(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間または動物である検体の身体を撮影して得られる被検査画像の正中線を決定する正中線決定装置であって、
被検査画像を取得する取得部と、
前記被検査画像と、前記検体の身体モデルを表現した画像パターンとに基づいて、前記被検査画像における正中線を決定する正中線決定部と、
を備え、
前記画像パターンには、正中線に対応する所定の位置が定義されており、
前記正中線決定部が、
前記被検査画像と前記画像パターンとを第１方向に相対的に移動させながら、前記被検査画像と前記画像パターンとの照合を行い、前記被検査画像と前記画像パターンとの類似度が最も高くなるときの前記所定の位置に対応する前記被検査画像上の候補位置を決定する動作を、前記被検査画像と前記画像パターンとを第２方向に相対的に移動させながら繰り返すことで、複数の前記候補位置からなる候補位置の列を求め、当該候補位置の列に基づいて前記被検査画像における前記正中線を決定する正中線決定装置。
【請求項２】
人間または動物である検体の身体を撮影して得られる被検査画像の正中線を決定する正中線決定装置であって、
被検査画像を取得する取得部と、
前記被検査画像と、前記検体の身体モデルを表現した画像パターンとに基づいて、前記被検査画像における正中線を決定する正中線決定部と、
を備え、
前記画像パターンには、正中線モデルパターンが付加されており、
前記正中線決定部が、
前記被検査画像と前記画像パターンとを相対的に移動させながら、前記被検査画像と前記画像パターンとの照合を行い、前記被検査画像と前記画像パターンとの類似度が最も高くなるときの前記正中線モデルパターンに対応する前記被検査画像上の線に基づいて前記正中線を決定する正中線決定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の正中線決定装置であって、
前記所定の位置が、
背骨の中心線を通る点の位置である正中線決定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の正中線決定装置であって、
前記所定の位置が、
腹部の中心線上の点の位置である正中線決定装置。
【請求項５】
請求項１、請求項３および請求項４の何れか１つの請求項に記載の正中線決定装置であって、
前記正中線決定部が、
前記被検査画像と前記画像パターンとを、前記第１方向に相対的に移動させながら、相互に比較することで、前記被検査画像と前記画像パターンとの差分が最小となる相対位置に位置している前記被検査画像において、前記所定の位置に対応する前記候補位置を決定する動作を、前記被検査画像に対して前記画像パターンを前記第２方向に相対的に移動させながら、繰り返すことによって、前記候補位置の列を決定する決定処理を行い、
前記被検査画像と前記画像パターンとの角度を変化させつつ、前記被検査画像と前記画像パターンとの各角度関係について、前記決定処理を行うことで、複数の前記候補位置の列を取得し、
前記複数の候補位置の列から、前記被検査画像と前記画像パターンとの差分が最小となる前記被検査画像と前記画像パターンとの角度関係に対応した最適列を選択して、該最適列の近似直線を、前記正中線として決定する正中線決定装置。
【請求項６】
請求項２に記載の正中線決定装置であって、
前記正中線決定部が、
前記被検査画像と前記画像パターンとの角度を変化させつつ、前記被検査画像と前記画像パターンとの各角度関係について、前記被検査画像と前記画像パターンとを、相対的に移動させながら、相互に比較することで、前記被検査画像と前記画像パターンとの類似度をそれぞれ求め、前記類似度が最も高い前記被検査画像と前記画像パターンとの角度関係に対応した前記正中線モデルパターンに対応する前記被検査画像上の線を、前記正中線として決定する正中線決定装置。
【請求項７】
コンピュータの制御部により実行されることによって、前記コンピュータを、請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の正中線決定装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体などを検体として撮影した画像上において、当該検体の正中線を決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療現場では、Ｘ線等を用いて内蔵や骨格等に含まれる患部を撮影することにより、各種検査や診断が行われている。そして、近年では、デジタル技術の適用により、さまざまな画像処理が臨床で利用されるようになっている。【０００３】
そして、画像診断において、コンピュータによって得られた画像情報の定量化および分析の結果を参考にしながら医師が診断を行う医用画像支援診断（ＣＡＤ:computer aided diagnosis）の研究も活発に行われている。【０００４】
患部の動きを解析する技術としては、時系列的に連続してＸ線を用いて撮影された複数の画像（Ｘ線画像）を利用して、時間的に隣り合うＸ線画像の差分（差分画像）を取得する技術が提案されている。【０００５】
しかし、胸部をとらえたＸ線画像について、過去の撮影画像と現在の撮影画像との経時的な差分（経時差分画像）を求める処理（経時差分処理）を単純に行った場合、いわゆるアーチファクトが現れてしまう可能性がある。このため、経時差分処理においては、いわゆる正中線を基準として複数の画像の位置合わせを行う必要がある。また、心胸郭比を計測する際においても、正中線を用いて位置合わせを行う必要がある。したがって、医用画像診断における多くの場面で正中線を正確に決定することが求められる。【０００６】
このような要求に対して、対象画像と類似候補画像との胸部領域における位置合わせを目的として、正中線を決定する技術が提案されている（例えば、非特許文献１）。この非特許文献の技術では、検出した左右の胸郭辺縁のエッジ間を二等分する中点を上下方向に順次に求め、その中点列を通る近似直線を正中線としている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「胸部単純Ｘ線写真における他人による類似差分画像のための類似画像検索システムの開発」、小田、青木、岡崎、掛田、興椙、矢原、庄野、生体医工学，４４（３），４３５−４４４，２００６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記非特許文献の技術では、被写体の病状、骨格、姿勢等によって、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合、左右の胸郭辺縁のエッジ間を二等分する中点列を通る近似直線が実際の正中線から大きくずれ、複数の画像の正しい位置合わせをすることができない。【０００９】
図１７は、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合に左右の胸郭辺縁のエッジＥＤの間を二等分する中点ＭＰの列を例示する図である。図１７で示されるように、被写体が傾きすぎた画像が入力された場合、左右の胸郭辺縁のエッジ間を二等分する複数の中点ＭＰは、正しい正中線３０上に表れない。すなわち、複数の中点ＭＰを通る近似直線３０Ｅを求めても、正しい正中線３０を得ることができない。したがって、複数の画像を比較する際の基準となる正しい正中線を診断者が画像毎に決定する非常に煩雑な作業が必要となる。【００１０】
また、被検査者の肺野内に異物あるいは病変が存在する場合には、異物あるいは病変が存在する部位の胸郭は不鮮明となる。図５４は、肺野内に異物が存在する画像の例を示す図であり、図８０は、病変が存在する肺野画像の例を示す図である。上記非特許文献１の技術では、図５４および図８０に示すように、被検査者の肺野の状態あるいは病状により肺野の形状が不鮮明な場合、胸郭エッジを用いた正中線計測手法では正しい位置合わせができない。したがって、少なくとも１つの画像を比較する際の基準となる正しい正中線を診断者が画像毎に決定する非常に煩雑な作業が必要となる。【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に正しい正中線を求めることができる技術を提供することを第１の目的とする。また、被検査者または被検査動物の体内の健康状態の影響を受けることが抑制され、例えば、被検査者の肺野内に異物あるいは病状が存在することによって肺野の形状が不鮮明な画像が入力された場合においても、自動的に正しい正中線を求めることができる技術を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る正中線決定装置は、人間または動物である検体の身体を撮影して得られる被検査画像の正中線を決定する正中線決定装置であって、被検査画像を取得する取得部と、前記被検査画像と、前記検体の身体モデルを表現した画像パターンとに基づいて、前記被検査画像における正中線を決定する正中線決定部と、を備え、前記画像パターンには、正中線に対応する所定の位置が定義されており、前記正中線決定部が、前記被検査画像と前記画像パターンとを第１方向に相対的に移動させながら、前記被検査画像と前記画像パターンとの照合を行い、前記被検査画像と前記画像パターンとの類似度が最も高くなるときの前記所定の位置に対応する前記被検査画像上の候補位置を決定する動作を、前記被検査画像と前記画像パターンとを第２方向に相対的に移動させながら繰り返すことで、複数の前記候補位置からなる候補位置の列を求め、当該候補位置の列に基づいて前記被検査画像における前記正中線を決定するようにした。
【００１３】
第２の態様に係る正中線決定装置は、人間または動物である検体の身体を撮影して得られる被検査画像の正中線を決定する正中線決定装置であって、被検査画像を取得する取得部と、前記被検査画像と、前記検体の身体モデルを表現した画像パターンとに基づいて、前記被検査画像における正中線を決定する正中線決定部と、を備え、前記画像パターンには、正中線モデルパターンが付加されており、前記正中線決定部が、前記被検査画像と前記画像パターンとを相対的に移動させながら、前記被検査画像と前記画像パターンとの照合を行い、前記被検査画像と前記画像パターンとの類似度が最も高くなるときの前記正中線モデルパターンに対応する前記被検査画像上の線に基づいて前記正中線を決定するようにした。
【００１４】
第３の態様に係る正中線決定装置は、第１の態様に係る正中線決定装置であって、前記所定の位置が、背骨の中心線を通る点の位置であるようにした。
【００１５】
第４の態様に係る正中線決定装置は、第１の態様に係る正中線決定装置であって、前記所定の位置が、腹部の中心線上の点の位置であるようにした。
【００１６】
第５の態様に係る正中線決定装置は、第１、第３および第４の何れか１つの態様に係る正中線決定装置であって、前記正中線決定部が、前記被検査画像と前記画像パターンとを、前記第１方向に相対的に移動させながら、相互に比較することで、前記被検査画像と前記画像パターンとの差分が最小となる相対位置に位置している前記被検査画像において、前記所定の位置に対応する前記候補位置を決定する動作を、前記被検査画像に対して前記画像パターンを前記第２方向に相対的に移動させながら、繰り返すことによって、前記候補位置の列を決定する決定処理を行い、前記被検査画像と前記画像パターンとの角度を変化させつつ、前記被検査画像と前記画像パターンとの各角度関係について、前記決定処理を行うことで、複数の前記候補位置の列を取得し、前記複数の候補位置の列から、前記被検査画像と前記画像パターンとの差分が最小となる前記被検査画像と前記画像パターンとの角度関係に対応した最適列を選択して、該最適列の近似直線を、前記正中線として決定するようにした。
【００１７】
第６の態様に係る正中線決定装置は、第１、第３および第４の何れか１つの態様に係る正中線決定装置であって、前記正中線決定部が、前記被検査画像と前記画像パターンとの角度を変化させつつ、前記被検査画像と前記画像パターンとの各角度関係について、前記被検査画像と前記画像パターンとを、相対的に移動させながら、相互に比較することで、前記被検査画像と前記画像パターンとの類似度をそれぞれ求め、前記類似度が最も高い前記被検査画像と前記画像パターンとの角度関係に対応した前記正中線モデルパターンに対応する前記被検査画像上の線を、前記正中線として決定するようにした。
【００１８】
第７の態様に係るプログラムは、コンピュータの制御部により実行されることによって、前記コンピュータを、請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の正中線決定装置として機能させるようにした。
【発明の効果】
【００４４】
第１から第６の何れの態様に係る正中線決定装置によっても、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に正しい正中線を求めることができる。【００４６】
第７の態様に係るプログラムによれば、第１から第６の態様に係る正中線決定装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は正中線決定装置に適用した第１〜５実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は背骨テンプレートの構成を例示する図である。
【図３】図３は背骨テンプレートが移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。
【図４】図４は被検査画像を反時計回りにα度回転させることで得られる回転被検査画像を例示する図である。
【図５】図５は第１実施形態に係る正中線決定部が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図６】図６は肺野テンプレートの構成を例示する図である。
【図７】図７は肺野テンプレートが移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。
【図８】図８は腹部テンプレートの構成を例示する図である。
【図９】図９は腹部テンプレート１４が移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。
【図１０】図１０は第３実施形態に係る正中線決定部が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は肺野モデルの構成を例示する図である。
【図１２】図１２は被検査画像と肺野モデルとが類似位置関係にある状態を例示する図である。
【図１３】図１３は第４実施形態に係る正中線決定装置が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は肋骨モデルの構成を例示する図である。
【図１５】図１５は被検査画像と肋骨モデルとが類似位置関係にある状態を例示する図である。
【図１６】図１６は第１実施形態における背骨テンプレートを反時計回りにα度回転させた状態を例示する図である。
【図１７】図１７は被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合における左右の胸郭辺縁のエッジ間の中点列を例示する図である。
【図１８】図１８は正中線決定装置に適用した第６〜１１実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は第６実施形態における決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は第６実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。
【図２１】図２１は被検査画像を反時計回りにθ度回転させることで得られる回転被検査画像を例示する図である。
【図２２】図２２は第６実施形態に係る決定部が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図２３】図２３は第７実施形態における決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は第７実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。
【図２５】図２５は第８実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。
【図２６】図２６は第９実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。
【図２７】図２７は第１０実施形態における決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図２８】図２８は第１１実施形態における決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図２９】図２９は変形例において評価領域を反時計回りにθ度回転させた状態を例示する図である。
【図３０】図３０は正中線決定装置に適用した第１２〜１７実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【図３１】図３１は第１２実施形態に係る決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図３２】図３２は被検査画像の例を示す図である。
【図３３】図３３は２値画像データの例を示す図である。
【図３４】図３４は第１２実施形態に係る評価領域の例を示す図である。
【図３５】図３５は抽出された腹部領域の左右両側の体側のエッジを示す図である。
【図３６】図３６は評価領域における対応線の例を示す図である。
【図３７】図３７は中点群から求められた正中線を示す図である。
【図３８】図３８は正中線が設定された被検査画像を例示する図である。
【図３９】図３９は第１２実施形態に係る決定部が検体の正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図４０】図４０は第１３実施形態に係る決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図４１】図４１はテンプレート画像３０１４の構成を例示する図である。
【図４２】図４２は照合が行われる様子を例示する図である。
【図４３】図４３はテンプレート画像３０１４を反時計回りにα度回転させて照合させる例を示す図である。
【図４４】図４４は拡大したテンプレート画像３０１５を例示する図である。
【図４５】図４５は正中線決定部によって、正中線の位置を決定する処理を説明するための図である。
【図４６】図４６は第１３実施形態に係る決定部が検体の正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図４７】図４７は第１４実施形態に係る決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図４８】図４８は第１４実施形態に係る評価領域の例を示す図である。
【図４９】図４９は積算画素値と評価領域の横方向の座標との関係を示すグラフである。
【図５０】図５０は被検査画像を反時計回りにθ度回転させることで得られる回転被検査画像を例示する図である。
【図５１】図５１は第１４実施形態に係る正中線決定装置が検体の正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図５２】図５２は変形例において、被検査画像２０を反時計回りにα度回転させた状態を例示する図である。
【図５３】図５３は変形例において、評価領域５１を反時計回りにθ度回転させた状態を例示する図である。
【図５４】図５４は肺野内に異物が存在する画像の例を示す図である。
【図５５】図５５は第１５実施形態に係る決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図５６】図５６は被検査画像において各肋骨の下側のエッジのみを抽出した例を示す図である。
【図５７】図５７は各肋骨エッジのラベル付けを概念的に示す図である。
【図５８】図５８は被検査画像の画像座標系上で設定された右肺野基準線を示す図である。
【図５９】図５９は被検査画像の画像座標系上で設定された左肺野基準線を示す図である。
【図６０】図６０は被検査画像の画像座標系上で検出されたＸ，Ｙ座標の最小値および最大値を示す図である。
【図６１】図６１は正中線通過点および正中線の傾きに基づいて、正中線を決定する例を示す図である。
【図６２】図６２は正中線が設定された被検査画像を例示する図である。
【図６３】図６３は第１５実施形態に係る決定部が検体の正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図６４】図６４は第１６実施形態に係る決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図６５】図６５は各肋骨エッジ上における肋骨点を示す図である。
【図６６】図６６は右肺野側肋骨点を示す図である。
【図６７】図６７は肋骨点（１）と対応する左肋骨エッジ上の肋骨点を求める処理を説明するための図である。
【図６８】図６８は肋骨点が左肺野側候補領域上に存在しない例を示す図である。
【図６９】図６９は対応線を示す図である。
【図７０】図７０は対応線を示す図である。
【図７１】図７１は正中線を示す図である。
【図７２】図７２は第１６実施形態に係る決定部が検体の正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図７３】図７３は直交直線の傾き角度を説明するための図である。
【図７４】図７４は第１７実施形態に係る決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図７５】図７５は肋骨モデルの構成の例を示す図である。
【図７６】図７６は肋骨モデルが移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。
【図７７】図７７は回転被検査画像を例示する図である。
【図７８】図７８は第１７実施形態に係る正中線決定装置が検体の正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。
【図７９】図７９は第１７実施形態に係る肋骨モデルを反時計回りに回転させた状態を例示する図である。
【図８０】図８０は病変が存在する肺野画像の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００６０】
＜１．正中線決定装置の全体構成＞
図１は、正中線（midline）決定装置１に適用した各実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【００６１】
図１で示されるように、正中線決定装置１は、制御部２、操作部４、取得部５、記憶部６、および表示部７をバスライン１０に接続した一般的なコンピュータの構成となっている。
【００６２】
制御部２は、例えば、ＣＰＵによって構成され、記憶部６に記憶されるプログラムを実行することによって、正中線決定装置１全体の動作を決定し、正中線決定装置１全体に指令を与え、さらに後述する表示部７に表示の指示を出す。また、制御部２は、後述する正中線決定部３の機能も実現する。
【００６３】
正中線決定部３は、入力された画像データに係る画像において、該画像でとらえられた撮影対象者の正中線の位置を決定する。ここで、正中線とは、身体を前後に貫く水平線の方向を含む垂直面である矢上面のうちの人体を左右に等分割する面である正中面と体表面との交線のことを示している。
【００６４】
操作部４は、キーボード、タッチパネル、またはマウス等を備えて構成され、ユーザの各種操作にしたがって各種指令信号を制御部２に送信する。
【００６５】
取得部５は、検体（検査対象となる人間または動物の身体）から得られた画像データを取得する。本発明においては、検体の肋骨を含む被検査画像（objective image）の画像データを取得する。取得部５は、例えば、医療用画像撮影装置が接続され、画像データをオンラインで受信するように構成されても良く、さらに、ＤＶＤ等の可搬型の記憶媒体からの画像データの読み取りや、スキャナによる被検査画像の読み取りによって画像データを取得するように構成されても良い。
【００６６】
