領域設定部１３２、存在度合設定部１３３、周波数解析部１３４およびフィルタリング処理部１３５が、本発明による第２の周期的パターン検出装置を構成する。
画像取得部１３１は、放射線検出器２により取得された放射線画像Ｐ０をデジタルデータとして取得するものである。図１５は第３の実施形態において取得される放射線画像の例を示す図である。図１５に示すように、放射線画像Ｐ０には、照射野絞り１３による放射線の照射範囲を規定するエッジＥ０により囲まれた領域（すなわち照射野領域Ｐ１）に、被写体Ｓの透過像とともに、放射線が放射線検出器２に直接照射された部分である直接放射線部Ａ１、不要な部分への放射線の曝射を防ぐためのプロテクタの領域である高吸収体領域Ａ２、高ノイズ領域Ａ３、照射野外領域Ａ２０およびこれら以外の領域Ａ４が含まれる。
領域設定部１３２は、上記第１の実施形態と同様に、図６に示すように、放射線画像Ｐ０上に３×９の小領域Ａ１０を設定する。ここで、小領域Ａ１０には、図６におけるｘ方向の長さが１０２４画素のライン状の領域が３画素間隔で９つ含まれており、ｘ方向に長辺を有する矩形の領域となっている。また、第３の実施形態においては、領域設定部１３２は、ｙ方向に長辺を有する小領域も設定する。
存在度合設定部１３３は、複数の小領域Ａ１０（ｙ方向も含む、以下同様）のそれぞれに対して、グリッド５に起因する周期的パターンの存在度合を設定する。以下、存在度合の設定について説明する。まず、存在度合設定部１３３は、放射線画像Ｐ０から、照射野領域Ｐ１、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３を検出する。照射野領域Ｐ１、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３の検出は、上記第１の実施形態と同様に行う。なお、照射野外領域Ａ２０は、放射線画像Ｐ０における照射野領域Ｐ１以外の領域である。
そして、存在度合設定部１３３は、放射線画像Ｐ０における照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３、並びにこれらの領域以外の領域（以下、領域Ａ４とする）に、周期的パターンの存在度合を設定する。具体的には、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２、高ノイズ領域Ａ３および領域Ａ４のそれぞれに対して、あらかじめ定められた定数α０，α１，α２，α３，α４を存在度合として設定する。ここで、α４の値としては１を、α０～α３には、それぞれ０以上１未満の定数を設定する。例えば、α０＝０、α１＝０．５、α２＝０．５、α３＝０．５を存在度合として設定する。なお、領域に応じた存在度合は、あらかじめ決定されて記憶部１３６に記憶されているものとする。
周波数解析部１３４は、領域設定部１３２が設定した小領域Ａ１０内の各ライン状領域の画像信号に対してフーリエ変換を施して、周波数スペクトルを算出する。そして、小領域Ａ１０内において算出した９個の周波数スペクトルを平均し、さらに３×９の小領域Ａ１０について算出した、２７個の平均した周波数スペクトルを、存在度合α０～α４に応じて重みづけ平均することにより、放射線画像Ｐ０のｘ方向についての周波数スペクトルを算出する。また、ｙ方向についても同様に、複数の小領域についての周波数スペクトルを算出し、複数の周波数スペクトルを存在度合α０～α４に応じて重みづけ平均することにより、放射線画像Ｐ０のｙ方向についての周波数スペクトルを算出する。周波数スペクトルは上記図７に示すものと同様である。
なお、小領域Ａ１０が、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３のうちの複数の領域に跨る場合がある。この場合、小領域Ａ１０に対する重みづけは、その小領域Ａ１０が属する領域についての存在度合を乗算したものとする。例えば、ある小領域Ａ１０が高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３の双方に属する場合、その小領域Ａ１０の重みは、高吸収体領域Ａ２の存在度合α２と、高ノイズ領域Ａ３の存在度合α３とを乗算した値（すなわちα２×α３）とする。
ここで、第３の実施形態においては、２７個の小領域Ａ１０において算出した、平均した周波数スペクトルのそれぞれに対して存在度合α０～α４に応じた重みづけがなされて放射線画像Ｐ０についての周波数スペクトルが算出される。このため、図１６に示すように、２７個の小領域Ａ１０のうち、実線で示すように領域Ａ４に属する小領域Ａ１０についてはα４（例えば１）の重みづけがなされ、破線で示すように照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３に５０％以上の面積が属する小領域Ａ１０については、属する領域に応じた１未満の存在度合α０～α３の重みづけがそれぞれなされて、平均周波数スペクトルが算出される。なお、小領域が照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２、および高ノイズ領域Ａ３に含まれる面積の割合としては、５０％に限定されるものではなく、任意の値に設定可能である。
フィルタリング処理部１３５は、周波数解析部１３４が検出した周期的パターンの周波数成分のみを抽出するフィルタを作成し、作成したフィルタにより放射線画像Ｐ０に対してフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理された放射線画像Ｐ０は、上記図９に示すように、周期的パターンの周波数成分のみを有する画像となる。そして、フィルタリング処理部１３５は、放射線画像Ｐ０からフィルタリング処理した放射線画像を減算することにより、処理済放射線画像Ｐ４を取得する。処理済放射線画像Ｐ４の周波数スペクトルは、上記図１０に示すようにグリッドに起因する周期的パターンの周波数成分が除去されたものとなっている。
次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図１７は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、被写体Ｓの撮影は完了しているものとする。まず、画像取得部１３１が放射線検出器２から放射線画像Ｐ０を取得し（ステップＳＴ２１）、領域設定部１３２が、放射線画像Ｐ０に周期的パターンを検出するための小領域Ａ１０を設定する。（ステップＳＴ２２）。そして、存在度合設定部１３３が、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２、高ノイズ領域Ａ３およびこれら以外の領域Ａ４に対して存在度合α０～α４を設定する（ステップＳＴ２３）。
そして、周波数解析部１３４が、小領域Ａ１０のそれぞれに対して周波数解析を行い（ステップＳＴ２４）、小領域Ａ１０のそれぞれについて算出した、平均した周波数スペクトルを、存在度合α０～α４に応じて重みづけ平均して、放射線画像Ｐ０についてのグリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を検出する（ステップＳＴ２５）。そして、フィルタリング処理部１３５が、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を除去するフィルタを作成し（ステップＳＴ２６）、作成したフィルタによる放射線画像Ｐ０に対してフィルタリング処理を施して処理済放射線画像Ｐ４を取得し（ステップＳＴ２７）、処理を終了する。
このように、第３の本実施形態においては、放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像の全体に亘って複数の小領域Ａ１０を設定し、複数の小領域Ａ１０のそれぞれに対して、グリッドに起因する周期的パターンの存在度合α０～α４を設定し、存在度合α０～α４に応じて複数の小領域Ａ１０についての周波数スペクトルを重みづけ平均して、放射線画像Ｐ０についての周期的パターンの周波数成分を検出するようにしたものである。このため、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３のように、周期的パターンの振幅が弱く、周波数解析により得られる周波数スペクトルにおいて、周期的パターンの周波数成分のレスポンスが小さくなる部分が放射線画像に含まれていても、その部分は周波数成分を検出する際の重みが小さくされることとなる。したがって、周期的パターンが存在する可能性が低い領域に影響されることなく、周期的パターンの周波数成分を精度よく検出することができる。
次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。図１８は本発明の第４の実施形態による周期的パターン検出装置を適用した放射線画像診断システムにおける画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、第４の実施形態において第３の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。第４の実施形態においては、画像処理装置３Ｃが、放射線画像取得時の撮影条件を撮影制御装置４から取得する撮影条件取得部１３７を備え、存在度合設定部１３３が、撮影条件に応じて存在度合α０～α４を設定するようにした点が第３の実施形態と異なる。
ここで、管電流×曝射時間の値（すなわちｍＡｓ値）が高い場合、放射線画像における直接放射線領域の濃度が飽和する可能性が高い。また、放射線の線量が大きいことから、ノイズが少ない。したがって、存在度合設定部１３３は、ｍＡｓ値が所定のしきい値Ｔｈ４以上の場合には、直接放射線領域Ａ１の存在度合を低く設定する。具体的には、撮影条件に応じることなく設定される存在度合α１に対して、１より小さい定数βを乗算して、存在度合をより小さく設定する。逆にｍＡｓ値が所定のしきい値Ｔｈ５以下の場合には、放射線画像Ｐ０においてノイズが目立つようになるため、高ノイズ領域Ａ３の存在度合を低く設定する。
また、放射線管１１と放射線検出器２の撮像面までの距離であるＳＩＤに応じて、存在度合を設定するようにしてもよい。ここで、ＳＩＤが大きいほど放射線検出器２に到達する線量が小さくなるため、ＳＩＤが所定のしきい値Ｔｈ５以上の場合には、高ノイズ領域Ａ３の存在度合を低く設定する。