なお、取得部５は、ネットワーク回線によって接続されたファイルサーバ等に撮影の対象である検体を撮影した被検査画像のデータ（画像データ）を記憶しておき、記憶されている少なくとも１つの画像データの中から所望の検体の画像データを検索して取得するように構成されても良い。また、取得部５によって取得された画像データ（以下、適宜「被検査画像」と称する）は、後述する記憶部６に記憶される。このような画像データの記憶は、外部に設けた記憶装置に対してネットワークを介して行ってもよい。
【００６７】
記憶部６は、例えば、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶装置によって構成され、制御部２で実行されるプログラム、該プログラムを実行する際に必要な情報、および取得部５によって取得される被検査画像等の各種情報を記憶する。
【００６８】
表示部７は、例えば、液晶表示ディスプレイ等によって構成され、制御部２で生成される動画像データ等を可視的に出力する。
【００６９】
医療用画像撮影装置は、例えば、Ｘ線撮影装置等によって構成され、検体の内蔵等に含まれる所定部位を撮影する。Ｘ線撮影装置では、Ｘ線発生源から検体にＸ線が曝射されることで撮影が行われる。
【００７０】
具体的には、Ｘ線撮影装置では、検体に対して曝射されたＸ線は、例えば、検体の肋骨を含む胸部を透過し、所定のＸ線画像検出器によって、該Ｘ線の２次元の強度分布が検出される。このとき、Ｘ線画像検出器で得られたＸ線の強度分布は、アナログ電気信号に変換され、更に、所定の回路でアナログ電気信号が、いわゆるＡ／Ｄ変換によってデジタル信号に変換される。このデジタル信号は被写体を透過したＸ線の強度分布に係る画像データとして正中線決定装置の記憶部６に記憶される。
【００７１】
以下に述べる第１〜５実施形態においては、取得部５によって取得される被検査画像が、例えば、縦の一辺が５１２ピクセル、横の一辺が５１２ピクセルの正方形状の胸部を単純にとらえたＸ線画像（胸部単純Ｘ線画像）であるものとして説明する。また、被検査画像の各画素値は、白黒のグレースケールに係る階調値（以下「白黒階調値」と称する）で表される。例えば、被検査画像が１２ビット（すなわち４０９６段階）の白黒階調値で表現される場合には、白黒階調値の最小値が０となり、白黒階調値の最大値が４０９５となる。また、以下では、被検査画像の水平方向のラインを「水平ライン」と称する。
【００７２】
＜１−１．第１実施形態＞
第１実施形態では、被検査画像と背骨の構成に係る画像パターンとの照合を行うことによって、被検査画像における正中線の位置を決定する。まず、正中線決定部３において正中線の位置を決定する方法について説明した後に、その動作フローについて説明する。
【００７３】
＜１−１−１．正中線の位置の決定方法＞
第１実施形態に係る正中線決定部３では、主に、（Ａ）背骨と肺野とからなる構成を模した背骨テンプレートの読み出し、（Ｂ）被検査画像における背骨に沿った点の列（点列）の候補の検出、（Ｃ）正中線の位置の決定、の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について順次に説明する。
【００７４】
＜（Ａ）背骨テンプレートの読み出し＞
正中線決定部３によって、被検査画像において背骨の中心線を通る点の列（以下「背骨点列」と称する）を検出するために、記憶部６に予め準備されて記憶されている背骨テンプレートが読み出される。なお、本実施形態では、背骨テンプレートが、「検体の身体モデルを表現した画像パターン」に相当する。
【００７５】
背骨テンプレートは、肺野および背骨領域に対しＸ線を用いて撮影したときに、Ｘ線の濃度の分布に起因して画像上に表れる典型的な濃度のパターンを模したものである。なお、背骨テンプレートとしては、一つのサイズのものが準備されていても良いし、種々のサイズのものが準備され、オペレータの操作または被写体に応じて１つのサイズの背骨テンプレートが選択されても良い。後述する他の実施形態における画像パターンについても同様である。
【００７６】
図２は、背骨テンプレート１１の構成を例示する図である。背骨テンプレート１１の外縁は、例えば、矩形の形状を有する。具体的には、背骨テンプレート１１は、左右の肺野領域にそれぞれ対応する画像領域１１ａと、左肺野と右肺野との間の領域に対応する画像領域１１ｂとを備えて構成される。つまり、背骨テンプレート１１は、左から、画像領域１１ａ、画像領域１１ｂ、および画像領域１１ａが、この順番で並べられて構成される。また、背骨テンプレート１１における画像領域１１ｂの所定の位置をＰ１と称する。なお、ここで言う「所定の位置Ｐ１」としては、例えば、背骨テンプレート１１の対角線の交点、背骨テンプレート１１の重心点、画像領域１１ｂの対角線の交点、および画像領域１１ｂの重心点などが挙げられる。
【００７７】
また、この背骨テンプレート１１は、例えば、横方向に２４０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。そして、画像領域１１ａ，１１ｂは、それぞれ横方向に８０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。
【００７８】
また、背骨テンプレート１１の各画素値は、被検査画像と同様に、白黒のグレースケールに係る階調値（白黒階調値）で表される。例えば、画像領域１１ａの白黒階調値は、被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最小値である０に設定され、画像領域１１ｂの白黒階調値は、被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最大値である４０９５に設定される。
【００７９】
＜（Ｂ）被検査画像における背骨に沿った点列の候補の検出＞
被検査画像について背骨に沿った点列の候補（背骨点列候補）を検出する動作(背骨点列候補検出動作)は、被検査画像と背骨テンプレート１１との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。したがって、ここでは、まず、被検査画像と背骨テンプレート１１との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合における背骨点列候補検出動作について説明し、その後、各角度関係における背骨点列候補検出動作について説明する。
【００８０】
＜（Ｂ−１）１つの角度関係における背骨点列候補の検出＞
背骨点列候補検出動作では、まず、被検査画像と背骨テンプレート１１との照合が行なわれる。この照合では、一方向（具体的には、被検査画像の各水平ライン）に沿って、被検査画像に対して背骨テンプレート１１が所定画素（例えば一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。
【００８１】
なお、本実施形態では、この各水平ラインが、照合を行う際に被検査画像に対して背骨テンプレート１１を順次に移動させていくときの移動の基準となる画素のライン（以下「移動基準ライン」とも称する）に相当する。具体的には、本実施形態では、被検査画像に対して背骨テンプレート１１が照合される際に、該被検査画像のうち、背骨テンプレート１１の上辺が合わされる水平ラインが、移動基準ラインとされているものとする。
【００８２】
そして、被検査画像上において背骨テンプレート１１が設定される位置ごとに、背骨テンプレート１１と被検査画像とが重なり合う領域全体の差分の値（以下「不一致度」と称する）が求められる。なお、不一致度が最小（例えば、０）となる位置関係に被検査画像と背骨テンプレート１１とが設定されている場合が、被検査画像と背骨テンプレート１１とが最も類似していることになる。
【００８３】
図３は、被検査画像の各水平ラインに沿って、背骨テンプレート１１が移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。図３および図３以降の図には、背骨テンプレート１１などの画像パターンを移動させる方向のイメージを示す矢印Ｆが適宜付されている。
【００８４】
次に、上述したように各水平ラインに沿って背骨テンプレート１１を移動させながら照合が行われた結果、被検査画像２０と背骨テンプレート１１とが、不一致度が所定の閾値以下となる位置関係にある場合について、被検査画像２０と背骨テンプレート１１とが最も類似している点が求められる。具体的には、被検査画像２０のうち、該被検査画像２０の白黒階調値と背骨テンプレート１１の白黒階調値との差分が最小となる位置が、背骨点の候補の位置（以下「背骨点候補位置」と称する）１２として検出される。すなわち、背骨点候補位置１２は、背骨テンプレート１１を被検査画像２０に整合させたときに所定の位置Ｐ１に対応する位置である。なお、所定の閥値は、撮影毎、あるいは被写体毎に設定されれば良く、例えば、１０００に設定される。
【００８５】
この背骨点候補位置が検出される際には、画素毎に被検査画像２０の白黒階調値と背骨テンプレート１１の白黒階調値との差分が求められ、その差分が最小となる位置が、背骨点候補位置１２として検出される。なお、例えば、所定数の画素からなる領域（例えば、隣接する４画素からなる画像領域）ごとに被検査画像２０の白黒階調値と背骨テンプレート１１の白黒階調値との差分が求められ、その差分が最小となる位置（具体的には画像領域）が背骨点候補位置１２として求められても良い。
【００８６】
上述したように、本実施形態では、被検査画像２０に対して背骨テンプレート１１が水平方向に移動させられながら照合が行われて、被検査画像２０と背骨テンプレート１１との差が所定の閾値以下となる際に、被検査画像２０と背骨テンプレート１１との差が最小となる背骨点候補位置１２が求められる。そして、本実施形態では、この「背骨点候補位置１２」が、本発明の「差分最小位置」に相当する。また、１つの水平ラインに沿って、被検査画像に対して背骨テンプレート１１が水平方向に移動させられながら照合が行われつつ、背骨点候補位置１２が検出される動作が、本発明の「候補位置検出動作」に相当する。そして、ここで求められる背骨点候補位置１２は、被検体をとらえた被検査画像２０上において正中線が検出される際に、正中線が通る位置の候補となる。
【００８７】
また、背骨点候補位置１２を検出する動作は、被検査画像２０のうち、肺野および背骨がとらえられていると推定される所定の画像領域（以下「評価対象領域」とも称する）を対象として行われる。ここでは、図３で示されるように、所定の評価対象領域が、被検査画像２０のうちの上から１０２〜２０４番目の水平ラインにかけた画像領域となるように設定される。換言すれば、被検査画像がＮ本（Ｎは自然数）の水平ラインで構成される場合に、所定の対象領域は、上から（Ｎ／５）本目の水平ラインから（２×Ｎ／５）本目の水平ラインに至る画像領域となるように設定される。
【００８８】
そして、例えば、初めに、所定の評価対象領域中の最も上方の水平ラインを移動基準ラインとし、該移動基準ラインに沿って、被検査画像２０に対して背骨テンプレート１１が水平方向に移動させられながら照合が行われつつ、背骨点候補位置１２が検出される動作が行われる。次に、所定の画素（例えば、１画素）分下の水平ラインに沿って、被検査画像２０に対して背骨テンプレート１１が水平方向に移動させられながら照合が行われつつ、背骨点候補位置１２が検出される動作が行われる。このような動作が、評価対象領域の全域について繰り返して行われることで、各水平ラインに対して、背骨点候補位置１２が検出される。つまり、複数の背骨点候補位置１２からなる点の列（背骨点列候補）が検出される。そして、このとき、背骨点列候補の白黒階調値と画像領域１１ｂの白黒階調値との差分の総和（以下「累積差分値」とも称する）が算出される。なお、背骨点列候補は、背骨の中心線を通る点の列を示す候補に相当する。
【００８９】
＜（Ｂ−２）各角度関係における背骨点列候補の検出＞
上述した背骨点列候補の検出と、その背骨点列候補に係る累積差分値の算出とが行われる動作（以下「背骨点列候補認識動作」とも称する）が、被検査画像２０と背骨テンプレート１１との角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【００９０】
具体的には、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）について、背骨点列候補認識動作がそれぞれ行われる。ここでは、例えば、α度は１度、β度は３０度に設定される。
【００９１】
図４は、被検査画像２０を反時計回りにα度回転させることで得られる回転被検査画像を例示する図である。被検査画像２０が回転させられて各回転被検査画像が得られる際には、回転被検査画像を構成する各画素の白黒階調値が補間処理によって求められる。
【００９２】
なお、回転被検査画像を対象とした背骨点列候補認識動作は、上述したある１つの角度関係における背骨点列候補認識動作と同様に、例えば、Ｎ本の水平ラインで構成される回転被検査画像のうちの上から（Ｎ／５）本目の水平ラインから（２×Ｎ／５）本目の水平ラインに至る画像領域を対象として行われる。
【００９３】
このようにして、被検査画像２０と背骨テンプレート１１との相対的な角度関係を段階的に変更させた複数の角度関係に対して、正中線の位置の候補となる背骨点列候補が認識される。具体的には、基準となる被検査画像２０と、該被検査画像２０が時計回りに回転させられてそれぞれ得られるβ／α枚の回転被検査画像と、該被検査画像２０が反時計回りに回転させられてそれぞれ得られるβ／α枚の回転被検査画像と、をそれぞれ対象として、背骨点列候補認識動作が行われる。つまり、背骨点列候補と累積差分値との組が、（２×（β／α）＋１）個だけ得られる。
【００９４】
＜（Ｃ）正中線の位置の決定＞
上述した背骨点列候補認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の背骨点列候補と累積差分値との組のうち、最小の累積差分値（以下「最小累積差分値」と称する）と組み合わされた背骨点列候補（以下「背骨点列」と称する）が抽出される。なお、累積差分値が小さい背骨点列候補ほど、被検査画像２０と背骨テンプレート１１との類似性が高い状態で得られた背骨点列候補と言える。したがって、ここでは、最小累積差分値と組み合わされた背骨点列候補が、被検査画像２０上の正中線に係る候補位置として抽出される。
【００９５】
そして、最後に、抽出された最小累積差分値に対応する背骨点列から、最小二乗法によって得られる直線が、被検査画像２０の正中線として検出される。
【００９６】
＜１−１−２．正中線の位置の決定動作フロー＞
図５は、第１実施形態に係る正中線決定部３が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。最初に、正中線決定装置１で、操作部４から正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、ステップＳ１に移る。
【００９７】
ステップＳ１では、取得部５によって撮影対象者の肺野領域を撮影した被検査画像２０が取得されて、ステップＳ２に移る。
【００９８】
ステップＳ２では、記憶部６から背骨テンプレート１１が読み出される。
【００９９】
ステップＳ３では、被検査画像２０の角度が初期値に設定される。ここでは、被検査画像２０の角度は、被検査画像２０を基準とし、中心点１９を中心として該被検査画像２０を反時計回りに回転させた角度をマイナスの値、時計回りに回転させた角度をプラスの値として表されるものとする。そして、本実施形態では、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度までα度刻みで変更されつつ、背骨点列候補がそれぞれ検出されるため、ステップＳ３では、被検査画像２０の初期値として、−β度が採用される。したがって、このステップＳ３では、被検査画像２０が中心点１９を中心として−β度回転された回転被検査画像が生成される。
【０１００】
ステップＳ４では、回転被検査画像のうち、背骨テンプレート１１を移動させつつ照合を行う際に該背骨テンプレート１１の上辺が合わされる水平ラインが移動基準ラインとして設定される。ステップＳ４では、回転被検査画像の評価対象領域の最も上の水平ラインが初期の移動基準ラインとして設定される。
【０１０１】
ステップＳ５では、被検査画像２０と背骨テンプレート１１との照合が行なわれる。具体的には、被検査画像２０の移動基準ラインに沿って背骨テンプレート１１が少しずつ移動された各位置において、被検査画像２０と背骨テンプレート１１とに係る不一致度がそれぞれ求められる。
【０１０２】
ステップＳ６では、被検査画像２０と背骨テンプレート１１とが、ステップＳ５において求められた不一致度が閾値以下となる位置関係にある場合に、被検査画像２０の白黒階調値と背骨テンプレート１１の白黒階調値との差分が最小となる位置が、背骨点候補位置１２として検出される。
【０１０３】
ステップＳ７では、評価対象領域の全域について背骨点候補位置１２が検出されているか否か判別される。ここで評価対象領域の全域について背骨点候補位置１２が検出されていればステップＳ９に移り、検出されていなければ、ステップＳ８に移る。
【０１０４】
ステップＳ８では、被検査画像２０のうち、移動基準ラインを、例えば、一水平ライン分下へずらしてステップＳ５に戻る。すなわち、評価対象領域の全域について背骨点候補位置１２が検出されるまで、ステップＳ５〜Ｓ８の処理が繰り返される。
【０１０５】
ステップＳ９では、ステップＳ６において検出された複数の背骨点候補位置１２からなる背骨点列候補の白黒階調値と画像領域１１ｂの白黒階調値との差分の総和（累積差分値）が算出される。
【０１０６】
ステップＳ１０では、被検査画像２０の角度が＋β度に到達したか否かが判別される。ここで、被検査画像２０の角度が＋β度に到達していれば、ステップＳ１２に移り、到達していなければ、ステップＳ１１に移る。
【０１０７】
ステップＳ１１では、被検査画像２０の角度が＋α度だけ増加されて、ステップＳ４に戻る。なお、ステップＳ１１では、＋α度だけ増加された角度に応じた回転被検査画像が生成される。そして、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度まで変更されて、（２×（β／α）＋１）個の背骨点列候補と累積差分値との組が求められるまで、ステップＳ４〜Ｓ１１の処理が繰り返される。
【０１０８】
ステップＳ１２では、ステップＳ９において求められた（２×（β／α）＋１）個の背骨点列候補と累積差分値との組の中から、最小の累積差分値（最小累積差分値）と組み合わされた背骨点列候補が、背骨点列として抽出される。
【０１０９】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で抽出された最小累積差分値に対応する背骨点列から、最小二乗法によって得られる直線が、被検査画像２０の正中線として決定されて、本動作フローが終了する。
【０１１０】
以上のような処理により、第１実施形態では、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。また、背骨テンプレート１１を用いることによって、効率良く正しい正中線が求められる。
【０１１１】
＜１−２．第２実施形態＞  
第２実施形態では、被検査画像と肺野の構成に係る画像パターンとの照合を行うことによって、被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０１１２】
第２実施形態に係る正中線決定部３では、主に、（Ｄ）背骨、肺野、および体側からなる構成を模した肺野テンプレートの読み出し、（Ｅ）被検査画像における背骨に沿った点列の候補の検出、（Ｆ）正中線の位置の決定、の順に処理が行われる。この第２実施形態に係る正中線の位置の決定処理については、上記第１実施形態に係る正中線の位置の決定処理と比較して、肺野テンプレートが用いられている以外は同様な処理が採用されている。
【０１１３】
＜（Ｄ）肺野テンプレートの読み出し＞
正中線決定部３によって、被検査画像において背骨点列を検出するために、記憶部に予め準備されて記憶されている肺野テンプレートが読み出される。なお、第２実施形態では、肺野テンプレートが、「検体の身体モデルを表現した画像パターン」に相当する。
【０１１４】
肺野テンプレートは、肺野、背骨領域および左右両体側を撮影したときに、Ｘ線の濃度の分布に起因して画像上に表れる典型的な濃度のパターンを模したものである。
【０１１５】
図６は、肺野テンプレート１３の構成を例示する図である。肺野テンプレート１３の外縁は、例えば、矩形の形状を有する。具体的には、肺野テンプレート１３は、左肺野と左体側との間の領域および右肺野と右体側との間の領域に対応する画像領域１３ａと、左右の肺野領域に対応する画像領域１３ｂと、左肺野と右肺野との間の領域に対応する画像領域１３ｃとを備えて構成される。つまり、肺野テンプレート１３は、左から、画像領域１３ａ、画像領域１３ｂ、画像領域１３ｃ、画像領域１３ｂ、および画像領域１３ａが、この順番で並べられて構成される。また、肺野テンプレート１３における画像領域１３ｃの所定の位置をＰ２と称する。なお、ここで言う「所定の位置Ｐ２」としては、例えば、肺野テンプレート１３の対角線の交点、肺野テンプレート１３の重心点、画像領域１３ｃの対角線の交点、および画像領域１３ｃの重心点などが挙げられる。
【０１１６】
また、肺野テンプレート１３は、例えば、水平方向に３６０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。具体的には、各画像領域１３ａが、横方向に４０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。各画像領域１３ｂが、横方向に１００ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。また、画像領域１３ｃが、横方向に８０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。
【０１１７】
また、肺野テンプレート１３の各画素値は、被検査画像と同様に、白黒階調値で表される。例えば、画像領域１３ｂの白黒階調値が、被検査画像２０において白黒階調値が採り得る範囲の最小値である０に設定され、画像領域１３ａ，１３ｃの白黒階調値が、被検査画像２０において白黒階調値が採り得る範囲の最大値である４０９５に設定される。
【０１１８】
＜（Ｅ）被検査画像における背骨に沿った点列の候補の検出＞
次に、被検査画像について背骨に沿った点列の候補を検出する動作(背骨点列候補検出動作)は、被検査画像と肺野テンプレート１３との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。したがって、ここでは、まず、被検査画像と肺野テンプレート１３との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合における背骨点列候補検出動作について説明し、その後、各角度関係における背骨点列候補検出動作について説明する。
【０１１９】
＜（Ｅ−１）１つの角度関係における背骨点列候補の検出＞
背骨点列候補検出動作では、まず、被検査画像と肺野テンプレート１３との照合が行なわれる。この照合では、一方向（具体的には、被検査画像の各水平ライン）に沿って、被検査画像に対して肺野テンプレート１３が所定画素（例えば一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。そして、被検査画像上において肺野テンプレート１３が設定される位置ごとに、被検査画像と肺野テンプレート１３とに係る不一致度が求められる。
【０１２０】
図７は、被検査画像の各水平ラインに沿って、肺野テンプレート１３が移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。第２実施形態においても、第１実施形態と同様な方法で、所定の評価対象領域を対象として、各水平ラインについて背骨点候補位置１２ａが検出される。すなわち、背骨点候補位置１２ａは、肺野テンプレート１３を被検査画像２０に整合させたときに所定の位置Ｐ２に対応する位置である。つまり、複数の背骨点候補位置１２ａからなる点の列（背骨点列候補）が検出される。そして、このとき、背骨点列候補の白黒階調値と画像領域１３ｃとの差分の総和（累積差分値）が算出される。
【０１２１】
＜（Ｅ−２）各角度関係における背骨点列候補の検出＞
上述した背骨点列候補の検出と、その背骨点列候補に係る累積差分値の算出とが行われる動作（背骨点列候補認識動作）が、被検査画像２０と肺野テンプレート１３との角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０１２２】
具体的には、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）について、背骨点列候補認識動作がそれぞれ行われる。
【０１２３】
つまり、被検査画像２０と肺野テンプレート１３との相対的な角度関係を段階的に変更させた複数の角度関係に対して、正中線の位置の候補となる背骨点列候補の検出と、その背骨点列候補に係る累積差分値の算出とが行われる。
【０１２４】
＜（Ｆ）正中線の位置の決定＞
背骨点列候補認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の背骨点列候補と累積差分値との組のうち、最小の累積差分値（最小累積差分値）と組み合わされた背骨点列候補が、背骨点列として抽出される。そして、抽出された背骨点列から、最小二乗法によって得られる直線が、被検査画像２０の正中線として検出される。
【０１２５】
なお、第２実施形態に係る正中線決定装置１が正中線を決定する動作フローについては、上記第１実施形態に係る動作フローと同様なものとなるため、ここでは説明を省略する。
【０１２６】
以上のような処理により、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。また、背骨テンプレート１１よりも、さらに細かい身体の構成を反映させた肺野テンプレート１３を用いることによって、より正確に正中線を求めることが可能となる。
【０１２７】
＜１−３．第３実施形態＞  
第３実施形態では、被検査画像と腹部の構成に係る画像パターンとの照合を行うことによって、被検査画像における正中線の位置を決定する。まず、正中線決定部３において正中線の位置を決定する方法について説明した後に、その動作フローについて説明する。
【０１２８】
＜１−３−１．正中線の位置の決定方法＞
第３実施形態に係る正中線決定部３では、主に、（Ｇ）腹部周辺の構成を模した腹部テンプレートの読み出し、（Ｈ）被検査画像における腹部の中心線上の点の列（点列）の候補の検出、（Ｉ）正中線の位置の決定、の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について順次に説明する。
【０１２９】
＜（Ｇ）腹部テンプレートの読み出し＞
正中線決定部３によって、被検査画像において腹部の中心線上の点列（以下「腹部中点列」と称する）を検出するために、記憶部６に予め準備されて記憶されている腹部テンプレートが読み出される。なお、本実施形態では、腹部テンプレートが、「検体の身体モデルを表現した画像パターン」に相当する。
【０１３０】
腹部テンプレートは、腹部に対しＸ線を利用して撮影したときに、Ｘ線の濃度の分布に起因して画像上に表れる典型的な濃度のパターンを模したものである。
【０１３１】
図８は、腹部テンプレート１４の構成を例示する図である。腹部テンプレート１４の外縁は、例えば、矩形の形状を有する。具体的には、腹部テンプレート１４は、左体側の外側の領域および右体側の外側の領域に対応する画像領域１４ａと、腹部領域に対応する画像領域１４ｂとを備えて構成される。つまり、腹部テンプレート１４は、左から、画像領域１４ａ、画像領域１４ｂ、および画像領域１４ａが、この順番で並べられて構成される。また、腹部テンプレート１４における画像領域１４ｂの所定の位置をＰ３と称する。
【０１３２】
また、この腹部テンプレート１４は、例えば、横方向に３４０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。各画像領域１４ａは、横方向に５０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。画像領域１４ｂは、横方向に２４０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。
【０１３３】
また、腹部テンプレート１４の各画素値は、被検査画像と同様に、白黒階調値で表される。例えば、画像領域１４ａの白黒階調値が被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最小値である０に設定され、画像領域１４ｂの白黒階調値が、被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最大値である４０９５に設定される。
【０１３４】
＜（Ｈ）被検査画像における腹部の中心線上の点列の候補の検出＞
被検査画像について腹部の中心線上の点列の候補（以下「腹部中点列候補」と称する）を検出する動作(腹部中点列候補検出動作)は、被検査画像と腹部テンプレート１４との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。したがって、ここでは、被検査画像と腹部テンプレート１４との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合における腹部中点列候補検出動作について説明し、その後、各角度関係における腹部中点列候補検出動作について説明する。
【０１３５】
＜（Ｈ−１）１つの角度関係における腹部中点列候補検出動作＞
腹部中点列候補検出動作では、まず、被検査画像と腹部テンプレート１４との照合が行なわれる。この照合では、一方向（具体的には、被検査画像の各水平ライン）に沿って、被検査画像に対して腹部テンプレート１４が所定画素（例えば、一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。
【０１３６】
なお、本実施形態においても、上記第１および第２実施形態と同様に、被検査画像の各水平ラインが、本発明の「移動基準ライン」に相当する。また、本実施形態においても、被検査画像に対して腹部テンプレート１４が照合される際に、該被検査画像のうち、腹部テンプレート１４の上辺が合わされる水平ラインが、移動基準ラインとされているものとする。
【０１３７】
そして、被検査画像上において腹部テンプレート１４が設定される位置ごとに、腹部テンプレート１４と被検査画像とが重なり合う領域全体の差分の値（不一致度）が求められる。
【０１３８】
図９は、被検査画像の各水平ラインに沿って、腹部テンプレート１４が移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。
【０１３９】
次に、上述したように各水平ラインに沿って腹部テンプレート１４を移動させながら照合が行われた結果、被検査画像２０と腹部テンプレート１４とが、不一致度が最小となる位置関係が検出される。つまり、被検査画像２０と腹部テンプレート１４とが最も類似している位置関係が検出される。
【０１４０】
そして、被検査画像２０と腹部テンプレート１４とが、不一致度が最小となる位置関係にある際に、被検査画像２０のうち、腹部テンプレート１４の所定の位置Ｐ３に対応する位置が腹部中点候補位置１５として検出される。なお、ここで言う「所定の位置Ｐ３」としては、例えば、腹部テンプレート１４の対角線の交点、腹部テンプレート１４の重心点、画像領域１４ｂの対角線の交点、および画像領域１４ｂの重心点などが挙げられる。
【０１４１】
上述したように、本実施形態では、被検査画像２０に対して腹部テンプレート１４が水平方向に移動させられながら照合が行われて、被検査画像２０と腹部テンプレート１４との差が最小となる際に、該被検査画像２０のうち、腹部テンプレート１４の所定の位置Ｐ３に対応する腹部中点候補位置１５が検出される。換言すると、腹部中点候補位置１５は、腹部テンプレート１４を被検査画像２０に整合させたときに所定の位置Ｐ３に対応する位置である。そして、本実施形態では、１つの水平ラインに沿って、被検査画像に対して腹部テンプレート１４が水平方向に移動させられながら照合を行われつつ、腹部中点候補位置１５が検出される動作が、本発明の「候補位置検出動作」に相当する。そして、ここで求められる腹部中点候補位置１５は、被検者をとらえた被検査画像２０上において正中線が検出される際に、正中線が通る位置の候補となる。
【０１４２】
また、腹部中点候補位置１５を検出する動作は、被検査画像２０のうち、左体側の外側、右体側の外側および、腹部がとらえられていると推定される所定の画像領域（以下「評価対象領域」とも称する）を対象として行われる。ここでは、図９で示されるように、所定の評価対象領域が、被検査画像２０のうちの下から１〜１２８番目の水平ラインにかけた画像領域となるように設定される。換言すれば、被検査画像がＮ本（Ｎは自然数）の水平ラインで構成される場合に、所定の対象領域は、上から（３×Ｎ／４）本目の水平ラインからＮ本目の水平ラインに至る画像領域となるように設定される。
【０１４３】
そして、例えば、初めに、所定の評価対象領域中の最も上方の水平ラインを移動基準ラインとして、該移動基準ラインに沿って、被検査画像２０に対して腹部テンプレート１４が水平方向に移動させられながら照合が行われつつ、腹部中点候補位置１５が検出される動作が行われる。次に、所定の画素（例えば、１画素）分下の水平ラインに沿って、被検査画像２０に対して腹部テンプレート１４が水平方向に移動させられながら照合が行われつつ、腹部中点候補位置１５が検出される動作が行われる。このような動作が、評価対象領域の全域について繰り返して行われることで、各水平ラインに対して、腹部中点候補位置１５が検出される。つまり、複数の腹部中点候補位置１５からなる点の列（腹部中点列候補）が検出される。そして、このとき、腹部中点列候補の白黒階調値と画像領域１４ｂの白黒階調値との差分の総和（以下「累積差分値」とも称する）が算出される。なお、腹部中点列候補は、腹部の中心線を通る点の列を示す候補に相当する。
【０１４４】
＜（Ｈ−２）各角度関係における腹部中点列候補の検出＞
上述した腹部中点列候補の検出と、その腹部中点列候補に係る累積差分値の算出とが行われる動作（以下「腹部中点列候補認識動作」とも称する）が、被検査画像２０と腹部テンプレート１４との角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０１４５】
具体的には、第１実施形態と同様に、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）について、腹部中点列候補認識動作がそれぞれ行われる。
【０１４６】
回転被検査画像を対象とした腹部中点列候補認識動作は、上述したある１つの角度関係における腹部中点列候補認識動作と同様に、例えば、Ｎ本の水平ラインで構成される回転被検査画像のうちの上から（３×Ｎ／４）本目の水平ラインからＮ本目の水平ラインに至る画像領域を対象として行われる。
【０１４７】
このようにして、被検査画像２０と腹部テンプレート１４との相対的な角度関係を段階的に変更させた複数の角度関係に対して、正中線の位置の候補となる腹部中点列候補が認識される。具体的には、基準となる被検査画像２０と、該被検査画像２０が時計回りに回転させられてそれぞれ得られるβ／α枚の回転被検査画像と、該被検査画像２０が反時計回りに回転させられてそれぞれ得られるβ／α枚の回転被検査画像と、をそれぞれ対象として、腹部中点列候補認識動作が行われる。つまり、腹部中点列候補と累積差分値との組が、（２×（β／α）＋１）個だけ得られる。
【０１４８】
＜（Ｉ）正中線の位置の決定＞
上述した腹部中点列候補認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の腹部中点列候補と累積差分値との組のうち、最小の累積差分値（最小累積差分値）と組み合わされた腹部中点列候補が腹部中点列として抽出される。なお、より小さな累積差分値と組み合わされた腹部中点列候補ほど、被検査画像２０と腹部テンプレート１４との類似性が高い状態で得られた腹部中点列候補と言える。したがって、ここでは、最小累積差分値と組み合わされた腹部中点列候補が、被検査画像２０上の正中線に係る候補位置として抽出される。
【０１４９】
そして、最後に、抽出された最小累積差分値に対応する腹部中点列から、最小二乗法によって得られる直線が、被検査画像２０の正中線として検出される。
【０１５０】
＜１−３−２．正中線の位置の決定動作フロー＞
図１０は、第３実施形態に係る正中線決定部３が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。最初に、正中線決定装置１で、操作部４から正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、ステップＴ１に移る。
【０１５１】
ステップＴ１では、取得部５によって撮影対象者の腹部の領域を撮影した被検査画像２０が取得されて、ステップＴ２に移る。
【０１５２】
ステップＴ２では、記憶部６から腹部テンプレート１４が読み出される。
【０１５３】
ステップＴ３では、被検査画像２０の角度が初期値に設定される。ここでは、被検査画像２０の角度は、被検査画像２０を基準とし、中心点１９を中心として該被検査画像２０を反時計回りに回転させた角度をマイナスの値、時計回りに回転させた角度をプラスの値として表されるものとする。そして、本実施形態では、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度までα度刻みで変更されつつ、背骨点列候補がそれぞれ検出されるため、ステップＴ３では、被検査画像２０の初期値として、−β度が採用される。したがって、このステップＴ３では、被検査画像２０が中心点１９を中心として−β度回転された回転被検査画像が生成される。
【０１５４】
ステップＴ４では、回転被検査画像のうち、該腹部テンプレート１４を移動させつつ照合を行う際に腹部テンプレート１４の上辺が合わされる水平ラインが移動基準ラインとして設定される。ステップＴ４では、回転被検査画像の評価対象領域の最も上の水平ラインが初期の移動基準ラインとして設定される。
【０１５５】
ステップＴ５では、被検査画像２０と腹部テンプレート１４との照合が行なわれる。具体的には、被検査画像２０の移動基準ラインに沿って腹部テンプレート１４が少しずつ移動された各位置において、被検査画像２０と腹部テンプレート１４とに係る不一致度がそれぞれ求められる。
【０１５６】
ステップＴ６では、被検査画像２０と腹部テンプレート１４とが、ステップＴ５において求められた不一致度が最小となる位置関係にある場合に、該被検査画像２０において腹部テンプレート１４の所定の位置Ｐ３（例えば、対角線の交点）に対応する位置が腹部中点候補位置１５として決定される。
【０１５７】
ステップＴ７では、評価対象領域の全域について腹部中点候補位置１５が検出されているか否か判別される。ここで評価対象領域の全域について腹部中点候補位置１５が求められていればステップＴ９に移り、求められていなければ、ステップＴ８に移る。
【０１５８】
ステップＴ８では、被検査画像２０のうち、移動基準ラインを、例えば、一水平ライン分下へずらしてステップＴ５に戻る。すなわち、評価対象領域の全域について腹部中点候補位置１５が求められるまで、ステップＴ５〜Ｔ８の処理が繰り返される。
【０１５９】
ステップＴ９では、ステップＴ７において検出された複数の腹部中点候補位置１５からなる腹部中点列候補の白黒階調値と画像領域１４ｂの白黒階調値との差分の総和（累積差分値）が算出される。
【０１６０】
ステップＴ１０では、被検査画像２０の角度が＋β度に到達したか否かが判別される。ここで、被検査画像２０の角度が＋β度に到達していれば、ステップＴ１２に移り、到達していなければ、ステップＴ１１に移る。
【０１６１】
ステップＴ１１では、被検査画像２０の角度が＋α度だけ増加されて、ステップＴ４に戻る。なお、ステップＴ１１では、＋α度だけ増加された角度に応じた回転被検査画像が生成される。そして、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度まで変更されて、（２×（β／α）＋１）個の腹部中点列候補と累積差分値との組が求められるまで、ステップＴ４〜Ｔ１１の処理が繰り返される。
【０１６２】
ステップＴ１２では、ステップＴ９において求められた（２×（β／α）＋１）個の腹部中点列候補と累積差分値との組の中から、最小の累積差分値（最小累積差分値）と組み合わされた腹部中点列候補が、腹部中点列として抽出される。
【０１６３】
ステップＴ１３では、ステップＴ１２で抽出された最小累積差分値に対応する背骨点列から、最小二乗法によって得られる直線が、被検査画像２０の正中線として決定されて、本動作フローが終了する。
【０１６４】
以上のような処理により、第３実施形態では、第１および第２実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。また、肺野の画像領域を利用して正中線を決定する第１および第２実施形態では、肺に病変または異常が存在する場合には、正中線を求める精度が低下する可能性があるが、このような状況でも腹部の画像領域を利用して正中線を決定する第３実施形態では、正しく正中線を求めることが可能となる。
【０１６５】
＜１−４．第４実施形態＞
第４実施形態では、被検査画像と肺野の構成に係る画像パターンとの照合を行うことによって、被検査画像における正中線の位置を決定する。まず、正中線決定部３において正中線の位置を決定する方法について説明した後に、その動作フローについて説明する。
【０１６６】
＜１−４−１．正中線の位置の決定方法＞
第４実施形態に係る正中線決定部３では、主に、（Ｊ）肺野に着目した構成を模した肺野モデルの読み出し、（Ｋ）被検査画像と肺野モデルとの照合、（Ｌ）正中線の位置の決定、の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について順次に説明する。
【０１６７】
＜（Ｊ）肺野モデルの読み出し＞
正中線決定部３によって、記憶部６に予め準備されて記憶されている肺野モデルが読み出される。なお、本実施形態では、肺野モデルが、「検体の身体モデルを表現した画像パターン」に相当する。
【０１６８】
肺野モデルは、肺の構成に係るテンプレートであって、肺野の典型的な形状を模したテンプレートである。また、肺野モデルには、典型的な正中線のモデルを示すパターン（以下「正中線モデルパターン」と称する）が付加されている。つまり、肺野モデルの所定位置に正中線モデルパターンが付加されていることになる。
【０１６９】
肺野モデルは、例えば、過去に撮影した被写体の画像データ等から肺野の輪郭（肺野輪郭）を抽出することによって作成される。肺野領域の輪郭を抽出する手法としては、種々の公知の手法を採用することができ、例えば、Ｘ線画像における濃度の変化の特徴から肺野部の輪郭を求める手法（例えば、特開昭６３−２４０８３２号公報等参照）や、その他の手法（例えば、特開平２−２５０１８０号公報等参照）等を採用することができる。
【０１７０】
図１１は、肺野モデル１６の構成を例示する図である。肺野モデル１６は、上記手法によって抽出された肺野輪郭によって囲まれる画像領域（以下「肺野画像領域」とも称する）１７を含む画像に正中線モデルパターン１８が付加されて構成されている。また、肺野モデル１６の画素値は、被検査画像と同様に、白黒階調値で表される。例えば、肺野画像領域１７の白黒階調値が、被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最小値である０に設定され、その他の周辺の画像領域の白黒階調値については、全く設定されていない。正中線モデルパターン１８については、肺野モデル１６に対する位置情報が設定されているのみである。
【０１７１】
＜（Ｋ）被検査画像と肺野モデルとの照合＞
被検査画像と肺野モデル１６との照合は、被検査画像と肺野モデル１６との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。
【０１７２】
被検査画像と肺野モデル１６との照合では、一方向（具体的には、被検査画像の各水平ライン）に沿って、被検査画像に対して肺野モデル１６が所定画素（例えば一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。
【０１７３】
そして、被検査画像上において肺野モデル１６が設定される位置ごとに、肺野モデル１６と被検査画像とが重なり合う領域全体の類似度が求められる。この類似度を求める具体的手法としては、例えば、差分法（ＳＡＤ）、最小二乗和法（ＳＳＤ）、正規化相互相関法（ＮＣＣ）等がある。この照合は、被検査画像２０の全領域に対して行われる。
【０１７４】
そして、上述した被検査画像と肺野モデル１６との照合が、被検査画像２０と肺野モデル１６の角度関係が変更された各角度関係について行われる。
【０１７５】
具体的には、第１実施形態と同様に、被検査画像の中心点を中心として、該被検査画像を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）、および中心点を中心として、該被検査画像を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）について、照合がそれぞれ行われる。
【０１７６】
そして、被検査画像と肺野モデル１６との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、類似度が最も大きくなる被検査画像と肺野モデル１６とに係る位置関係が検出される。
【０１７７】
＜（Ｌ）正中線の位置の決定＞
上述したように、被検査画像と肺野モデル１６との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、類似度が最も大きくなる被検査画像と肺野モデル１６とに係る位置関係を、被検査画像と肺野モデル１６とが最も類似している位置関係（以下「類似位置関係」と称する）として検出する。そして、最後に、被検査画像と肺野モデル１６とが類似位置関係にある際に、被検査画像において肺野モデル１６の正中線モデルパターン１８に対応する位置（具体的には直線）が、被検査画像の正中線として決定される。図１２は、被検査画像２０と肺野モデル１６とが類似位置関係にある状態を例示する図である。
【０１７８】
＜１−４−２．正中線の位置の決定動作フロー＞
図１３は、第４実施形態に係る正中線決定装置１が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。最初に、正中線決定装置１では、操作部４から正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、ステップＵ１に移る。
【０１７９】
ステップＵ１では、取得部５によって撮影対象者の肺野領域を撮影した被検査画像２０が取得されて、ステップＵ２に移る。
【０１８０】
ステップＵ２では、記憶部６から肺野モデル１６が読み出される。
【０１８１】
ステップＵ３では、被検査画像２０の角度が初期値に設定される。ここでは、被検査画像２０の角度は、被検査画像２０を基準とし、中心点を中心として該被検査画像２０を反時計回りに回転させた角度をマイナスの値、時計回りに回転させた角度をプラスの値として表されるものとする。そして、本実施形態では、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度までα度刻みで変更されつつ、類似度がそれぞれ検出されるため、ステップＵ３では、被検査画像２０の初期値として、−β度が採用される。したがって、このステップＵ３では、被検査画像２０が中心点を中心として−β度回転された回転被検査画像が生成される。
【０１８２】
ステップＵ４では、被検査画像２０と肺野モデル１６との照合が行なわれる。具体的には、被検査画像２０の各水平ラインに沿って肺野モデル１６が少しずつ移動された各位置において、被検査画像２０と肺野モデル１６とに係る類似度がそれぞれ求められる。
【０１８３】
ステップＵ５では、被検査画像２０の角度が＋β度に到達したか否かが判別される。ここで、被検査画像２０の角度が＋β度に到達していれば、ステップＵ７に移り、到達していなければ、ステップＵ６に移る。
【０１８４】
ステップＵ６では、被検査画像２０の角度が＋α度だけ増加されて、ステップＵ４に戻る。なお、ステップＵ６では、＋α度だけ増加された角度に応じた回転被検査画像が生成される。そして、被検査画像２０の角度が＋β度に到達するまで、ステップＵ４〜Ｕ６の処理が繰り返される。
【０１８５】
ステップＵ７では、ステップＵ４において各角度関係に対して求められた類似度のうち、最大の類似度と関連付けられている位置関係が、被検査画像２０と肺野モデル１６とが最も類似している位置関係（類似位置関係）として検出される。
【０１８６】
ステップＵ８では、被検査画像２０と肺野モデル１６とが類似位置関係にある際に、被検査画像２０において肺野モデル１６の正中線モデルパターン１８に対応する位置（具体的には、直線）が、被検査画像２０の正中線として決定されて、本動作フローが終了する。