なお、胸部を撮影する場合と手を撮影する場合とでは、後者の方が放射線量は少なくなる。したがって、被写体Ｓの撮影部位に応じて存在度合を設定するようにしてもよい。具体的には、撮影部位が手の場合には放射線量が少なくなるため、高ノイズ領域Ａ３の存在度合を低く設定する。
次いで、第４の実施形態において行われる処理について説明する。図１９は第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、被写体Ｓの撮影は終了しているものとする。まず、画像取得部１３１が放射線検出器２から放射線画像Ｐ０を取得し（ステップＳＴ３１）、さらに撮影条件取得部１３７が撮影条件を取得する（ステップＳＴ３２）。次に、領域設定部１３２が、放射線画像Ｐ０に周期的パターンを検出するための小領域Ａ１０を設定する。（ステップＳＴ３３）。そして、存在度合設定部１３３が、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２、高ノイズ領域Ａ３およびこれら以外の領域Ａ４に対して存在度合α０～α４を設定する（ステップＳＴ３４）。
そして、周波数解析部１３４が、小領域Ａ１０のそれぞれに対して周波数解析を行い（ステップＳＴ３５）、小領域Ａ１０のそれぞれについて算出した、平均した周波数スペクトルを、存在度合α０～α４に応じて重みづけ平均して、放射線画像Ｐ０についてのグリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を検出する（ステップＳＴ３６）。そして、フィルタリング処理部１３５が、グリッドに起因する周期的パターンの周波数成分を除去するフィルタを作成し（ステップＳＴ３７）、作成したフィルタによる放射線画像Ｐ０に対してフィルタリング処理を施して処理済放射線画像Ｐ４を取得し（ステップＳＴ３８）、処理を終了する。
このように、第４の実施形態においては、撮影条件に応じて存在度合を設定するようにしたため、放射線画像が取得された状況に応じて適切に存在度合を設定することができる。したがって、周期的パターンの周波数成分をより精度よく検出することができる。
なお、上記第１および第２の実施形態においては、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域を除外して解析領域を設定しているが、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域のすべてを除外する必要はなく、少なくとも１つを除外して解析領域を設定するようにしてもよい。とくに、高ノイズ領域のみを除外して解析領域を設定するようにしてもよい。
また、上記第１および第２の実施形態においては、３×９の小領域のうち、解析領域Ｐ２に所定の割合以上含まれる小領域を用いて周波数解析を行っているが、解析領域Ｐ２に全体が含まれる小領域を用いて周波数解析を行ってもよい。また、解析領域Ｐ２に新たに小領域を設定して周波数解析を行うようにしてもよい。
また、上記第３および第４の実施形態においては、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３を検出して、存在度合を設定しているが、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３のすべてを検出する必要はなく、少なくとも１つを検出して存在度合を設定するようにしてもよい。とくに、高ノイズ領域Ａ３のみを除外して存在度合を設定するようにしてもよい。
また、上記第３および第４の実施形態においては、存在度合α０～α３をあらかじめ決定されたものとしているが、照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３であることの確からしさを存在度合α０～α３として設定してもよい。具体的には、小領域Ａ１０の面積に対する照射野外領域Ａ２０、直接放射線領域Ａ１、高吸収体領域Ａ２および高ノイズ領域Ａ３の面積の割合を存在度合α０～α３として設定してもよい。例えば、ある小領域Ａ１０において、照射野外領域Ａ２０の面積の割合が４０％である場合には、存度合α０＝０．４と設定すればよい。
また、高吸収体領域Ａ２について、最低濃度から５％～１％の間の信号値を高吸収体らしさ０％～１００％に割り付け、小領域Ａ１０に含まれる各画素の画素値の高吸収体らしさの平均値を算出し、この平均値を存在度合α２として用いてもよい。また、高ノイズ領域Ａ３について、ノイズを表す指標値がしきい値Ｔｈ６となる画素をノイズらしさ０％、しきい値Ｔｈ６より大きいしきい値Ｔｈ７となる画素をノイズらしさ１００％と定義し、小領域Ａ１０に含まれる各画素についてノイズを表す指標値の平均値を算出し、この平均値を存在度合α３として用いてもよい。なお、指標値がしきい値Ｔｈ６からＴｈ７の間にある場合、ノイズらしさは線形補間により算出すればよい。