【０１８７】
以上のような処理により、第４実施形態では、第１実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上の被写体の正しい正中線が求められる。また、肺野の輪郭を利用した肺野モデルを利用した第４実施形態では、画像の鮮明度が正中線の決定精度に与える影響が小さいため、画像の鮮明度によらず、正しく正中線が求められる。
【０１８８】
＜１−５．第５実施形態＞  
第５実施形態では、被検査画像と肋骨の構成に係る画像パターンとの照合を行うことによって、被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０１８９】
＜１−５−１．正中線の位置の決定方法＞
第５実施形態に係る正中線決定部３では、主に、（Ｍ）肋骨に着目した構成を模した肋骨モデルの読み出し、（Ｎ）被検査画像と肋骨モデルとの照合、（Ｏ）正中線の位置の決定、の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について順次に説明する。
【０１９０】
＜（Ｍ）肋骨モデルの読み出し＞
正中線決定部３によって、記憶部６に予め準備されて記憶されている肋骨モデルが読み出される。なお、本実施形態では、肋骨モデルが、「検体の身体モデルを表現した画像パターン」に相当する。
【０１９１】
肋骨モデルは、肋骨の構成に係るテンプレートであって、肋骨の典型的な形状を模したテンプレートである。また、肋骨モデルには、典型的な検体の正中線のモデルを示すパターン（正中線モデルパターン）が付加されている。つまり、肋骨モデルの所定位置に検体の正中線モデルパターンが付加されていることになる。
【０１９２】
肋骨モデルは、例えば、今回の被検査者自身について過去に撮影した被検査画像データ等から肋骨をとらえた画像領域（肋骨画像領域）を抽出することで作成される。被検査者自身について過去に撮影した画像がない場合は、類似の身体サイズを持つ他人の肋骨画像を肋骨モデルとして使用してもよい。このような肋骨画像領域を抽出する手法としては、種々の公知の手法を採用することができる。例えば、まず、Ｘ線を用いて胸部を撮影して得られた被検査画像（胸部撮影画像）からエッジを抽出して得られる画像（エッジ画像）を生成し、このエッジ画像から肋骨の外縁を検出することで肋骨をとらえた肋骨画像領域を抽出することができる。なお、骨以外の軟部組織の影響を除いて、より正確な肋骨画像領域を推定することができる（例えば、特開昭２００７−１０５１９６号公報等参照）。
【０１９３】
図１４は、肋骨モデル２２の構成を例示する図である。肋骨モデル２２は、上記手法によって抽出された肋骨画像領域２３を含む画像に正中線モデルパターン２４が付加されて構成されている。また、肋骨モデル２２の画素値は、被検査画像と同様に、白黒階調値で表される。例えば、肋骨画像領域２３の白黒階調値が、被検査画像において白黒階調値がとり得る範囲の最大値である４０９５に設定され、その他の周辺の画像領域の白黒階調値については、全く設定されていない。正中線モデルパターン２４については、肋骨モデル２２に対する位置情報が設定されているのみである。
【０１９４】
＜（Ｎ）被検査画像と肋骨モデルとの照合＞
被検査画像と肋骨モデル２２との照合は、被検査画像と肋骨モデル２２との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。
【０１９５】
被検査画像と肋骨モデル２２との照合では、一方向（具体的には、被検査画像の各水平ライン）に沿って、被検査画像に対して肋骨モデル２２が所定画素（例えば一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。
【０１９６】
そして、被検査画像上において肋骨モデル２２が設定される位置ごとに、肋骨モデル２２と被検査画像とが重なり合う領域全体の類似度が求められる。この照合は、被検査画像２０の全領域を対象として行われる。
【０１９７】
次に、上述した被検査画像と肋骨モデル２２との照合が、被検査画像２０と肋骨モデル２２の角度関係が変更された各角度関係について行われる。
【０１９８】
具体的には、第１実施形態等と同様に、被検査画像の中心点を中心として、該被検査画像を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）、および中心点を中心として、該被検査画像を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）について、照合がそれぞれ行われる。
【０１９９】
そして、被検査画像と肋骨モデル２２との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、類似度が最も大きくなる被検査画像と肋骨モデル２２とに係る位置関係が検出される。
【０２００】
＜（Ｏ）正中線の位置の決定＞
上述したように、被検査画像と肋骨モデル２２との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、類似度が最も大きくなる被検査画像と肋骨モデル２２とに係る位置関係を、被検査画像と肋骨モデル２２とが最も類似している位置関係（類似位置関係）として検出する。そして、最後に、被検査画像と肋骨モデル２２とが類似位置関係にある際に、被検査画像において肋骨モデル２２の正中線モデルパターン２４に対応する位置（具体的には、直線）が、被検査画像の正中線として決定される。図１５は、被検査画像２０と肋骨モデル２２とが類似位置関係にある状態を例示する図である。
【０２０１】
なお、第５実施形態に係る正中線決定装置１が正中線を決定する動作フローについては、上記第４実施形態に係る動作フローと同様なものとなるため、ここでは説明を省略する。
【０２０２】
以上のような処理により、第５実施形態では、第４実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上の被写体の正しい正中線が求められる。また、肋骨の形状を利用した肋骨モデルを用いた第５実施形態では、画像の鮮明度が正中線の決定精度に与える影響がより小さいため、画像の鮮明度によらず、正しく正中線を求められる。更に、肺野の画像領域および形状を利用して正中線を決定する第１、第２、および第４実施形態では、肺に病変または異常が存在する場合には、正中線を求める精度が低下する可能性があるが、このような状況でも、肋骨の形状を利用して正中線を決定する第５実施形態では、正しく正中線を求めることが可能となる。
【０２０３】
＜２．正中線決定装置２００１の全体構成＞
図１８は、正中線決定装置２００１に適用した各実施形態に共通の構成を示すブロック図である。
【０２０４】
図１８で示されるように、正中線決定装置２００１は、制御部２、操作部４、取得部５、記憶部６、および表示部７をバスライン１０に接続した一般的なコンピュータの構成となっている。
【０２０５】
制御部２は、例えば、ＣＰＵによって構成され、記憶部６に記憶されるプログラムを実行することによって、正中線決定装置２００１全体の動作を決定し、正中線決定装置２００１全体に指令を与え、さらに後述する表示部７に表示の指示を出す。また、制御部２は、後述する設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０の機能も実現する。これらの機能によって、制御部２は、取得された画像データに係る画像において、該画像でとらえられた撮影対象者の正中線の位置を決定する。なお、決定部２０４０の機能については、後述する第６〜１１実施形態で相互に異なるため、以下、これらの第６〜１１実施形態に係る機能を決定部２０４０Ａ〜２０４０Ｆとして説明する。
【０２０６】
以下に述べる第６〜１１実施形態においても、取得部５によって取得される被検査画像が、例えば、縦方向が５１２ピクセルで構成されるとともに、横方向が５１２ピクセルで構成された正方形状の胸部を単純にとらえたＸ線透過像（胸部単純Ｘ線画像）であるものとして説明する。
【０２０７】
＜２−１．第６実施形態＞
第６実施形態では、被検査画像に設定される所定の評価領域において、縦方向の画素のラインごとに画素値を積算させた値（積算画素値）が最小となる位置に基づいて、被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０２０８】
正中線の位置の決定は、制御部２の設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０Ａの各機能によって行われる。図１９は、決定部２０４０Ａの機能構成を示すブロック図である。図１９に示すように、決定部２０４０Ａは、認識部２０４１Ａおよび正中線決定部２０４２Ａを有する。
【０２０９】
制御部２においては、設定部２０２０が被検査画像に対して評価領域を設定し、積算値算出部２０３０が、評価領域内に含まれる各縦ラインに係る積算画素値を算出する。そして、認識部２０４１Ａが、得られた積算画素値の最小値に対応する横方向の座標を求めることで、正中線の候補位置を認識する。
【０２１０】
この被検査画像について正中線候補位置を認識する動作は、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。そして、正中線決定部２０４２Ａが、各角度関係についてそれぞれ認識された正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する。
【０２１１】
以下では、まず、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合において正中線候補位置を認識する処理について説明し、その後、各角度関係における正中線候補位置を認識する処理について説明する。そして、最後に、複数の正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０２１２】
＜２−１（Ａ）．１つの角度関係において正中線候補位置を認識する処理＞
まず、設定部２０２０が、被検査画像に対して評価領域を設定する。図２０は、第６実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。評価領域５１Ａは、例えば、各辺の長さが、被検査画像２０の各辺の半分の長さ（ここでは２５６ピクセル）である正方形の形状を有する。ここでは、被検査画像２０の各辺と評価領域５１Ａの各辺とがそれぞれ平行で、かつ被検査画像２０の中心点１９と評価領域５１Ａの中心点とが一致するような例が示されている。なお、評価領域５１Ａの各辺の長さは、上述の被検査画像２０の各辺の半分の長さに限らず、任意の長さに設定することが可能である。後述する他の実施形態における評価領域についても同様である。
【０２１３】
次に、制御部２の積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ａを対象として、身体の内部構造を示す情報である被写体を透過したＸ線の量（透過量）に対応する画素値を所定のルールで積算した積算画素値を算出する。後述する実施形態についても同様である。
【０２１４】
積算画素値は、積算値算出部２０３０によって、評価領域５１Ａの一方向に沿った各画素列について、画素値が積算されることによって、それぞれ算出される。ここで言う一方向とは、評価領域５１Ａの縦方向の一辺に沿った方向である。図２０に示すグラフは、積算画素値と評価領域５１Ａの横方向の座標との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、積算値算出部２０３０によって算出された各画素列の積算画素値を表す。また、グラフの横軸は、評価領域５１Ａにおける横方向の座標を表す。
【０２１５】
なお、被検査画像２０の各画素値は、Ｘ線が被写体を透過する量（透過量）に対応しており、白黒階調値で表される。そして、本実施形態の図２０においては、Ｘ線の透過量が多くなればなるほど、画素値が大きくなる例が示されている。後述する他の実施形態においても同様である。
【０２１６】
なお、評価領域５１Ａの形状については、任意の形状とすることができるが、矩形の形状を有することによって、積算画素値を効率よく計算することができる。
【０２１７】
次に、認識部２０４１Ａが、得られた積算画素値の最小値に対応する横方向の座標を求める。具体的には、積算画素値が最小となる画素列の横方向の座標が求められる。そして、該最小値に対応する横方向の座標に係る位置を通り、かつ被検査画像２０の縦方向に沿った線が正中線の候補位置（正中線候補位置）５４として認識される。
【０２１８】
＜２−１（Ｂ）．各角度関係における正中線候補位置の認識＞
上述したような積算画素値の最小値に対応する位置を求めて正中線候補位置が認識される動作が、被検査画像２０と評価領域５１Ａとの角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０２１９】
図２１は、被検査画像２０を反時計回りにθ度回転させることで得られる回転被検査画像６０を例示する図である。θ度はもとの被検査画像２０からずれた角度を表す。被検査画像２０が回転させられて各回転被検査画像６０が得られる際には、回転被検査画像６０を構成する各画素の白黒階調値が補間処理によって求められる。
【０２２０】
ここでは、設定部２０２０が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像６０、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像６０について、評価領域５１Ａをそれぞれ設定する。したがって、評価領域５１Ａが設定される位置は固定されたままで被検査画像が回転されることで、被検査画像２０と評価領域５１Ａとの角度関係が変更される。なお、ここでは、例えば、α度は１度、β度は３０度に設定される。後述する他の実施形態においても同様である。
【０２２１】
そして、各角度関係について、積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ａを対象として、各画素列に係る積算画素値を算出するとともに、認識部２０４１Ａが、正中線候補位置５４を認識する一連の動作がそれぞれ行われる。なお、このとき、各正中線候補位置５４に対して対応する積算画素値が組み合わされて記憶される。
【０２２２】
＜２−１（Ｃ）．正中線の位置の決定＞
正中線決定部２０４２Ａが、認識部２０４１Ａによって各角度関係について認識された正中線候補位置５４のうち、対応する積算画素値が最小となる正中線候補位置５４を、正中線の位置として決定する。
【０２２３】
具体的には、上述した各角度関係における正中線候補位置５４の認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の正中線候補位置５４のうち、最小の積算画素値（以下「最小積算画素値」と称する）と組み合わされている正中線候補位置５４が抽出され、正中線の位置として決定される。
【０２２４】
次に、正中線の位置を決定する動作フローについて説明する。
【０２２５】
＜２−１−１．正中線の位置の決定動作フロー＞
図２２は、第６実施形態に係る制御部２が正中線を決定する動作フローを示すフローチャートである。最初に、正中線決定装置２００１で、操作部４から正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、ステップＳ２００１に移る。
【０２２６】
ステップＳ２００１では、取得部５によって撮影対象者の肺野領域を撮影した画像が取得されて、ステップＳ２００２に移る。
【０２２７】
ステップＳ２００２では、被検査画像２０の角度が初期値に設定される。ここでは、被検査画像２０の角度は、被検査画像２０を基準（０度）とし、中心点１９を中心として被検査画像２０を反時計回りに回転させた角度をマイナスの値、時計回りに回転させた角度をプラスの値として表されるものとする。そして、本実施形態では、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度までα度刻みで変更されつつ、正中線候補位置５４がそれぞれ検出されるため、ステップＳ２００２では、被検査画像２０の初期値として、−β度が採用される。したがって、このステップＳ２００２では、被検査画像２０が中心点１９を中心として−β度回転された回転被検査画像６０が生成される。
【０２２８】
ステップＳ２００３では、回転被検査画像６０（回転角度が−β度から＋β度、但し０度を除く）または被検査画像２０（回転角度が０度）上に、評価領域５１Ａが設定される。
【０２２９】
ステップＳ２００４では、評価領域５１Ａ内において、縦方向の画素のラインごとに積算画素値が算出される。
【０２３０】
ステップＳ２００５では、正中線候補位置５４が認識される。具体的には、得られた積算画素値の最小値に対応する位置が求められ、該最小値に対応する横方向の座標に係る位置を通り、かつ回転被検査画像６０または被検査画像２０の縦方向に沿った線（具体的には画素のライン）が正中線候補位置５４として認識される。
【０２３１】
ステップＳ２００６では、被検査画像２０の角度が＋β度に到達したか否かが判別される。ここで、被検査画像２０の角度が＋β度に到達していれば、ステップＳ２００８に移り、到達していなければ、ステップＳ２００７に移る。
【０２３２】
ステップＳ２００７では、被検査画像２０の角度が＋α度だけ増加されて、ステップＳ２００３に戻る。なお、ステップＳ２００７では、＋α度だけ増加された角度に応じた回転被検査画像６０が生成される。但し、被検査画像２０の角度が０度の場合は、被検査画像２０がそのまま援用される。そして、被検査画像２０の角度が−β度から＋β度まで変更されて、（２×（β／α）＋１）個の正中線候補位置５４と積算画素値との組が求められるまで、ステップＳ２００３〜Ｓ２００７の処理が繰り返される。
【０２３３】
ステップＳ２００８では、ステップＳ２００５において順次に求められた（２×（β／α）＋１）個の正中線候補位置５４と積算画素値との組の中から、最小の積算画素値（最小積算画素値）と組み合わされている正中線候補位置５４が抽出され、正中線の位置として決定されて、本動作フローが終了する。
【０２３４】
以上のような処理により、第６実施形態では、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。
【０２３５】
＜２−２．第７実施形態＞
第７実施形態では、被検査画像に設定される評価領域のうちの一方向、具体的には、縦方向に沿った中心線を挟む一方領域および他方領域について積算画素値が最大となる横方向の座標の位置がそれぞれ求められ、この求められた２つの座標の位置の中間に対応する位置に基づいて被検査画像の正中線の位置が決定される。
【０２３６】
正中線の位置の決定は、制御部２の設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０Ｂの各機能によって行われる。図２３は、第７実施形態における決定部２０４０Ｂの機能構成を示すブロック図である。決定部２０４０Ｂは、認識部２０４１Ｂと正中線決定部２０４２Ｂを有する他、さらに検出部２０４３Ｂを有する。
【０２３７】
制御部２においては、設定部２０２０が被検査画像に対して評価領域を設定し、積算値算出部２０３０が、評価領域内に含まれる各縦ラインに係る積算画素値を算出する。また、検出部２０４３Ｂが、評価領域のうちの被検査画像の縦方向に沿った中心線を挟む一方および他方領域について、積算画素値の最大値をそれぞれ検出する。更に、認識部２０４１Ｂが、得られた積算画素値の２つの最大値に対応する横方向の座標を求めることで、正中線の候補位置を認識する。
【０２３８】
この被検査画像について正中線候補位置を認識する動作は、第６実施形態と同様に、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。そして、正中線決定部２０４２Ｂが、各角度関係についてそれぞれ認識された正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する。
【０２３９】
以下では、まず、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合において正中線候補位置を認識する処理について説明し、その後、各角度関係における正中線候補位置を認識する処理について説明する。そして、最後に複数の正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０２４０】
＜２−２（Ｄ）．１つの角度関係において正中線候補位置を認識する処理＞
第６実施形態と同様に、まず、設定部２０２０が、被検査画像上に評価領域を設定する。図２４は、第７実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。評価領域５１Ａは、第６実施形態と同様に、例えば、各辺の長さが、被検査画像２０の各辺の半分の長さ（２５６ピクセル）である正方形の形状を有する。
【０２４１】
次に、制御部２の積算値算出部２０３０が、第６実施形態と同様に、評価領域５１Ａを対象として、評価領域５１Ａの一方向に沿った各画素列について画素値を積算することによって、積算画素値をそれぞれ算出する。図２４に示すグラフは、積算画素値と評価領域５１Ａの横方向の座標との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、積算値算出部２０３０によって算出された各画素列の積算画素値を表す。また、グラフの横軸は、積算画素値に対応する各画素列の評価領域５１Ａにおける横方向の座標を表す。
【０２４２】
検出部２０４３Ｂは、図２４に示すように、評価領域５１Ａのうちの被検査画像２０の縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、積算画素値の最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２をそれぞれ検出する。なお、ここでは、中心線５３を境界線として、評価領域５１Ａを２分割した左方の領域を一方領域とし、右方の領域を他方領域とする。そして、一方領域について、最大値Ｗ２００１を求めるとともに、他方領域において、最大値Ｗ２００２が検出される。
【０２４３】
次に、認識部２０４１Ｂが、得られた積算画素値の２つの最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２に対応する横方向の座標を求める。そして、最大値Ｗ２００１に対応する横方向の座標と最大値Ｗ２００２に対応する横方向の座標との中間に対応する被検査画像２０の縦方向に沿った線（画素のライン）が正中線候補位置５４として認識される。
【０２４４】
＜２−２（Ｅ）．各角度関係における正中線候補位置の認識＞
上述したような正中線候補位置５４が認識される動作が、第６実施形態と同様に、被検査画像２０と評価領域５１Ａとの角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０２４５】
ここでは、設定部２０２０が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像について、評価領域５１Ａをそれぞれ設定する。
【０２４６】
そして、各角度関係について、積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ａを対象として、各画素列に係る積算画素値を算出するとともに、検出部２０４３Ｂが、左右の各領域について積算画素値の最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２をそれぞれ検出し、更に、認識部２０４１Ｂが、正中線候補位置５４を認識する一連の動作がそれぞれ行なわれる。このとき、正中線候補位置５４に対して、対応する積算画素値が組み合わされて記憶される。
【０２４７】
＜２−２（Ｆ）．正中線の位置の決定＞
正中線決定部２０４２Ｂが、認識部２０４１Ｂによって各角度関係について認識された正中線候補位置５４のうち、対応する積算画素値が最小となる正中線候補位置５４を、正中線の位置として決定する。
【０２４８】
具体的には、上述した各角度関係における正中線候補位置５４の認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の正中線候補位置５４のうち、最小積算画素値と組み合わされている正中線候補位置５４が抽出され、正中線の位置として決定される。
【０２４９】
以上のような処理により、第７実施形態においても、第６実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。
【０２５０】
＜２−３．第８実施形態＞
第８実施形態では、被検査画像に設定される評価領域のうちの一方向、具体的には、縦方向に沿った中心線を挟む一端近傍領域および他端近傍領域について、積算画素値が最小となる横方向の座標の位置がそれぞれ求められ、この求められた２つの座標の位置の中間に対応する位置に基づいて被検査画像の正中線の位置が決定される。
【０２５１】
正中線の位置の決定は、制御部２の設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０Ｃの各機能によって行われる。図２３に示すように、決定部２０４０Ｃは、認識部２０４１Ｃと正中線決定部２０４２Ｃ、および検出部２０４３Ｃを有する。
【０２５２】
制御部２においては、設定部２０２０が被検査画像に対して評価領域を設定し、積算値算出部２０３０が、評価領域内に含まれる各縦ラインに係る積算画素値を算出する。また、検出部２０４３Ｃが、評価領域のうちの被検査画像の縦方向に沿った中心線を挟む一方および他方領域について、積算画素値の最小値をそれぞれ検出する。更に、認識部２０４１Ｃが、得られた積算画素値の２つの最小値に対応する横方向の座標を求めることで、正中線の候補位置を認識する。
【０２５３】
この被検査画像について正中線候補位置を認識する動作は、第６実施形態と同様に、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。そして、正中線決定部２０４２Ｃが、各角度関係についてそれぞれ認識された正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する。
【０２５４】
以下では、まず、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合において正中線候補位置を認識する処理について説明し、その後、各角度関係における正中線候補位置を認識する処理について説明する。そして、最後に複数の正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０２５５】
＜２−３（Ｇ）．１つの角度関係において正中線候補位置を認識する処理＞
第６実施形態と同様に、まず、設定部２０２０が、被検査画像に対して評価領域を設定する。図２５は、第８実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。評価領域５１Ｂは、例えば、長辺方向が、被検査画像２０の各辺と同じ長さの５１２ピクセルで構成されるとともに、短辺方向が、被検査画像２０の各辺の長さの１／４に相当する１２８ピクセルで構成された矩形の形状を有する。図２５では、被検査画像２０の各辺と評価領域５１Ｂの各辺とがそれぞれ平行で、かつ被検査画像２０の中心点１９と評価領域５１Ｂの中心点とが一致するような例が示されている。なお、評価領域５１Ｂの形状については、肺野領域および両体側と両腕との間の領域が含まれていれば、任意の形状に設定することが可能である。
【０２５６】
次に、制御部２の積算値算出部２０３０が、第６実施形態と同様に、評価領域５１Ｂの一方向、具体的には、被検査画像２０の縦方向に沿った各画素列について、画素値を評価領域５１Ｂの縦方向に沿って積算することによって、積算画素値がそれぞれ算出される。図２５に示すグラフは、積算画素値と評価領域５１Ｂの横方向の座標との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、積算値算出部２０３０によって算出された各画素列の積算画素値を表す。また、グラフの横軸は、評価領域５１Ｂにおける横方向の座標を表す。
【０２５７】
図２５に示すように、検出部２０４３Ｃが、評価領域５１Ｂのうちの被検査画像２０の縦方向に沿った方向に沿った中心線５３を挟む一端近傍領域および他端近傍領域について、積算画素値の最小値Ｔ２００１，Ｔ２００２をそれぞれ検出する。なお、ここでは、中心線５３を境界線として、例えば、評価領域５１Ｂの左端から横方向に長辺の長さの１／４の周辺の領域を一端近傍領域とし、評価領域５１Ｂの右端から横方向に長辺の長さの１／４の周辺の領域を他端近傍領域とする。そして、一端近傍領域について、最小値Ｔ２００１を求めるとともに、他端近傍領域において、最小値Ｔ２００２が検出される。
【０２５８】
次に、認識部２０４１Ｃが、得られた積算画素値の２つの最小値Ｔ２００１，Ｔ２００２に対応する横方向の座標を求める。そして、被検査画像２０のうち、最小値Ｔ２００１をとる横方向の座標と最小値Ｔ２００２をとる横方向の座標との中間に対応する被検査画像２０の縦方向に沿った線（画素のライン）が正中線候補位置５４として認識される。
【０２５９】
＜２−３（Ｈ）．各角度関係における正中線候補位置の認識＞
上述したような正中線候補位置５４が認識される動作が、第６実施形態と同様に、被検査画像２０と評価領域５１Ｂとの角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０２６０】
ここでは、設定部２０２０が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像６０、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像について、評価領域５１Ｂをそれぞれ設定する。
【０２６１】
そして、各角度関係について、積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ｂを対象として、各画素列に係る積算画素値を算出するとともに、検出部２０４３Ｃが、左右の各領域について積算画素値の最小値Ｔ２００１，Ｔ２００２をそれぞれ検出し、更に、認識部２０４１Ｃが、正中線候補位置５４を認識する一連の動作がそれぞれ行なわれる。このとき、正中線候補位置５４に対して、対応する積算画素値が組み合わされて記憶される。
【０２６２】
＜２−３（Ｉ）．正中線の位置の決定＞
正中線決定部２０４２Ｃが、認識部２０４１Ｃによって各角度関係について認識された正中線候補位置５４のうち、対応する積算画素値が最小となる正中線候補位置５４を、正中線の位置として決定する。
【０２６３】
具体的には、上述した各角度関係における正中線候補位置５４の認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の正中線候補位置５４のうち、最小積算画素値と組み合わされている正中線候補位置５４が抽出され、正中線の位置として決定される。
【０２６４】
以上のような処理により、第８実施形態においても、第６実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。
【０２６５】
＜２−４．第９実施形態＞
第９実施形態では、被検査画像に設定される評価領域のうちの一方向、具体的には、縦方向に沿った中心線を挟む一方領域および他方領域について、縦方向と直交する横方向に沿った座標の変化に対する積算画素値の変化率が最大となる位置がそれぞれ求められ、この求められた２つの位置の中間に対応する位置に基づいて被検査画像の正中線の位置を決定する。
【０２６６】
正中線の位置の決定は、制御部２の設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０Ｄの各機能によって行われる。図２３に示すように、決定部２０４０Ｄは、認識部２０４１Ｄ、正中線決定部２０４２Ｄ、および検出部２０４３Ｄを有する。
【０２６７】
制御部２においては、設定部２０２０が被検査画像に対して評価領域を設定し、積算値算出部２０３０が、評価領域内に含まれる各縦ラインに係る積算画素値を算出する。また、検出部２０４３Ｄが、評価領域のうちの被検査画像の縦方向に沿った中心線を挟む一方および他方領域について、被検査画像２０の縦方向と直交する方向（具体的には、グラフの横軸）に沿った座標の変化に対する積算画素値の変化率を求め、これらの変化率の中で、最大となる最大変化率を検出する。更に、認識部２０４１Ｃは、得られた２つの最大変化率に対応する横方向の座標の位置を求めて、これらに基づいて正中線の候補位置を認識する。
【０２６８】
この被検査画像について正中線候補位置を認識する動作は、第６実施形態と同様に、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。そして、正中線決定部２０４２Ｄが、各角度関係についてそれぞれ認識された正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する。
【０２６９】
以下では、まず、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合において正中線候補位置を認識する処理について説明し、その後、各角度関係における正中線候補位置を認識する処理について説明する。そして、最後に複数の正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０２７０】
＜２−４（Ｊ）．１つの角度関係において正中線候補位置を認識する処理＞
第６実施形態と同様に、まず、設定部２０２０が、被検査画像に対して評価領域を設定する。図２６は、第９実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。評価領域５１Ｃは、例えば、長辺方向が、被検査画像２０の各辺と同じ長さの５１２ピクセルで構成されるとともに、短辺方向が、被検査画像２０の各辺の長さの１／４に相当する１２８ピクセルで構成された矩形の形状を有する。図２６では、被検査画像２０の各辺と評価領域５１Ｃの各辺とがそれぞれ平行で、かつ被検査画像２０の下端の一辺と評価領域５１Ｃの下端の一辺とが一致するような例が示されている。なお、評価領域５１Ｃの形状については、肺野領域が含まれておらず、かつ両体側と両腕との間の領域が含まれていれば、任意の形状に設定することが可能である。
【０２７１】
次に、制御部２の積算値算出部２０３０が、第６実施形態と同様に、評価領域５１Ｃの一方向、具体的には、被検査画像２０の縦方向に沿った各画素列について、画素値を評価領域５１Ｃの縦方向に沿って積算することによって、積算画素値がそれぞれ算出される。図２６に示すグラフは、積算画素値と評価領域５１Ｃの横方向の座標との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、積算値算出部２０３０によって算出された各画素列の積算画素値を表す。また、グラフの横軸は、積算画素値に対応する各画素列の評価領域５１Ｃにおける横方向の座標を表す。
【０２７２】
図２６に示すように、検出部２０４３Ｄが、積算画素値の勾配値、具体的には被検査画像２０の縦方向と直交する方向（具体的には、グラフの横軸）に沿った座標の変化に対する積算画素値の変化率を求めて、左右の両領域について最大の変化率（最大変化率）Ｕ２００１，Ｕ２００２を検出する。すなわち、積算画素値の最大変化率Ｕ２００１，Ｕ２００２は、評価領域５１Ｃのうちの被検査画像２０の縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、それぞれ検出される。
【０２７３】
次に、認識部２０４１Ｄが、得られた積算画素値の２つの最大変化率Ｕ２００１，Ｕ２００２に対応する横方向の座標を求める。そして、被検査画像２０のうち、最大変化率Ｕ２００１をとる横方向の座標と最大変化率Ｕ２００２をとる横方向の座標との中間に対応する被検査画像２０の縦方向に沿った線（具体的には画素のライン）が正中線候補位置５４として認識される。
【０２７４】
＜２−４（Ｋ）．各角度関係における正中線候補位置の認識＞
上述したような正中線候補位置５４が認識される動作が、第６実施形態と同様に、被検査画像２０と評価領域５１Ｃとの角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０２７５】
ここでは、設定部２０２０が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像について、評価領域５１Ｃをそれぞれ設定する。
【０２７６】
そして、各角度関係について、積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ｃを対象として、各画素列に係る積算画素値を算出するとともに、検出部２０４３Ｄが、評価領域５１Ｃのうちの縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、被検査画像２０の縦方向と直交する横方向に沿った座標の変化に対する積算画素値の最大変化率をそれぞれ検出し、更に、認識部２０４１Ｄが、正中線候補位置５４を認識する一連の動作がそれぞれ行なわれる。このとき、正中線候補位置５４に対して、対応する積算画素値が組み合わされて記憶される。
【０２７７】
＜２−４（Ｌ）．正中線の位置の決定＞
正中線決定部２０４２が、認識部２０４１によって各角度関係について認識された正中線の候補位置のうち、対応する積算画素値が最小となる正中線候補位置５４を、正中線の位置として決定する。
【０２７８】
具体的には、上述した各角度関係における正中線候補位置の認識動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の正中線候補位置のうち、最小積算画素値と組み合わされている正中線候補位置５４が抽出され、正中線の位置として決定される。
【０２７９】
以上のような処理により、第９実施形態においても、第６実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。
【０２８０】
＜２−５．第１０実施形態＞
第７実施形態では、積算画素値の最大値Ｗ２００１をとる横方向の座標と最大値Ｗ２００２をとる横方向の座標との中間に対応する複数の正中線候補位置のうち、最小積算画素値と組み合わされている正中線候補位置が正中線の位置として決定されたが、第１０実施形態においては、積算画素値の最大値Ｗ２００１と最大値Ｗ２００２との差分に基づいて正中線が決定される。
【０２８１】
正中線の位置の決定は、図１８に示すように、制御部２の設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０Ｅの各機能によって行われる。図２７は、第１０実施形態における決定部２０４０Ｅの機能構成を示すブロック図である。決定部２０４０Ｅは、認識部２０４１Ｅと正中線決定部２０４２Ｅ、検出部２０４３Ｅを有する他、さらに差分算出部２０４４を有する。
【０２８２】
第１０実施形態においては、設定部２０２０、積算値算出部２０３０、検出部２０４３Ｅによって、第７実施形態と同様に、評価領域５１Ａ内に含まれる縦方向に沿った中心線を挟む一方および他方領域について、積算画素値の最大値をそれぞれ検出するまでの処理が行われる。
【０２８３】
差分算出部２０４４は、検出部２０４３Ｅによって検出された積算画素値の２つの最大値の差分を算出する。
【０２８４】
被検査画像について積算画素値の２つの最大値の差分を算出する動作は、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。
【０２８５】
認識部２０４１Ｅは、各角度関係のうち、積算画素値の２つの最大値の差分が最小となる角度関係に相当する回転被検査画像を認識する。そして、正中線決定部２０４２Ｅが、認識部２０４１Ｅによって認識された回転被検査画像に基づいて正中線の位置を決定する。
【０２８６】
以下では、まず、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合において積算画素値の２つの最大値の差分を算出する処理について説明し、その後、各角度関係において積算画素値の２つの最大値の差分を算出する処理について説明する。そして、最後に各角度関係における最大値の差分に基づいて正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０２８７】
＜２−５（Ｍ）．１つの角度関係において積算画素値の２つの最大値の差分を算出する処理＞
第７実施形態と同様に、図２４に示すように、制御部２の設定部２０２０が、被検査画像２０上に評価領域５１Ａを設定する。
【０２８８】
次に、制御部２の積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ａ内において、各画素列の積算画素値を算出するとともに、図２４に示すように、検出部２０４３Ｅが、評価領域５１Ａのうちの縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、積算画素値の最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２をそれぞれ検出する。
【０２８９】
そして、差分算出部２０４４が、検出部２０４３Ｅによって検出された積算画素値の最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２の差分を算出する。
【０２９０】
＜２−５（Ｎ）．各角度関係における積算画素値の２つの最大値の差分の算出＞
上述した最大値Ｗ２００１と最大値Ｗ２００２との差分を算出する動作が、被検査画像２０と評価領域５１Ａとの角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０２９１】
まず、設定部２０２０が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像について、評価領域５１Ａをそれぞれ設定する。
【０２９２】
そして、各角度関係について、積算値算出部２０３０が、積算画素値をそれぞれ算出するとともに、検出部２０４３Ｅが、積算画素値の最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２をそれぞれ検出し、更に、差分算出部２０４４が、各角度関係について積算画素値の最大値Ｗ２００１と最大値Ｗ２００２との差分をそれぞれ算出する。
【０２９３】
＜２−５（Ｏ）．正中線の位置の決定＞
認識部２０４１Ｅが、各角度関係のうち、積算画素値の最大値Ｗ２００１と最大値Ｗ２００２との差分（ここでは差分の絶対値）が最小となる角度関係（差分最小角度関係）に相当する回転被検査画像を認識する。
【０２９４】
次に、正中線決定部２０４２Ｅが、認識部２０４１Ｅによって認識された差分最小角度関係に相当する回転被検査画像（または被検査画像）において、最大値Ｗ２００１をとる横方向の座標と最大値Ｗ２００２をとる横方向の座標との中間に対応する被検査画像２０の縦方向に沿った線を正中線として決定する。具体的には、上述した各角度関係における積算画素値の最大値Ｗ２００１，Ｗ２００２の差分の算出動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の差分のうち、最小となる差分値と対応する回転被検査画像が抽出され、正中線の位置が決定される。
【０２９５】
以上のような処理により、第１０実施形態においても第６実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。
【０２９６】
＜２−６．第１１実施形態＞
第９実施形態では、積算画素値の最大変化率Ｕ２００１をとる横方向の座標と最大変化率Ｕ２００２をとる横方向の座標との中間に対応する正中線候補位置のうち、最小積算画素値と組み合わされている正中線候補位置が正中線の位置として決定されたが、第１１実施形態においては、積算画素値の最大変化率Ｕ２００１と最大変化率Ｕ２００２との合算値に基づいて正中線を決定する。
【０２９７】
正中線の位置の決定は、図１８に示すように、制御部２の設定部２０２０、積算値算出部２０３０、決定部２０４０Ｆの各機能によって行われる。図２８は、第１１実施形態における決定部２０４０Ｆの機能構成を示すブロック図である。決定部２０４０Ｆは、認識部２０４１Ｆと正中線決定部２０４２Ｆ、検出部２０４３Ｆを有する他、さらに合算値算出部２０４５を有する。
【０２９８】
第１１実施形態においては、設定部２０２０、積算値算出部２０３０、検出部２０４３Ｆによって、第９実施形態と同様に、評価領域５１Ｃ内に含まれる縦方向に沿った中心線を挟む一方および他方領域について、被検査画像の縦方向と直交する横方向に沿った座標の変化に対する積算画素値の変化率が最大となる位置をそれぞれ検出するまでの処理が行われる。そして、合算値算出部２０４５が、検出部２０４３Ｆによって検出された積算画素値の２つの最大変化率の合算値を算出する。
【０２９９】
被検査画像について積算画素値の２つの最大変化率の合算値を算出する動作は、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。
【０３００】
認識部２０４１Ｆは、各角度関係のうち、２つの最大変化率の合算値が最大となる角度関係に相当する回転被検査画像を認識する。そして、正中線決定部２０４２Ｆが、認識部２０４１Ｆによって認識された回転被検査画像に基づいて正中線の位置を決定する。
【０３０１】
以下では、まず、被検査画像と評価領域との相対的な角度関係が、ある１つの角度関係にある場合において２つの最大変化率の合算値を算出する処理について説明し、その後、各角度関係において２つの最大変化率の合算値を算出する処理について説明する。そして、最後に各角度関係における最大変化率の合算値に基づいて正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０３０２】
＜２−６（Ｐ）．１つの角度関係において２つの最大変化率の合算値を算出する処理＞
第９実施形態と同様に、図２６に示すように、制御部２の設定部２０２０が被検査画像２０上に評価領域５１Ｃを設定する。
【０３０３】
次に、制御部２の積算値算出部２０３０が、評価領域５１Ｃ内において、各画素列に係る積算画素値を算出した後、図２６に示すように、検出部２０４３Ｆが、評価領域５１Ｃのうちの縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、積算画素値の最大変化率Ｕ２００１，Ｕ２００２をそれぞれ検出する。
【０３０４】
そして、合算値算出部２０４５が、検出部２０４３Ｆによって検出された積算画素値の最大変化率Ｕ２００１と最大変化率Ｕ２００２との合算値を算出する。
【０３０５】
＜２−６（Ｑ）．各角度関係における２つの最大変化率の合算値の算出＞
上述した積算画素値の２つの最大変化率Ｕ２００１と最大変化率Ｕ２００２の合算値を算出する動作が、被検査画像２０と評価領域５１Ｃとの角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０３０６】
まず、設定部２０２０が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像について、評価領域５１Ｃをそれぞれ設定する。
【０３０７】
そして、各角度関係について、積算値算出部２０３０が、積算画素値をそれぞれ算出するとともに、検出部２０４３Ｆが、積算画素値の最大変化率Ｕ２００１，Ｕ２００２をそれぞれ検出し、更に、合算値算出部２０４５が、各角度関係について、検出部２０４３Ｆによって検出された積算画素値の最大変化率Ｕ２００１，Ｕ２００２との合算値を算出する。
【０３０８】
＜２−６（Ｒ）．正中線の位置の決定＞
認識部２０４１Ｆが、各角度関係のうち、積算画素値の最大変化率Ｕ２００１と最大変化率Ｕ２００２との合算値が最大となる角度関係（合算値最大角度関係）を認識する。
【０３０９】
次に、正中線決定部２０４２Ｆが、認識部２０４１Ｆによって認識された合算値最大角度関係に相当する回転被検査画像（または、被検査画像）において、最大変化率Ｕ２００１をとる横方向の座標と最大変化率Ｕ２００２をとる横方向の座標との中間の位置にあたる被検査画像２０の縦方向に沿った線が正中線として決定される。具体的には、上述した各角度関係における積算画素値の最大変化率Ｕ２００１と最大変化率Ｕ２００２との合算値の算出動作によって得られた（２×（β／α）＋１）個の合算値のうち、最大となる合算値と対応する回転被検査画像が抽出され、正中線の位置が決定される。
【０３１０】
以上のような処理により、第１１実施形態においても第６実施形態と同様に、被写体が基準位置に対して傾きすぎた画像が入力された場合においても、自動的に画像上における被写体の正しい正中線が求められる。
【０３１１】
＜３．正中線決定装置３４０１の全体構成＞