また、上記第１から第４の実施形態においては、放射線検出器２を用いて被写体Ｓの放射線画像を取得しているが、放射線の照射により放射線エネルギーの一部を蓄積し、その後、可視光やレーザ光等の励起光の照射により、蓄積された放射線エネルギーに応じた輝尽発光光を発光する蓄積性蛍光体を利用した蓄積性蛍光体シートを用いることにより、放射線画像を取得するようにしてもよい。蓄積性蛍光体シートを用いる場合、被写体を透過した放射線を蓄積性蛍光体シートに照射することにより、放射線画像情報を一旦蓄積記録し、この蓄積性蛍光体シートに励起光を照射して、輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換することにより放射線画像が取得される。

Claims (12)

  1. 　照射野絞りおよび放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像から、前記照射野絞りに対応する照射野領域を検出する照射野領域検出手段と、
    　前記照射野領域における前記グリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い領域を除外して、周波数解析を行うための解析領域を設定する解析領域設定手段と、
    　前記解析領域に対して周波数解析を行うことにより、前記周期的パターンの周波数成分を検出する周波数解析手段とを備えたことを特徴とする周期的パターン検出装置。
  2. 　前記周期的パターンが存在する可能性が低い領域は、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の周期的パターン検出装置。
  3. 　前記解析領域設定手段は、前記放射線画像を取得する際の撮影条件に応じて、前記解析領域を設定する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の周期的パターン検出装置。
  4. 　前記周期的パターンが存在する可能性が低い領域は、高ノイズ領域であることを特徴とする請求項１記載の周期的パターン検出装置。
  5. 　前記放射線画像から、前記周期的パターンの周波数成分を除去して処理済放射線画像を取得する処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の周期的パターン検出装置。
  6. 　照射野絞りおよび放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像から、前記照射野絞りに対応する照射野領域を検出し、
    　前記照射野領域における前記グリッドに起因する周期的パターンが存在する可能性が低い領域を除外して、周波数解析を行うための解析領域を設定し、
    　前記解析領域に対して周波数解析を行うことにより、前記周期的パターンの周波数成分を検出することを特徴とする周期的パターン検出方法。
  7. 　放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像の全体に亘って複数の小領域を設定する領域設定手段と、
    　前記複数の小領域のそれぞれに対して、前記グリッドに起因する周期的パターンの存在度合を設定する存在度合設定手段と、
    　前記複数の小領域のそれぞれに対して周波数解析を行うことにより、該複数の小領域のそれぞれについての複数の周波数スペクトルを算出し、前記存在度合に応じて前記複数の周波数スペクトルを重みづけ平均して、前記周期的パターンの周波数成分を検出する周波数解析手段とを備えたことを特徴とする周期的パターン検出装置。
  8. 　前記存在度合設定手段は、前記小領域が、前記放射線画像における照射野外領域、直接放射線領域、高吸収体領域および高ノイズ領域の少なくとも１つに属する場合、該照射野外領域、該直接放射線領域、該高吸収体領域および該高ノイズ領域以外の領域に属する小領域よりも、前記存在度合を小さく設定する手段であることを特徴とする請求項７記載の周期的パターン検出装置。
  9. 　前記存在度合設定手段は、前記小領域が、前記放射線画像における高ノイズ領域に属する場合、該高ノイズ領域以外の領域に属する小領域よりも、前記存在度合を小さく設定する手段であることを特徴とする請求項７記載の周期的パターン検出装置。
  10. 　前記存在度合設定手段は、前記放射線画像を取得する際の撮影条件に応じて、前記存在度合を設定する手段であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載の周期的パターン検出装置。
  11. 　前記放射線画像から、前記周期的パターンの周波数成分を除去して処理済放射線画像を取得する処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項記載の周期的パターン検出装置。
  12. 　放射線の散乱成分を除去するグリッドを用いて撮影を行うことにより取得された放射線画像の全体に亘って複数の小領域を設定し、
    　前記複数の小領域のそれぞれに対して、前記グリッドに起因する周期的パターンの存在度合を設定し、
    　前記複数の小領域のそれぞれに対して周波数解析を行うことにより、該複数の小領域のそれぞれについての複数の周波数スペクトルを算出し、
    　前記存在度合に応じて前記複数の周波数スペクトルを重みづけ平均して、前記周期的パターンの周波数成分を検出することを特徴とする周期的パターン検出方法。
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