図３０は、正中線決定装置３４０１にこの発明を適用した第１２から第１７の各実施形態に共通の構成を示すブロック図であり、この正中線決定装置３４０１は、人体のＸ線画像診断用の情報処理装置に組み込まれた形で構成される。図３０で示されるように、正中線決定装置３４０１は、ハードウエア上では、制御部２、操作部４、取得部５、記憶部６、および表示部７をバスライン１０に接続した一般的なコンピュータの構成となっているが、制御部２にインストールされているプログラムが、この発明の特徴に応じた機能を生じさせる。また、記録媒体に記憶させたプログラムをコンピュータにインストールすることによっても実行可能である。
【０３１２】
制御部２は、例えば、ＣＰＵを含んで構成され、記憶部６に記憶されるプログラムを実行することによって、正中線決定装置３４０１全体の動作を決定し、正中線決定装置３４０１全体に指令を与え、さらに後述する表示部７に表示の指示を出す。また、制御部２は、後述する決定部３４４０の機能も実現する。これらの機能によって、制御部２は、取得された被検査画像の画像データにおいて、被検査画像でとらえられた人間または動物を対象とする被検査者（検体）の正中線の位置を決定する。なお、決定部３４４０の機能については、後述する第１２〜１７実施形態で相互に異なるため、以下、これらの第１２〜１７実施形態に係る機能を決定部３０４０Ａ〜３０４０Ｃ、４０４０Ａ〜４０４０Ｃとして説明する。また、この実施形態の正中線決定装置３４０１は検体が人体である場合を想定しているが、検体が動物（脊椎動物）の場合にも、当該動物の脊椎方向を略上下方向とした画像において、正中線が同様に定義される。いずれの場合も、検体の画像は、検体の胸部を含む正面像または背面像である。
【０３１３】
以下に述べる第１２〜１７実施形態においても、取得部５によって取得される被検査画像が、例えば、縦方向が５１２ピクセルで構成されるとともに、横方向が５１２ピクセルで構成された正方形状であって、検体の体側であり、肋骨を含む胸部および腹部を単純にとらえたＸ線透過像（胸部単純Ｘ線画像）であるものとして説明する。
【０３１４】
＜３−１．第１２実施形態＞
第１２実施形態では、被検査画像の画像データにおける腹部領域の左右両側の体側のエッジ（腹部エッジ）の抽出が行われ、腹部エッジの情報に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置が決定される。
【０３１５】
正中線の位置の決定は、制御部２の決定部３０４０Ａによって行われる。図３１は、決定部３０４０Ａの機能構成を示すブロック図である。図３１に示すように、決定部３０４０Ａは、２値化部３０４１、エッジ抽出部３０４２、および正中線決定部３０４８Ａを有する。決定部３０４０Ａは、これらの各機能によって、画像データにおける腹部領域の左右両側の体側に係る情報に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置を決定する。
【０３１６】
具体的には、２値化部３０４１は、画像データの２値化を行い、２値画像データを作成する。エッジ抽出部３０４２は、２値画像データにおける腹部領域の左右両側の体側のエッジ（腹部エッジ）の抽出を行う。正中線決定部３０４８Ａは、左右両側の腹部エッジ上の対応点同士を結ぶ少なくとも１つの線分を設定し、少なくとも１つの線分の各中点に相当する画素列を通る位置に基づいて、被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０３１７】
第１２実施形態に係る決定部３０４０Ａでは、主に、画像データの２値化処理、左右両側の腹部エッジを抽出する処理、検体の正中線の位置を決定する処理の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について、全体フローチャートとしての図３９に示す処理ステップ順に説明する。
【０３１８】
＜３−１−１．画像データの２値化処理＞
最初に、検体の正中線決定装置３４０１で、操作部４から検体の正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、検体の体側を含む領域を撮影した被検査画像２０がＸ線撮影装置１００から取得部５を介して取得される（図３２）。
【０３１９】
次に、２値化部３０４１が閥値処理によって画像データの２値化を行い、２値画像データを作成する。具体的には、画像データと予め設定された閾値データとの大小比較を行い、２値画像データ２１を作成する（図３３）。閥値は、例えば、被検査画像の各画素が１２ビットで階調表現されている場合、４５０とすることができる。閾値は可変とされていることが好ましく、その場合には、この正中線決定装置３４０１の操作者の操作入力に基づいて、検体ごとに適宜に変更される。
【０３２０】
一般に、体内部分を透過したＸ線の検出強度と体外部分のＸ線検出強度とで大きな差があり、この差は、体内部分での生体組織差による検出強度差（例えば内臓と骨との検出強度差）よりも大きい。特に、腹部では肺のような空気部分を持たないため、その違いは顕著である。このため、検出Ｘ線強度のダイナミックレンジのうち、比較的大きな値を閾値として画像を２値化したときには、体外部分と体内部分とに２分された画像となり、体表面に相当する白黒境界が現れる。したがって、以後のステップで体側エッジを検出するにあたって、体内の臓器境界などを誤って体側エッジとして検出することが防止される。画像の２値化は、体側に相当するエッジを尖鋭化させて検出位置の誤差を防止するだけでなく、このような体内組織の境界を体側エッジと誤認させないようにするという意味も含んでいる。
【０３２１】
＜３−１−２．左右両側の腹部エッジを抽出する処理＞
ここでは、エッジ抽出部３０４２が、２値画像データ２１における左右両側の体側のエッジ（腹部エッジ）の抽出を行う。まず、左右両側の腹部エッジを抽出する動作は、被検査画像２０のうち、腹部がとらえられていると推定される所定の画像領域、すなわち、評価領域を対象として行われる。ここでは、図３４で示される評価領域５０は、例えば、縦方向が５１２ピクセル、横方向が５１２ピクセルで構成された被検査画像２０のうちの下から１〜１２８番目の水平ラインの範囲における画像領域となるように設定される。換言すれば、被検査画像２０がＮ本（Ｎは自然数）の水平ラインで構成される場合に、評価領域５０は、上から（３×Ｎ／４）本目の水平ラインからＮ本目の水平ラインに至る画像領域となるように設定される。
【０３２２】
次に、エッジ抽出部３０４２が、設定された評価領域５０内において、２値画像データにSobelフィルタを適用して腹部領域の左右両側の体側のエッジＥ１，Ｅ２を抽出する（図３５）。エッジの抽出は、Sobelフィルタ以外に、Prewitteフィルタ、Laplacianフィルタ、Robertsフィルタ等を用いることができる。
【０３２３】
なお、迅速かつ正確に正中線の位置を決定するためには、評価領域５０に腕領域が含まれないようにすることが好ましく、評価領域５０は、この正中線決定装置３４０１の操作者の操作入力に基づいて、検体ごとに適宜に変更される。
【０３２４】
＜３−１−３．検体の正中線の位置を決定する処理＞
正中線決定部３０４８Ａが、左右両側の腹部エッジＥ１，Ｅ２上の対応点同士を結ぶ少なくとも１つの線分（具体的には等間隔で配列させた複数の水平線分）を設定し、少なくとも１つの線分の各中点に相当する画素列を通る位置に基づいて、被検査画像における正中線の位置を決定する。まず、図３６に示すように、正中線決定部３０４８Ａが、評価領域５０において、同一の水平ライン上に存在する検体右側の腹部エッジＥ１，Ｅ２上の対応点Ｒ１および検体左側の腹部エッジ上の対応点Ｌ１同士を結ぶ線分である対応線３Ｇ１を設定する。同様に、対応点Ｒ２およびＬ２同士を結ぶ線分である対応線３Ｇ２というように、評価領域５０において、同一の水平ライン上に存在する左右両側の腹部エッジ上の対応点同士を結ぶ少なくとも１つの対応線３Ｇ１，３Ｇ２，３Ｇ３…を設定する。
【０３２５】
次に、すべての対応点ペアについての各対応線３Ｇ１，３Ｇ２，…の中点３Ｑ１，３Ｑ２，…からなる中点群（３Ｑ１，３Ｑ２，…）を求める。そして、この中点群（３Ｑ１，３Ｑ２，…）に最小二乗法を適用して得られた直線を検体の正中線とする。図３７に、中点群（３Ｑ１，３Ｑ２，…）から求められた正中線３０を示す。
【０３２６】
中点群（３Ｑ１，３Ｑ２，…）から直線を求める方法は、最小二乗法以外に、Hough変換、もしくはLMedS（Least Median of Squares）クラスタリングを使用して直線を推定する手法を用いてもよい。Hough変換、もしくはLMedSクラスタリングを使用して直線を推定した場合は、最小二乗法を使用した場合と比較して処理時間が増加するが、中点群が少ない場合でも直線を精度よく推定することが可能となる。
【０３２７】
検体の正中線３０の位置が決定されると、制御部２は、正中線３０を示す直線像が重畳された被検査画像２０を表示部７に表示させる（図３８）。表示部７がカラーディスプレイである場合には、正中線３０を示す直線像は、被検査画像２０を階調表示する色（例えばモノクロのグレースケール）とは異なる色（例えば赤）で表示することが好ましい。
【０３２８】
以上の処理が、図３９のフローチャートのステップＳ３００１〜Ｓ３００６として示されている。
【０３２９】
なお、既述した対応線（線分）３Ｇ１，３Ｇ２，…は、中点群（３Ｑ１，３Ｑ２，…）を定める演算の途中段階で必要になるだけであるから、必ずしも、これらの線分を数式として特定して表示部７上に表示させる必要はない。すなわち、ここで「線分」と称しているものは、中点群（３Ｑ１，３Ｑ２，…）を導出するための概念であって、実際には、対応点Ｒｉ，Ｌｉ（ｉ＝１，２，…）のそれぞれのＸ座標値の平均値と、それぞれのＹ座標値の平均値とを求める演算によって、中点群（３Ｑｉ）の２次元座標値を定めることができる。したがって、「線分を設定してその中点を求める」ということは、これと幾何学的に等価であれば、「対応点Ｒｉ，Ｌｉの１：１の内分点を求める」、「対応点Ｒｉ，Ｌｉの中間点を求める」などのような、他の表現で規定される構成をも包含する概念である。
【０３３０】
以上のような処理により、第１２実施形態では、左右両側の体側に係る情報に基づいて正中線の位置を決定するので、検体の健康状態の影響を受けにくく、正中線を正しく求めることができる。また、腹部領域における体側に係る情報に基づいて正中線の位置を決定するので、例えば、検体の肺野に異物が入り、被検査画像上の胸部に白い不鮮明な領域が表れる場合であっても、検体の臓器の状態の影響を受けにくいので、正中線を正しく求めることができる。
【０３３１】
＜３−２．第１３実施形態＞
第１３実施形態では、被検査画像と所定のテンプレート画像との２画像の照合を行うことによって、被検査画像中での検体の正中線の位置が決定される。
【０３３２】
図４０は、決定部３０４０Ｂの機能構成を示すブロック図である。図４０に示すように、決定部３０４０Ｂは、照合部３０４３および正中線決定部３０４８Ｂを有する。さらに、照合部３０４３は、テンプレート設定部３０４４、照合実効部３０４５、照合制御部３０４６を有する。決定部３０４０Ｂは、これらの各機能によって、画像データにおける腹部領域の左右両側の体側に係る情報に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置を決定する。
【０３３３】
具体的には、照合部３０４３は、被検査画像と所定のテンプレート画像との２画像の相対位置を変化させつつ、被検査画像と所定のテンプレート画像との照合を行う。正中線決定部３０４８Ｂは、照合部３０４３による照合結果に基づいて被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０３３４】
第１３実施形態に係る決定部３０４０Ｂでは、主に、腹部領域の構成を模したテンプレート画像の設定処理、被検査画像とテンプレート画像との照合処理、検体の正中線の位置を決定する処理の順に処理が行われる。また、被検査画像とテンプレート画像との照合処理は、被検査画像２０とテンプレート画像との相対的な角度関係およびテンプレート画像のサイズについて、少なくとも１つの変化条件を課して行われる。
【０３３５】
以下、これらの処理内容について、全体フローチャートとしての図４６に示す処理ステップ順に説明する。
【０３３６】
＜３−２−１．テンプレート画像の設定処理＞
最初に、検体の正中線決定装置３４０１で、操作部４から検体の正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、検体の体側を含む領域を撮影した被検査画像２０（図３２）がＸ線撮影装置１００から取得部５を介して取得される。
【０３３７】
次に、テンプレート設定部３０４４によって、記憶部６に予め準備されて記憶されているテンプレート画像が読み出されて設定される。図４１は、テンプレート画像３０１４の構成を例示する図である。テンプレート画像３０１４の外縁は、例えば、水平方向に長尺の矩形の形状を有する。テンプレート画像３０１４は、腹部に対しＸ線を利用して撮影したときに、Ｘ線の濃度の分布に起因して画像上に表れる典型的な濃度のパターンを模した（モデル化した）ものである。具体的には、テンプレート画像３０１４は、検体の腹部部分を表現した第１画素値が付与された第１領域３０１４ｂの両側に、検体の体外部分を表現した第２画素値が付与された第２領域３０１４ａが配置されて構成される。
【０３３８】
また、このテンプレート画像３０１４は、例えば、横方向に３４０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。第２領域３０１４ａは、横方向に５０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。第１領域３０１４ｂは、横方向に２４０ピクセルのサイズを有し、縦方向に６０ピクセルのサイズを有する。
【０３３９】
また、テンプレート画像３０１４の各画素値は、被検査画像と同様に、白黒階調値で表される。例えば、第２領域３０１４ａの白黒階調値が被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最小値である０に設定され、第１領域３０１４ｂの白黒階調値が、被検査画像において白黒階調値が採り得る範囲の最大値（例えば、５１２×５１２個の各画素が１２ビットで階調表現されている場合、４０９５）に設定される。
【０３４０】
このように、多階調の被検査画像に対して「２値的なテンプレート画像」（つまり被検査画像を表現する多階調信号と同じダイナミックレンジのうち特定の２レベルだけを用いて表現したテンプレート画像）を用いるのは、検体によって微妙に異なる体内部分の濃淡分布に影響されないように体内部分はひとつの濃度で代表させつつ、体内と体外との境界としての体側を検出するためである。したがって、第１領域３０１４ｂの階調値としては、多階調信号のダイナミックレンジの最大値を用いるほかに、多数の検体の事前撮影によって経験的に得られている検体の腹部の平均濃度（完全な「白」よりも少しグレー味を帯びた濃度）を用いることもできるし、２種類の領域３０１４ａ，３０１４ｂのそれぞれの濃度を可変としておき、操作者による操作部４の操作入力に基づいて変更できるように装置３４０１を構成することもできる。
【０３４１】
＜３−２−２．被検査画像とテンプレート画像との照合処理＞
照合部３０４３は、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との２画像の相対位置を変化させつつ、２画像の照合を行う。
【０３４２】
被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との照合は、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。したがって、ここでは、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との相対的な角度関係が、特定の１つの角度関係にある場合における照合処理について説明し、その後、各角度関係における照合処理について説明する。
【０３４３】
（１）特定の１つの角度関係にある場合における照合処理
被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との照合は、照合実効部３０４５が、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との空間的相対関係を変化させつつ、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４とを照合することによって、正中線が通る通過点の候補位置（通過点候補位置）を特定する。
【０３４４】
上下Ｙ方向のひとつの位置で見た場合における被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との水平Ｘ方向の照合では、水平ラインに沿って、被検査画像２０に対してテンプレート画像３０１４が所定画素（例えば一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。図４２は、テンプレート画像３０１４が移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。図４２には、テンプレート画像３０１４などの画像パターンを移動させる主操作方向（Ｘ方向）と副操作方向（Ｙ方向）とを概念的に統合して示す矢印Ｆが付されている。
【０３４５】
そして、被検査画像２０上においてテンプレート画像３０１４が設定される位置ごとに、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との適合度、すなわち、テンプレート画像３０１４と被検査画像２０とが重なり合う領域全体の類似度が求められる。類似度は、例えば、差分法（ＳＡＤ）を用いて、被検査画像２０上の対象領域とテンプレート画像３０１４との画素ごとの輝度値（画素値）の差分合計値で表すことができる。この場合、差分合計値が０の場合に被検査画像２０とテンプレート画像３０１４とが最も適合していることになる。
【０３４６】
すなわち、被検査画像２０を図３３のように２値化して得られる２値画像データ２１を被検査画像２０の代替として使用した場合には、
（１）  左右の体側が互いに平行な直線であって、かつ、
（２）  腹部の横幅がテンプレート画像３０１４の第１領域３０１４ｂの幅と完全一致する、
という２条件が満たされると、特定の位置関係でテンプレート画像３０１４と被検査画像２０（を２値化した画像）とは完全一致し、類似指標値としての差分合計値はゼロになる。その一方で、実際の被検査画像２０を対象としてテンプレート画像３０１４との照合を行う場合には、類似指標値がゼロにはならないが、最も適合度が高い相対位置で類似指標値が最小値をとるから、それによって体側の位置をテンプレート画像３０１４で検出することができる。
【０３４７】
このような類似度を求める具体的手法としては、その他に、最小二乗和法（ＳＳＤ）、正規化相互相関法（ＮＣＣ）等がある。この照合は、各水平ラインに沿ってテンプレート画像３０１４を移動させながら、被検査画像２０の評価領域５０の全体に対して行われる。第１３実施形態においても第１２実施形態と同様、図３４で示される評価領域５０が、例えば、被検査画像２０がＮ本（Ｎは自然数）の水平ラインで構成される場合に、評価領域５０は、上から（３×Ｎ／４）本目の水平ラインからＮ本目の水平ラインに至る画像領域となるように設定される。
【０３４８】
そして、ひとつの水平ラインに沿った主走査によってテンプレート画像３０１４を移動させながら照合が行われた後、Ｙ方向でのテンプレート画像３０１４と被検査画像２０との相対位置を１段階（例えば１画素分）だけ変化させて、その新たなＹ座標での水平ラインに沿った主走査による移動照合を行う…という処理を繰り返して、評価領域５０の全体の走査照合が完了する。
【０３４９】
その結果として得られる各走査位置（Ｘ，Ｙ）での差分合計値（類似度指標）をＤ（Ｘ，Ｙ）とすると、まず、同じＹ座標値を持つ差分合計値Ｄ（Ｘ，Ｙ）の中に所定の閾値Ｄｔｈ以下となるものが含まれているかどうかを判定する。
【０３５０】
もし、含まれていなければそのＹ座標値での差分合計値Ｄ（Ｘ，Ｙ）は体側部に対応していない群であると見なして無視する。これに対して、差分合計値Ｄ（Ｘ，Ｙ）の中に閾値Ｄｔｈ以下となるものが含まれていれば、それらは体側部に対応する群であると判断し、そのＹ座標値に対応する差分合計値Ｄ（Ｘ，Ｙ）の中で最小のものを与えるようなテンプレート中心位置Ｐ（Ｘ，Ｙ）を、正中線が通る通過点の候補位置（通過点候補位置）として登録する。図４２に例示されている２点Ｐｔ１，Ｐｔ２は、テンプレート画像３０１４の複数の位置でのそれぞれのテンプレート中心位置であり、例えば点Ｐｔ１が通過点候補位置のひとつとして登録され、全体としては複数の通過点候補位置が登録されることになる。
【０３５１】
すなわち、Ｙ座標値を固定して見たときに、Ｘ座標値を変化させたときの差分合計値Ｄ（Ｘ，Ｙ）が最小となる位置が、そのＹ座標値においては相対的に「最も適合している」位置ではあっても、差分合計値Ｄ（Ｘ，Ｙ）があまりに大きい場合には、腹部だけではなく胸部や腰部を含んだ位置である可能性がある。そこで、閾値Ｄｔｈを用いることによって、Ｙ方向について「腹部と推定できる」範囲を選択した上で、選択されたＹ座標値の範囲（基本腹部範囲）だけに限定して通過点候補位置を特定するのである。
【０３５２】
閥値Ｄｔｈは固定値であってもよく、またこの正中線決定装置３４０１の操作者の操作入力に基づいて、撮影毎、あるいは被写体毎に設定されても良い。例えば、５１２×５１２個の各画素が１２ビットで階調表現されている場合、閥値Ｄｔｈは１０００に設定される。
【０３５３】
基本腹部範囲の各Ｙ座標値について、通過点候補位置が検出される際には、画素毎に被検査画像２０の白黒階調値とテンプレート画像３０１４の白黒階調値との差分が求められ、その差分が最小となる位置が、通過点候補位置として検出される。なお、例えば、所定数の画素からなる領域（例えば、隣接する４画素からなる画像ブロック）ごとに被検査画像２０の白黒階調値とテンプレート画像３０１４の白黒階調値との差分が求められ、その差分が最小となる位置（具体的には画像領域）が通過点候補位置として求められても良い。
【０３５４】
上述したように、本実施形態では、被検査画像２０に対してテンプレート画像３０１４が水平方向に移動させられながら照合が行われて、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との差が所定の閾値以下となるＹ方向位置関係に限定して、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との差が最小となる通過点候補位置が求められる。そして、ここで求められる通過点候補位置は、被検者をとらえた被検査画像２０上において正中線が検出される際に、正中線が通る位置の候補となる。
【０３５５】
次に、照合制御部３０４６が、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との空間的相対関係の変化について、少なくとも１つの変化条件を課して照合実行部３０４５による照合を行わせる。
【０３５６】
（２）各角度関係における照合処理
この照合処理では、照合制御部３０４６によって、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との照合が、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との相対的な角度関係が変更された各角度関係について行われる。
【０３５７】
具体的には、被検査画像２０上の所定の位置を回転中心としてテンプレート画像３０１４を回転させる。テンプレート画像３０１４を時計回りおよび反時計回りにそれぞれβ度までα度刻みで回転させて、照合がそれぞれ行われる。ここでは、例えば、α度は１度、β度は３０度に設定される。なお、角度αおよびβは、操作者の操作入力に基づいて、任意に設定される。
【０３５８】
図４３は、テンプレート画像３０１４を位置Ｐｒにおいて、反時計回りにα度回転させて照合させる例を示す図である。図４３（ａ）では、被検査画像２０上の検体の身長方向（Ｙ方向）に沿って分布させた複数の位置（図４３（ａ）中の黒丸位置）のそれぞれを回転中心としてテンプレート画像３０１４を回転させる。また、回転中心を位置Ｐｒから＋Ｘ方向に移動させて位置Ｐｓとして、さらに時計回りおよび反時計回りにそれぞれβ度までα度刻みで回転させて、２次元的に照合を行ってもよい（図４３（ｂ））。
【０３５９】
このような回転照合は、図４２で示したような並進照合を行う各点（それぞれの並進照合位置でのテンプレート中心位置）を各回転中心として行ってもよく、また、図４３に示すように、あらかじめ設定されている複数の位置を各回転中心として単独で行ってもよい。複数の回転中心位置は２次元的に分布させる方が正中線の決定精度が高いが、検体の身長方向（Ｙ方向）に沿った配置であれば１次元的な分布であってもよい。身長方向（Ｙ方向）が優先的に選択されるのは、Ｙ方向の分布であればいずれの回転中心も、最終的に求めるべき正中線から大きくずれてはいないため、テンプレート画像３０１４によるパターンマッチングが特に有効に機能するからである。回転中心を体幅方向だけに分布させると体側に比較的近い位置が回転中心になるものがそれらに含まれるため、テンプレート画像３０１４を多少回転させても体側と一致させることができないものが発生するからである。
【０３６０】
被検査画像２０上の検体の身長方向（に沿って分布させた複数の位置（Ｐｒ１，・・・，Ｐｒ，・・・およびＰｓ１，・・・Ｐｓ，・・・）のそれぞれを回転中心としてテンプレート画像３０１４を回転させて照合が行われる際には、被検査画像２０を構成する各画素の階調値が補間処理によって求められる。
【０３６１】
すなわち、テンプレート画像３０１４を傾けると、被検査画像２０の画素のマトリクス配置の行列方向と、テンプレート画像３０１４の画素のマトリクス配置の行列方向とが一致しなくなるため、画素が１対１に対応しなくなるが、補間処理を行うことによってテンプレート画像３０１４の各画素に相当するテンプレート画像３０１４の画素値を決定することができる。なお、この回転照合においては角度αの正負の整数倍の傾きを与えるが、その整数値がゼロの場合、すなわちテンプレート画像３０１４の長手方向が水平Ｘ方向に一致する場合も照合対象に含める。
【０３６２】
このようにして、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、照合が行われつつ、通過点候補位置が検出される動作が行われる。
【０３６３】
この回転照合は、被検査画像２０において検体（被検査者）が正立してない場合に、その傾きを考慮して正中線の決定要素にするという意味を持つ。そのような傾きは、撮影時に被検査者自身の姿勢に傾きがある場合のほか、特にポータブルＸ線撮影装置を使用したような場合に、Ｘ線撮影装置が被検査者に対して傾いていたというような場合があり、いずれの場合でも回転照合は効果がある。回転照合においても、図４２などで説明した並進照合と同様の類似度指標値が使用され、各回転中心で最小の類似度指標値を与える角度（適合角）が決定される。それはそのときの回転中心での適合角である。複数の回転中心のそれぞれで適合角が定まるが、この回転照合を単独で行うときには、それらのうちで最小の類似度指標値を与える回転中心位置を通り、そのときの適合角だけ傾いた直線を正中線として定めることができる。
【０３６４】
図４２の並進照合と組み合わせるときには、例えば並進照合のそれぞれの点で回転照合も行い、最小の類似度指標値を与えるような中心位置と適合角を用いて正中線を定めることができる。また、並進照合だけを単独で行ってＹ方向に並行な仮正中線を定め、その仮正中線上に分布させた複数の点を回転中心として適合角を求めるということもできる。
【０３６５】
（３）各サイズにおけるテンプレート画像との照合処理
この照合処理では、照合制御部３０４６によって、サイズが変更された少なくとも１つのテンプレート画像と被検査画像２０との照合が行われる。
【０３６６】
テンプレート画像のサイズは、この正中線決定装置３４０１の操作者の操作入力に基づいて、縦方向および横方向に任意の倍率に拡大または縮小されて記憶部６に記憶される。図４４は、テンプレート画像３０１４を、縦方向および横方向にそれぞれ１．２倍に拡大したテンプレート画像３０１５を例示する図である。
【０３６７】
そして、上述したように、異なるサイズのテンプレート画像と被検査画像２０とを照合することによって、各々の通過点候補位置（例えば図４４の位置Ｐｅなど）が特定される。
【０３６８】
なお、任意のサイズに設定されたテンプレート画像についても、被検査画像２０との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、通過点候補位置が検出される動作が行われてもよい。
【０３６９】
＜３−２−３．検体の正中線の位置を決定する処理＞
次に、正中線決定部３０４８Ａは、被検査画像２０とテンプレート画像との相対的な角度関係、およびテンプレート画像のサイズ等のうち、少なくとも１つの変化条件で行われた照合処理によってそれぞれ特定された通過点候補位置に基づいて、被検査画像２０における正中線の位置を決定する。
【０３７０】
上記の並進照合・回転照合・変倍（拡大／縮小）照合の３種類は次のような形態で実施可能である。
【０３７１】
１）  いずれかを単独で行わせて複数の通過点候補位置を特定する。並進照合の場合は、画角中における検体の並進的位置ずれが生じたときに正しい正中線を決めることに有効であり、回転照合は画角と検体の相対的な姿勢の傾きが生じたときに正しい正中線を決めることに有効であり、変倍照合は、検体の体形の大小を考慮して正しい正中線を決めることに有効である。
【０３７２】
２）  少なくとも２種類を組み合わせる。並進総合と回転照合との組合せ例は既述したが、変倍照合は、並進照合での各テンプレート中心で拡大縮小の変倍も行い、回転照合の各角度で拡大縮小の変倍も行うという利用法ができる。
【０３７３】
上記３種類全部の併用も可能であり、その場合はたとえば次のような原理で実行できる。
【０３７４】
（ａ）  並進照合の各点において変倍照合と回転照合もあわせて行うことにより、並進の各点での類似指標値を、各変倍率・各回転角まで考慮してそれぞれ算出する。
【０３７５】
したがって、回転角をθ、変倍率をｅとすると、類似指標値はＤ(Ｘ，Ｙ，θ,ｅ)のように、Ｘ，Ｙ，θ,ｅの４引数を持つ４次元分布となる。そして、これらの中で最小値を与えるような組合せ（Ｘｍ，Ｙｍ，θｍ，ｅｍ）を特定する。
【０３７６】
これによって、複数の通過点候補位置のうちひとつが通過点Ｐ（Ｘｍ，Ｙｍ）として定まる。そして、この通過点Ｐ（Ｘｍ，Ｙｍ）を通り、かつ、角度θｍで傾いた直線を、正中線として決定する。
【０３７７】
もっとも、４次元分布の各変数値で類似指標値を計算すると計算量が多くなるため、たとえば、並進照合と変倍照合だけでＹ方向に平行な１つの直線を定め、その傾きは当該直線上にある１または複数の点を回転中心とした回転照合で定めるというように、逐次的に正中線の位置と方向とを定めていくことにより、計算量を減少させて処理を高速化できる。
【０３７８】
図４５は、正中線決定部３０４８Ａによって、正中線の位置を決定する以上のような組合せ処理を説明するための図である。正中線決定部３０４８Ａによって、少なくとも１つの変化条件で行われた照合処理によってそれぞれ特定された通過点候補位置の中で、被検査画像２０の白黒階調値とテンプレート画像の白黒階調値との差分が最小となる位置が、通過点Ｐとして検出される。
【０３７９】
次に、通過点Ｐとして検出された通過点候補位置が得られたテンプレート画像の、被検査画像２０上の検体の身長方向に沿った垂直な直線Ｋとの傾き角度γ度が回転照合の結果として求められる。そして、通過点Ｐおよび傾き角度γ度に基づいて、被検査画像中での検体の正中線３０の位置が決定される。
【０３８０】
このような正中線決定フローの一例が、図４６のステップＴ３００１〜Ｔ３０１３に示されている。
【０３８１】
以上のような処理により、第１３実施形態においても、第１２実施形態と同様に、被検査画像上における検体の正中線を正確に求めることが可能となる。
【０３８２】
＜３−３．第１４実施形態＞
第１４実施形態では、被検査画像の所定の領域における２次元的画素値分布を、所定の射影方向へ累積的に射影することによって１次元的画素値分布へと圧縮し、１次元的画素値分布における特徴点の位置に基づいて被検査画像中での検体の正中線の位置が決定される。
【０３８３】
図４７は、決定部３０４０Ｃの機能構成を示すブロック図である。図４７に示すように、決定部３０４０Ｃは、設定部３０４７および正中線決定部３０４８Ｃを有する。決定部３０４０Ｃは、これらの各機能によって、画像データにおける腹部領域の左右両側の体側に係る情報に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置を決定する。
【０３８４】
具体的には、設定部３０４７は、被検査画像に対して２次元的な評価領域を設定する。正中線決定部３０４８Ｃは、評価領域における２次元的画素値分布に基づいて、検体の正中線の少なくとも１つの候補位置を認識し、これらの候補位置の中から検体の正中線を決定する。
【０３８５】
第１４実施形態に係る決定部３０４０Ｃでは、主に、検体の正中線の候補位置の認識処理、検体の正中線の位置を決定する処理の順に処理が行われる。
【０３８６】
以下、これらの処理内容について、全体フローチャートとしての図５１に示す処理ステップ順に説明する。
【０３８７】
＜３−３−１．検体の正中線の候補位置の認識処理＞
最初に、検体の正中線決定装置３４０１で、操作部４から検体の正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、検体の体側を含む領域を撮影した被検査画像２０（図３２）がＸ線撮影装置１００から取得部５を介して取得される。
【０３８８】
次に、設定部３０４７が、被検査画像２０のうち、腹部がとらえられていると推定される領域に対して２次元的な評価領域５１を設定する（図４８）。検体の正中線の候補位置を認識する処理は、評価領域５１を対象として行われる。ここでは、図４８で示されるように、評価領域５１は、例えば、長辺方向が、被検査画像２０の各辺と同じ長さの５１２ピクセルで構成されるとともに、短辺方向が、被検査画像２０の各辺の長さの１／４に相当する１２８ピクセルで構成された矩形の形状を有する。図４８では、被検査画像２０の各辺と評価領域５１の各辺とがそれぞれ平行で、かつ被検査画像２０の下端の一辺と評価領域５１の下端の一辺とが一致するような例が示されている。なお、評価領域５１の形状については、肺野領域が含まれておらず、かつ両体側と両腕との間の領域が含まれていれば、操作者の操作入力に基づいて、任意の形状に設定することが可能である。
【０３８９】
この被検査画像２０について正中線候補位置を認識する動作は、被検査画像２０と評価領域５１との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。そして、正中線決定部３０４８Ｃが、各角度関係についてそれぞれ認識された正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する。
【０３９０】
従って、まず、被検査画像２０と評価領域５１との相対的な角度関係が、特定の１つの角度関係にある場合において正中線候補位置を認識する処理について説明し、その後、各角度関係における正中線候補位置を認識する処理について説明する。そして、最後に少なくとも１つの正中線候補位置の中から正中線の位置を決定する処理について説明する。
【０３９１】
図４９は、第１４実施形態における正中線を決定する処理を説明するための図である。
【０３９２】
正中線決定部３０４８Ｃは、評価領域５１における２次元的画素値分布を、評価領域５１に対して相対的に固定された所定の射影方向へ累積的に射影することによって１次元的画素値分布へと圧縮し、１次元的画素値分布における特徴点の位置に基づいて正中線の候補位置を認識する。
【０３９３】
まず、正中線決定部３０４８Ｃが、２次元的画素値分布について、評価領域５１の縦方向を射影方向として累積的に射影してヒストグラムを作成する。具体的には、被検査画像２０の縦方向に沿った各画素列（例えばラインＬａ上の画素列）について、画素値を評価領域５１の縦方向に沿って累積的に積算することによって、１次元的画素値分布である積算画素値（ラインＬａに対しては、Ｎａ）がそれぞれ算出される。図４９に示すグラフは、積算画素値と評価領域５１の横方向の座標との関係を示すグラフである。グラフの縦軸は、正中線決定部３０４８Ｃよって算出された各画素列の積算画素値を表す。また、グラフの横軸は、積算画素値に対応する各画素列の評価領域５１における横方向の座標を表す。
【０３９４】
図４９に示すように、正中線決定部３０４８Ｃが、積算画素値の勾配値、具体的には被検査画像２０の縦方向と直交する方向（具体的には、グラフの横軸）に沿った座標の変化に対する積算画素値の変化率を求めて、左右の両領域について最大の変化率（最大変化率）Ｕ３００１，Ｕ３００２を検出する。すなわち、積算画素値の最大変化率Ｕ３００１，Ｕ３００２は、評価領域５１のうちの被検査画像２０の縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、それぞれ検出される。
【０３９５】
次に、正中線決定部３０４８Ｃが、得られた積算画素値の特徴点である２つの最大変化率Ｕ３００１，Ｕ３００２に対応する横方向の座標を求める。そして、被検査画像２０のうち、最大変化率Ｕ３００１をとる横方向の座標と最大変化率Ｕ３００２をとる横方向の座標との中間に対応する被検査画像２０の縦方向に沿った線（具体的には画素のライン）が正中線候補位置５４として認識される。
【０３９６】
上述したような正中線候補位置５４が認識される動作が、被検査画像２０と評価領域５１との角度関係が変更されたそれぞれの角度関係について行われる。
【０３９７】
図５０は、被検査画像２０を反時計回りにθ度回転させることで得られる回転被検査画像６０を例示する図である。θ度はもとの被検査画像２０からずれた角度を表す。被検査画像２０が回転させられて各回転被検査画像６０が得られる際には、回転被検査画像６０を構成する各画素の白黒階調値が補間処理によって求められる。
【０３９８】
ここでは、設定部３０４７が、被検査画像２０の中心点１９を中心として、該被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像６０、および中心点１９を中心として、該被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる回転被検査画像６０について、評価領域５１をそれぞれ設定する。
【０３９９】
そして、各角度関係について、正中線決定部３０４８Ｃが、評価領域５１を対象として、各画素列に係る積算画素値を算出するとともに、評価領域５１のうちの縦方向に沿った中心線５３を挟む一方および他方領域について、被検査画像２０の縦方向と直交する横方向に沿った座標の変化に対する積算画素値の最大変化率をそれぞれ検出し、更に、正中線候補位置５４を認識する一連の動作がそれぞれ行なわれる。このとき、正中線候補位置５４に対して、対応する積算画素値が組み合わされて記憶部６に記憶される。
【０４００】
＜３−３−２．正中線の位置の決定＞
正中線決定部３０４８Ｃが、各角度関係について認識された正中線候補位置５４のうち、対応する積算画素値が最小となる正中線候補位置５４を、正中線の位置として決定する。
【０４０１】
このような正中線決定フローは、図５１のステップＷ３００１〜Ｗ３００９として示されている。
【０４０２】
以上のような処理により、第１４実施形態においても、第１２実施形態と同様に、被検査画像上における検体の正中線を正確に求めることが可能となる。
【０４０３】
＜３−４．第１５実施形態＞
第１５実施形態では、画像データにおける肋骨のエッジ（肋骨エッジ）の抽出が行われ、被検査画像における所定の基準方向（典型的には矩形画像の座標軸方向）に対する肋骨エッジの傾きおよび肋骨画像群の空間的分布の代表点の位置とに基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置が決定される。
【０４０４】
正中線の位置の決定は、制御部２の決定部４０４０Ａによって行われる。図５５は、決定部４０４０Ａの機能構成を示すブロック図である。図５５に示すように、決定部４０４０Ａは、ラベリング部４０４１Ａ、傾き算出部４０４２、中心位置算出部４０４３、および正中線決定部４０４４Ａを有する。決定部４０４０Ａは、これらの各機能によって、画像データにおける肋骨に係る情報に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置を決定する。
【０４０５】
具体的には、ラベリング部４０４１Ａは、画像データにおける肋骨エッジの抽出および肋骨エッジのラベリングを行う。傾き算出部４０４２は、被検査画像における所定の基準方向に対する肋骨エッジの傾きを算出する。中心位置算出部４０４３は、被検査画像における肋骨画像群の空間分布の中心位置を算出する。正中線決定部４０４４Ａは、肋骨エッジの傾きおよびサイズに基づいて、被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０４０６】
第１５実施形態に係る決定部４０４０Ａでは、主に、画像データにおける肋骨エッジ抽出およびラベリング処理、肋骨エッジの傾きを算出する処理、被検査画像中の肋骨における所定方向のサイズを算出する処理、検体の正中線の位置を決定する処理の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について、全体フローチャートとしての図６３に示す処理ステップ順に説明する。
【０４０７】
＜３−４−１．肋骨エッジ抽出およびラベリング処理＞
最初に、検体の正中線決定装置３４０１で、操作部４から検体の正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、検体の肋骨を含む領域を撮影した被検査画像２０がＸ線撮影装置１００から取得部５を介して取得される。
【０４０８】
次に、ラベリング部４０４１Ａが、被検査画像の画像データにおける肋骨エッジの抽出および肋骨エッジのラベリングを行う。
【０４０９】
次に、ラベリング部４０４１Ａが被処理画像データにSobelフィルタを適用して各肋骨の下側のエッジのみを抽出する（図５６）。エッジの抽出は、Sobelフィルタ以外に、Prewitteフィルタ、Laplacianフィルタ、Robertsフィルタ等を用いることができる。また、各肋骨の上側のエッジのみを抽出してもよい。
【０４１０】
次に、ラベリング部４０４１Ａが、抽出された各肋骨の下側のエッジのラベル付けを行う。
【０４１１】
図５７は、各肋骨エッジのラベル付けを概念的に示す図である。ラベル付けは、例えば、被検査画像２０中での検体の右側に存在する右肋骨に対しては、上側から奇数のラベル番号（（１），（３），（５）・・・）を、検体の左側に存在する左肋骨に対しては、上側から偶数のラベル番号（（２），（４），（６）・・・）を付加することにする。具体的には、右第１肋骨には、ラベル番号（１）、左第１肋骨には、ラベル番号（２）、右第２肋骨には、ラベル番号（３）、左第２肋骨には、ラベル番号（４）というように付加する。この段階では正中線はまだ検出されていないため、ここでの「検体の右側」および「検体の左側」は、検出された肋骨エッジの相対的な左右関係から判断される。なお、ラベル付けについては、適宜必要なラベル識別子を付加することが可能である。
【０４１２】
＜３−４−２．肋骨エッジの傾きを算出する処理＞
傾き算出部４０４２が、ラベル付けが行われた各肋骨エッジについて、傾きを算出する。
【０４１３】
まず、被検査画像中での検体の右側に存在する各右肋骨エッジと、検体の左側に存在する左肋骨エッジとの存在領域を相互に区分するために、肋骨エッジから左右の基準線を設定する。基準線としては、右肋骨側の基準線としての右肺野基準線ＣＲ（図５８）と、左肋骨側の基準線である左肺野基準線ＣＬ（図５９）とが設定される。
【０４１４】
図５８（ａ）は、被検査画像２０の画像座標系上で設定された右肺野基準線ＣＲを示す図である。図５８（ａ）では、被検査画像２０の画像座標系は、左上の角を原点（０、０）とし、横方向（Ｘ方向）と下方向（Ｙ方向）とをそれぞれの正の方向（＋）とする。図５８以降の図においても同様である。
【０４１５】
ラベル番号が付加された肋骨の中で、検体の最も右上に存在する肋骨である右第１肋骨（ラベル番号（１））において、Ｘ方向の座標最大値ｘ１を通り、Ｙ軸方向に平行な線を引く。この線を右肺野基準線ＣＲとする。
【０４１６】
さらに、右肺野基準線ＣＲより−Ｘ方向側に位置する各右肋骨エッジにおいて、最小二乗法を使用して、図５８（ｂ）に示すような、各右肋骨エッジ（曲線）を近似する直線ＢＲ１，ＢＲ２，ＢＲ３，…を求め、右肺野基準線ＣＲに対するそれらの直線ＢＲ１，ＢＲ２，ＢＲ３，…の傾き角Ｒθ１，Ｒθ２，Ｒθ３，…を算出する。そして、それらの直線ＢＲ１，ＢＲ２，ＢＲ３…の傾き角Ｒθ１，Ｒθ２，Ｒθ３，…の平均値α１を求めて、右肋骨傾きとする。
【０４１７】
次に、左肺野基準線ＣＬが設定される。図５９（ａ）は、被検査画像２０の画像座標系上で設定された左肺野基準線ＣＬを示す図である。ラベル番号が付加された肋骨の中で、検体の最も左上に存在する肋骨である左第１肋骨（ラベル番号（２））において、Ｘ方向の座標最小値ｘ２を通り、Ｙ軸方向に平行な線を引く。この線を左肺野基準線ＣＬとする。
【０４１８】
さらに、左肺野基準線ＣＬより＋Ｘ方向側に位置する各左肋骨エッジにおいて、最小二乗法を使用して、図５９（ｂ）に示すような、各左肋骨エッジ（曲線）を近似する直線ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，…を求める。そして、左肺野基準線ＣＬに対するそれらの近似直線ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，…の傾き角Ｌθ１，Ｌθ２，Ｌθ３，…を算出する。そして、各左肋骨エッジの傾き角Ｌθ１，Ｌθ２，Ｌθ３，…の平均値α２を求めて、左肋骨傾きとする。
【０４１９】
＜３−４−３．肋骨画像群の空間分布の中心位置を算出する処理＞
まず、中心位置算出部４０４３は、被検査画像２０中の肋骨画像群全体について、ｘ方向とｙ方向とについての肋骨画像群の空間分布における中心位置（以下「肋骨画像群中心位置」）のｘ座標を算出する。具体的には、ラベル付けされた全ての肋骨エッジの領域の中から、図６０に示すようなＸ座標の最小値ｘ３と最大値ｘ４を検出し、最小値ｘ３と最大値ｘ４との平均値ｘ５を肋骨画像群中心位置のＸ座標とする。次に、ラベル付けされた全ての肋骨エッジの領域の中から、Ｙ座標の最小値ｙ３と最大値ｙ４を検出し、最小値ｙ３と最大値ｙ４との平均値ｙ５を算出してそれを肋骨画像群中心位置のＹ座標とする。
【０４２０】
＜３−４−４．検体の正中線の位置を決定する処理＞
正中線決定部４０４４Ａが、算出された肋骨エッジの傾き角α１，α２および肋骨画像群中心位置の各座標値ｘ５、ｙ５に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置を決定する。まず、正中線決定部４０４４Ａが、中心位置算出部４０４３によって算出された平均値ｘ５およびｙ５から、正中線が通る１点となる正中線通過点Ｐｃ（ｘ５，ｙ５）を設定する。また、正中線決定部４０４４Ａは、中心位置算出部４０４３によって算出された各右肋骨エッジの傾き角の平均値α１および各左肋骨エッジの傾き角の平均値α２から、正中線の傾き角α３を下式（１）として設定する。
【０４２１】
α３＝（α１−α２）／２  ・・・（１）
上記（１）式で傾き角α２に負号がついているのは、角度を計る方向が傾き角α１の場合と異なるためである。
【０４２２】
図６１は、正中線通過点Ｐｃ（ｘ５，ｙ５）および正中線の傾き角α３に基づいて、正中線３０を決定する例を示す図である。
【０４２３】
検体の正中線３０の位置が決定されると、制御部２は、正中線３０を示す直線像が重畳された被検査画像２０を表示部７に表示させる（図６２）。表示部７がカラーディスプレイである場合には、正中線３０を示す直線像は、被検査画像２０を階調表示する色（たとえばモノクロのグレースケール）とは異なる色（たとえば赤）で表示することが好ましい。
【０４２４】
以上の処理が、図６３のフローチャートのステップＳ４００１〜Ｓ４００９として示されている。
【０４２５】
以上のような処理により、第１５実施形態では、肋骨に係る情報に基づいて正中線の位置を決定するので、被検査者の健康状態の影響を受けにくく、正中線を正しく求めることができる。また、数多く存在する肋骨エッジの情報に基づいて正中線の位置を決定するので、誤差が統計的に相殺され、正中線を特に正確に求めることができる。
【０４２６】
＜３−５．第１６実施形態＞
第１６実施形態では、被検査画像の画像データにおける肋骨エッジの抽出を行い、互いに対応する左肋骨エッジおよび右肋骨エッジのペアの中点を各ペアについて求め、それらの中点群に相当する画素列を通る線に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置が決定される。以下では、上記第１５実施形態と異なる部分を中心にして説明する。
【０４２７】
この第１６実施形態での正中線の位置の決定は、制御部２の決定部４０４０Ｂ（図６４）によって行われる。決定部４０４０Ｂは、ラベリング部４０４１Ｂ、肋骨点検出部４０４５、および正中線決定部４０４４Ｂを有する。
【０４２８】
＜３−５−１．肋骨エッジ抽出およびラベリング処理＞
まず、正中線決定装置３４０１で、操作部４から検体の正中線を決定する旨の指示が制御部２に伝達されると、取得部５から検体の肋骨を含む領域を撮影した被検査画像２０が取得されて、ラベリング部４０４１Ｂが、第１５実施形態と同様、被検査画像の画像データにおける肋骨エッジの抽出および肋骨エッジのラベリングを行う。
【０４２９】
＜３−５−２．左肋骨エッジおよび右肋骨エッジ間の対応付けを行う処理＞
次に、肋骨点検出部４０４５が、ラベル付けが行われた各肋骨エッジについてそれらの代表点としての「肋骨点」を設定し、互いに対応する左肋骨エッジおよび右肋骨エッジ間において、肋骨点の対応付けを行う。
【０４３０】
具体的には、肋骨点検出部４０４５は、ラベル付けが行われた各肋骨エッジ上において、最大のＹ座標値をとる位置を求め、それらの点を肋骨点とする。図６５の例では、肋骨点（１）が、ラベル番号（１）の肋骨点を表し、肋骨点（２）が、ラベル番号（２）の肋骨点を表す。
【０４３１】
次に、第１５実施形態と同様、被検査画像中での検体の右側に存在する各右肋骨エッジの存在領域と、検体の左側に存在する左肋骨エッジの存在領域とを区分するための基準線として、図５８、図５９と同様の右肺野基準線ＣＲと左肺野基準線ＣＬとを設定する。
【０４３２】
次に、右肋骨エッジ上の肋骨点のうち、右肺野基準線ＣＲのＸ座標値ｘ１よりもＸ座標値が小さい肋骨点（右肺野側肋骨点）を求める（図６６）。
【０４３３】
次に、求められた右肺野側肋骨点と対応する左肋骨エッジ上の肋骨点を求める。まず、右肺野側肋骨点から上下方向に±ζピクセル（本実施形態においては、例えば、ζ＝５とする。）の領域で、かつ、左肺野基準線ＣＬのＸ座標値ｘ２よりＸ座標値が大きい領域に存在する領域（左肺野側候補領域）を設定する。
【０４３４】
図６７は、肋骨点（１）と対応する左肋骨エッジ上の肋骨点を求める処理を説明するための図である。左肺野側候補領域ＦＬ１は、短辺がＹ軸に平行かつ、長辺がＸ軸に平行な矩形領域であり、図６７では斜線部で示されている。左肺野側候補領域ＦＬ１は、ζの値が５ピクセルの場合、短辺の大きさは１０ピクセルとなる。ζの値は可変とされていることが好ましく、その場合には、この正中線決定装置３４０１の操作者の操作入力に基づいて、検体ごとに適宜に変更される。
【０４３５】
左肺野側候補領域ＦＬ１が設定されると、左肺野側候補領域ＦＬ１上に存在する肋骨点（２）が求められて、該肋骨点（２）が肋骨点（１）と対応する肋骨点とされる。この操作を全ての右肺野側肋骨点において行うことによって、左肋骨エッジおよび右肋骨エッジ間において、肋骨点の対応付けを行うことが可能となる。
【０４３６】
また、左肺野基準線ＣＬのＸ座標値ｘ２よりＸ座標値が大きい領域において、検体の病気、けがによる肋骨の欠損等によって肋骨エッジが抽出できない場合には、左肋骨エッジおよび右肋骨エッジ間において、肋骨点の対応付けが行われない。図６８は、肋骨点が左肺野側候補領域ＦＬ１上に存在しない例を示す図である。肋骨は左右それぞれに多数（人体の場合は１２本ずつ）あるため、部分的に肋骨点の対応づけができなくても、他の左右肋骨点のペアを検出することができる。このため、一部の肋骨について対応肋骨点が検出できなくても、後述するような正中線の特定処理に支障はない。
【０４３７】
なお、上述の処理手順においては、右肋骨エッジ上に存在する肋骨点（右肋骨点）を先に指定してそれらに対応する左肋骨エッジ上の肋骨点（左肋骨点）を求めていたが、逆に、左肋骨点を先に指定してそれらと対応する右肋骨点を求めてもよい。
【０４３８】
＜３−５−３．正中線の位置を決定する処理＞
肋骨点検出部４０４５によって、互いに対応する左肋骨点と右肋骨点との各ペア（以下「対応肋骨点ペア」）を特定した後、正中線決定部４０４４Ｂがそれら対応肋骨点ペアに基づいて「対応線分」を設定する。そして、それら対応線分のそれぞれの中点に相当する画素列を通る位置を、正中線の位置として決定する。
【０４３９】
まず、対応付けされた左右肋骨点が得られた各々の左肋骨エッジおよび右肋骨エッジの組み合わせに対して最小二乗法を用いて、互いに対応する左右の肋骨エッジの曲線を左右にわたって近似する線分（対応線）を求める。図６９は、ラベル番号（１）とラベル番号（２）との間で求められた対応線４Ｇ１を示す図である。また、対応線４Ｇ１の中点を４Ｑ１とする。図６９で示された対応線４Ｇ１の２つの端点のＸ座標は、肋骨点（１）および肋骨点（２）のＸ座標と同じとする。具体的には、肋骨点（１）のＸ座標がｘ６で、肋骨点（２）のＸ座標がｘ７の場合、対応線４Ｇ１の２つの端点のＸ座標の範囲はｘ６からｘ７までとなる。この対応線４Ｇ１を求める処理は、対応付けされた全ての対応肋骨点ペアが乗っているそれぞれの左肋骨エッジおよび右肋骨エッジ間に対して行われる。なお、対応付けされた肋骨点が得られなかった肋骨点については、対応線は求めない。
【０４４０】
また、左右の肋骨エッジを近似する線分を用いずに、対応肋骨点ペアの２点を直接に直線で結ぶことによって対応線を求めても良い、図７０は、対応付けされた肋骨点どうしを直線で結ぶことによって求められた対応線Ｇ１ａを示す図である。また、対応線Ｇ１ａの中点をＱ１ａとする。
【０４４１】
次に、すべての対応肋骨点ペアについての各対応線４Ｇ１，４Ｇ２，…の中点４Ｑ１，４Ｑ２，…からなる中点群（４Ｑ１，４Ｑ２，…）を求め、この中点群（４Ｑ１，４Ｑ２，…）に最小二乗法を適用して得られた直線を検体の正中線とする。図７０の場合も同様である。図７１に、中点群４０２９（４Ｑ１，４Ｑ２，…）から求められた正中線３０を示す。
【０４４２】
このような正中線決定フローは、図７２のステップＴ４００１〜Ｔ４０１０として示されている。
【０４４３】
他の方法としては、図７３に示すように、各対応線分に直交する直交直線を求め、各直交直線の傾き角度γを求めるという方法もある。この場合、各対応線分の中点の代表点としてのいずれか１点（たとえば最も上の線分の中点）を通り、各直交直線の傾き角の平均を傾きとして、検体の正中線を求めてもよい。
【０４４４】
以上のような処理により、第１６実施形態においても、第１５実施形態と同様に、肋骨に係る情報に基づいて正中線の位置を決定するので、検体の健康状態の影響を受けにくく、正中線を正しく求めることができる。また、肋骨に係る情報に基づいて正中線の位置を決定する場合において、左右肋骨の対応付けを行い、対応付けされた肋骨の情報を用いて正中線の位置を決定するので、検体の肋骨が、骨折などによって欠損した状態であっても、正中線を正しく求めることができる。
【０４４５】
＜３−６．第１７実施形態＞
第１７実施形態では、被検査画像と肋骨の構成に係る対比画像パターンとの照合を行うことによって、被検査画像における検体の正中線の位置を決定する。
【０４４６】
正中線の位置の決定は、制御部２の決定部４０４０Ｃ（図７４）によって行われる。決定部４０４０Ｃは、照合部４０４６および正中線決定部４０４４Ｃを有する。決定部４０４０Ｃは、これらの各機能によって、画像データにおける肋骨に係る情報に基づいて、被検査画像中での検体の正中線の位置を決定する。
【０４４７】
具体的には、照合部４０４６が、被検査画像と、予め準備された肋骨の構成に係る画像パターンであって、正中線のモデルを示す正中線モデルパターンが付加された対比画像パターンとの照合を行う。そして、照合部４０４６が、被検査画像と対比画像パターンとの適合度が最も高い相互位置関係で、対比画像パターンの所定位置に対応する被検査画像上の位置を示す位置情報を検出する。正中線決定部４０４４Ｃは、該位置情報に基づいて、被検査画像における正中線の位置を決定する。
【０４４８】
第１７実施形態に係る決定部４０４０Ｃでは、主に、肋骨に着目した構成を模した肋骨モデルの読み出し、被検査画像と肋骨モデルとの照合、検体の正中線の位置の決定、の順に処理が行われる。以下、これらの処理内容について順次に説明する。
【０４４９】
＜３−６−１．肋骨モデルの読み出し＞
照合部４０４６によって、記憶部６に予め準備されて記憶されている肋骨モデルが読み出される。なお、本実施形態では、肋骨モデルが、「検体の身体モデルを表現した画像パターン」に相当する。
【０４５０】
図７５は、肋骨モデル２２の構成の例を示す図である。肋骨モデル２２は、上記手法によって抽出された肋骨画像領域２３を含む画像に検体の正中線モデルパターン２４が付加されて構成されている。正中線モデルパターン２４については、肋骨モデル２２に対する正中線の位置情報が設定されているのみである。
【０４５１】
＜３−６−２．被検査画像と肋骨モデルとの照合＞
被検査画像と肋骨モデル２２との照合は、照合部４０４６によって、被検査画像と肋骨モデル２２との相対的な角度関係が順次に変更されつつ、各角度関係について行われる。したがって、ここでは、まず、被検査画像と肋骨モデル２２との相対的な角度関係が、特定の１つの角度関係にある場合における照合処理について説明し、その後、各角度関係における照合処理について説明する。
【０４５２】
被検査画像と肋骨モデル２２との照合では、水平ラインに沿って、被検査画像に対して肋骨モデル２２が所定画素（例えば一画素）ずつ移動された位置に順次に設定される。図７６は、肋骨モデル２２が移動させられながら照合が行われる様子を例示する図である。図７６および図７６以降の図には、肋骨モデル２２などの画像パターンを移動させる方向のイメージを示す矢印Ｆが適宜付されている。
【０４５３】
そして、被検査画像２０上において肋骨モデル２２が設定される位置ごとに、被検査画像２０と肋骨モデル２２との適合度、すなわち、肋骨モデル２２と被検査画像２０とが重なり合う領域全体の類似度が求められる。類似度は、例えば、差分法（ＳＡＤ）を用いて、被検査画像２０上の対象領域と肋骨モデル２２との画素ごとの輝度値（画素値）の差分合計値で表すことができる。この場合、差分合計値が０の場合に被検査画像２０と肋骨モデル２２とが最も適合していることになる。被検査画像と肋骨モデル２２との照合においては、予め差分合計値の閥値を定め、閾値以下の差分合計値が得られた位置関係の中で、最も小さい差分合計値が求められた位置関係を検出するようにしてもよい。この類似度を求める具体的手法としては、その他に、最小二乗和法（ＳＳＤ）、正規化相互相関法（ＮＣＣ）等がある。この照合は、各水平ラインに沿って肋骨モデル２２を移動させながら、被検査画像２０の全領域に対して行われる。
【０４５４】
そして、上述した被検査画像と肋骨モデル２２との照合が、被検査画像２０と肋骨モデル２２の角度関係が変更された各角度関係について行われる。
【０４５５】
具体的には、被検査画像２０の中心点を回転中心として、被検査画像２０を時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）、および中心点を中心として、被検査画像２０を反時計回りにβ度までα度刻みで回転させることでそれぞれ得られる画像（回転被検査画像）について、照合がそれぞれ行われる。ここでは、例えば、α度は１度、β度は３０度に設定される。
【０４５６】
図７７は、被検査画像２０を反時計回りにα度回転させることで得られる回転被検査画像６０を例示する図である。被検査画像２０が中心点１９を中心として回転させられて各回転被検査画像６０が得られる際には、回転被検査画像６０を構成する各画素の階調値が補間処理によって求められる。
【０４５７】
このようにして、被検査画像２０と肋骨モデル２２との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、類似度が最も大きくなる被検査画像２０と肋骨モデル２２とに係る位置関係が検出される。具体的には、基準となる被検査画像２０と、被検査画像２０が時計回りに回転させられてそれぞれ得られるβ／α枚の回転被検査画像と、被検査画像２０が反時計回りに回転させられてそれぞれ得られるβ／α枚の回転被検査画像と、をそれぞれ対象として、照合動作が行われ、最も高い適合度を有する位置関係を採用する。
【０４５８】
＜３−６−３．検体の正中線の位置の決定＞
上述したように、被検査画像２０と肋骨モデル２２との相対的な角度関係を段階的に変更させた各角度関係に対して、類似度が最も大きくなる被検査画像２０と肋骨モデル２２とに係る位置関係を、被検査画像２０と肋骨モデル２２とが最も類似している類似位置関係として検出する。そして、最後に、正中線決定部４０４４Ｃによって、被検査画像２０と肋骨モデル２２とが類似位置関係にある際に、被検査画像２０において肋骨モデル２２の検体の正中線モデルパターン２４に対応する位置（具体的には直線）が、被検査画像の検体の正中線として決定される。
【０４５９】
以上の処理フローは、図７８のステップＵ４００１〜Ｕ４００８に示されている。
【０４６０】
このような処理により、第１７実施形態では、肋骨に係る情報に基づいて正中線の位置を決定するので、被検査者の健康状態の影響を受けにくく、正中線を正しく求めることができる。また、予め準備された画像パターンを用いて正中線の位置を決定するので、正中線を速く求めることができる。さらに、被検査画像２０と肋骨モデル２２との照合が、被検査画像２０と肋骨モデル２２の角度関係が変更された各角度関係について行われるので、検体が基準位置に対して傾きすぎた被検査画像２０が入力された場合においても、自動的に被検査画像上の検体の正しい検体の正中線が求められる。
【０４６１】
＜４．変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０４６２】
例えば、第１〜５実施形態においては、被検査画像２０の回転によって回転画像が生成されることで、被検査画像２０とテンプレートまたはモデルとの相対的な角度関係が変更されたが、これに限られない。例えば、被検査画像２０が回転される代わりに、テンプレートまたはモデルが回転されることで、被検査画像２０とテンプレートまたはモデルとの相対的な角度関係が変更されても良い。図１６は、第１実施形態に係る背骨テンプレート１１を反時計回りにα度回転させた状態を例示する図である。
【０４６３】
また、第１から第１７実施形態においては、被写体を透過したＸ線の量を身体の内部構造を示す情報としており、縦の各辺が５１２ピクセル、横の各辺が５１２ピクセルの正方形状の胸部単純Ｘ線画像における正中線が決定されたが、これに限らず、他のモダリティによって得られる画像に対して正中線が決定されても良い。例えば、ＣＴ（コンピュータ断層撮影）、ＭＲＩ（核磁気共鳴画像）、シンチグラフィーによって肺野をとらえた画像領域が含まれている画像を作成し、該画像について正中線が決定されても良い。また、被検査画像のサイズは、任意に設定することができる。
【０４６４】
また、第１から第５実施形態においては、テンプレートまたはモデルの画素値が、白黒階調値で表されていたが、被写体の画像に応じて色調が任意に設定されても良い。
【０４６５】
また、第１から第１１実施形態においては、胸部撮影画像を対象として正中線が決定されたがこれに限られず、第１から第１１実施形態で列挙した正中線を決定する手法を、骨盤、腰椎等、他の部位をとらえた撮影画像を対象として正中線を決定する場面に適用しても良い。
【０４６６】
また、第１から第１７実施形態では、正中線決定装置がＸ線撮影装置から独立した構成である場合について説明したが、Ｘ線撮影装置そのものに設けたコンピュータによって正中線決定装置の各部を実現する構成であっても良い。
【０４６７】
また、第６から第１１実施形態においては、被検査画像２０の回転によって回転被検査画像が生成されることで、被検査画像２０と評価領域５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃとの相対的な角度関係が変更されたが、これに限られない。例えば、被検査画像２０が回転される代わりに、評価領域が回転されることで、被検査画像２０と評価領域との相対的な角度関係が変更されても良い。図２９は、変形例において評価領域５１Ａを反時計回りにθ度回転させた状態を例示する図である。
【０４６８】
また、第６から第１１および第１４実施形態では、グレースケールにおいて、被検査画像が黒くなるほど画素値が高くなるように換算されて表されていたが、逆にして、被検査画像が黒くなるほど画素値が低くなるように換算して表わしてもよい。
【０４６９】
また、第１３実施形態においては、テンプレート画像３０１４の回転によって、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との相対的な角度関係が変更されたが、これに限られない。テンプレート画像３０１４が回転される代わりに、被検査画像２０が回転されることで、被検査画像２０とテンプレート画像３０１４との相対的な角度関係が変更されても良い。図５２は、変形例において、被検査画像２０を反時計回りにα度回転させた状態を例示する図である。また、第１４実施形態においては、被検査画像２０の回転によって回転被検査画像６０が生成されることで、被検査画像２０と評価領域５１との相対的な角度関係が変更されたが、被検査画像２０が回転される代わりに、評価領域５１が回転されることで、被検査画像２０と評価領域５１との相対的な角度関係が変更されても良い。図５３は、変形例において、評価領域５１を反時計回りにθ度回転させた状態を例示する図である。
【０４７０】
また、第１３実施形態においては、テンプレート画像３０１４の画素値が、白黒階調値で表されていたが、被写体の画像に応じて色調が任意に設定されても良い。
【０４７１】
また、第１５実施形態において、肋骨画像群中心位置は、肋骨画像群の存在範囲を矩形で近似するほか、肋骨画像または肋骨エッジの各部の画素位置を平均することによって求めてもよい。
【０４７２】
また、第１７実施形態において、被検査画像２０と肋骨モデル２２との相対的な角度関係を変更させるにあたっては、図７９に角度αとして例示するように肋骨モデル２２を回転させてもよい。
【符号の説明】
【０４７３】
１，２００１，３４０１  正中線決定装置
２  制御部
４  操作部
５  取得部
２０  被検査画像
３，２０４２Ａ〜２０４２Ｆ，３０４８Ａ〜３０４８Ｃ，４０４４Ａ〜４０４４Ｃ  正中線決定部
１１  背骨テンプレート
１３  肺野テンプレート
１４  腹部テンプレート
１６  肺野モデル
２２  肋骨モデル
２０４０，２０４０Ａ〜２０４０Ｆ，３０４０Ａ〜３０４０Ｃ，４０４０Ａ〜４０４０Ｃ  決定部
２０３０  積算値算出部
２０４１Ａ〜２０４０Ｆ  認識部
２０４３Ｂ〜２０４３Ｆ  検出部
２０４４  差分算出部
２０４５  合算値算出部
５４    正中線候補位置
５１Ａ〜５１Ｃ    評価領域
６０  回転被検査画像
３０１４  テンプレート画像
３０  正中線
３０４１  ２値化部
３０４２  エッジ抽出部
３０４４  テンプレート設定部
３０４５  照合実効部
３０４６  照合制御部
３０４３，４０４６  照合部
４０４１Ａ，４０４１Ｂ  ラベリング部
４０４２  傾き算出部  
４０４３  中心位置算出部
４０４５  肋骨点検出部
【図１】
0005626202.tif 000002
【図２】
0005626202.tif 000003
【図３】
0005626202.tif 000004
【図４】
0005626202.tif 000005
【図５】
0005626202.tif 000006
【図６】
0005626202.tif 000007
【図７】
0005626202.tif 000008
【図８】
0005626202.tif 000009
【図９】
0005626202.tif 000010
【図１０】
0005626202.tif 000011
【図１１】
0005626202.tif 000012
【図１２】
0005626202.tif 000013
【図１３】
0005626202.tif 000014
【図１４】
0005626202.tif 000015
【図１５】
0005626202.tif 000016
【図１６】
0005626202.tif 000017
【図１７】
0005626202.tif 000018
【図１８】
0005626202.tif 000019
【図１９】
0005626202.tif 000020
【図２０】
0005626202.tif 000021
【図２１】
0005626202.tif 000022
【図２２】
0005626202.tif 000023
【図２３】
0005626202.tif 000024
【図２４】
0005626202.tif 000025
【図２５】
0005626202.tif 000026
【図２６】
0005626202.tif 000027
【図２７】
0005626202.tif 000028
【図２８】
0005626202.tif 000029
【図２９】
0005626202.tif 000030
【図３０】
0005626202.tif 000031
【図３１】
0005626202.tif 000032
【図３２】
0005626202.tif 000033
【図３３】
0005626202.tif 000034
【図３４】
0005626202.tif 000035
【図３５】
0005626202.tif 000036
【図３６】
0005626202.tif 000037
【図３７】
0005626202.tif 000038
【図３８】
0005626202.tif 000039
【図３９】
0005626202.tif 000040
【図４０】
0005626202.tif 000041
【図４１】
0005626202.tif 000042
【図４２】
0005626202.tif 000043
【図４３】
0005626202.tif 000044
【図４４】
0005626202.tif 000045
【図４５】
0005626202.tif 000046
【図４６】
0005626202.tif 000047
【図４７】
0005626202.tif 000048
【図４８】
0005626202.tif 000049
【図４９】
0005626202.tif 000050
【図５０】
0005626202.tif 000051
【図５１】
0005626202.tif 000052
【図５２】
0005626202.tif 000053
【図５３】
0005626202.tif 000054
【図５４】
0005626202.tif 000055
【図５５】
0005626202.tif 000056
【図５６】
0005626202.tif 000057
【図５７】
0005626202.tif 000058
【図５８】
0005626202.tif 000059
【図５９】
0005626202.tif 000060
【図６０】
0005626202.tif 000061
【図６１】
0005626202.tif 000062
【図６２】
0005626202.tif 000063
【図６３】
0005626202.tif 000064
【図６４】
0005626202.tif 000065
【図６５】
0005626202.tif 000066
【図６６】
0005626202.tif 000067
【図６７】
0005626202.tif 000068
【図６８】
0005626202.tif 000069
【図６９】
0005626202.tif 000070
【図７０】
0005626202.tif 000071
【図７１】
0005626202.tif 000072
【図７２】
0005626202.tif 000073
【図７３】
0005626202.tif 000074
【図７４】
0005626202.tif 000075
【図７５】
0005626202.tif 000076
【図７６】
0005626202.tif 000077
【図７７】
0005626202.tif 000078
【図７８】
0005626202.tif 000079
【図７９】
0005626202.tif 000080
【図８０】
0005626202.tif 000081