(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を透視撮影することで得られる画像を処理する画像処理装置であって、
画像における注目画素を包囲する第１範囲に属する画素を周辺画素と設定して、前記周辺画素のうち画素値が前記注目画素と類似する類似画素の個数を求めることにより前記注目画素が画像上のノイズ成分であるかどうかを判定する第１中間判定を実行するノイズ判定手段と、
前記ノイズ判定手段の判定結果に基づいて、画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値を変更する画素値変更手段とを備え、
前記ノイズ判定手段が前記第１範囲よりも広い範囲である第２範囲に属する画素を前記周辺画素と設定して類似画素の個数を求めることによりノイズの判定を行う第２中間判定を実行し、前記中間判定の両方で画像上のノイズ成分であるとされた画素を真のノイズ成分と判定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記ノイズ判定手段は、前記注目画素の画素値を中心として幅を持たせた画素値の範囲に前記周辺画素の画素値の各々が属するかどうかで前記類似画素の判定をすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、
前記ノイズ判定手段は、前記類似画素の個数が規定数以上である場合には、前記注目画素が画像上のノイズ成分であると判定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像処理装置において、
前記ノイズ判定手段が判定に用いる画素値の幅は、画像の露光条件、画像における画素値の分散によって変更されることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記画素値変更手段は、画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値をこの画素を包囲する周辺画素の画素値を用いて変更することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理装置を搭載した放射線撮影装置において、
放射線を照射する放射線源と、
照射された放射線を検出して検出信号を出力する検出手段と、
前記検出手段が出力する検出信号を基に画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影において画像に写り込む統計ノイズを除去することができる画像処理装置およびそれを備えた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には放射線で被検体の画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。このような放射線撮影装置は、撮影の際に照射させる放射線の線量は可能な限り抑制される。被検体に無用な放射線被曝を防ぐ必要があるからである。【０００３】
この統計ノイズを軽減する画像処理として、ノイズを写し込んだ画素の画素値を置換する画像処理方法が知られている。従来方法のうち、高度なものについて説明する。この画像処理は、画像を構成する画素１つ１つに共通の画像処理を施すことで行われる（特に特許文献１）。【０００４】
従来の画像処理方法において、画像上のある画素について行われる画像処理を図１３を用いて具体的に説明する。まず、現在画像処理を行っている画素である注目画素ａの画素値を読み取る。そして、この注目画素ａを囲む８個の周辺画素ｂの画素値をそれぞれ読み取る。そして、周辺画素ｂの画素値の平均値（ｂ）と、分散（ｂ）とをそれぞれ算出する。【０００５】
注目画素ａがノイズを写し込んでいるかは、画素値の平均値と分散とによって判断される。すなわち、注目画素ａの画素値が平均値と分散に所定の定数をかけた値との和よりも大きい場合、注目画素ａの画素値が周辺画素ｂの画素値よりもかけ離れていると判定される。この場合に注目画素ａはノイズ成分であると判定される。【０００６】
ノイズ成分であると判定された注目画素ａの画素値は周辺画素ｂの画素値に近い値に置き換えられる。これにより、画像にちらついて現れていたノイズ成分は除去され、画像の視認性は向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許２６３１６５４号公報
【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、従来の画像処理においては、次のような問題点がある。
すなわち、従来の画像処理方法では、画素をノイズ成分を写し込んでいないと誤認識してしまうことが起こる。これにより、画像からはノイズ成分が十分に除去できないことになる。【０００９】
この現象が生じる理由について説明する。画像には、ノイズを写し込んだ画素が集中している部分がある。このノイズ集中部で上述のような画像処理をすると、周辺画素ｂの分散が大きくなる。すると、画素がノイズ成分と判定されにくくなり、ノイズ成分を含んでいても、ノイズ成分でないと判断される画素が増加する。【００１０】
このような従来のノイズ除去手法では、判定における所定の定数を調整することで画像処理の効果を調整できるようになっている。しかし、画像処理は画像に対して一様に施されるので、ノイズ集中部に好適なように定数を決めると、ノイズが疎らな部分で画像が乱れる。逆に、ノイズが疎らな部分に好適なように定数を決めると、ノイズ集中部で画像が乱れる。結局、従来の画像処理ではノイズが適切に除去された処理画像を取得することができない。そもそも画素値の分散は、画像を見たときのノイズの様子を表しているとは言いがたく、これを指標にノイズ成分の判定を行っても、正確にノイズ成分を取り除くことができない。【００１１】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、正確にノイズの有無の判断をすることにより、画像よりノイズ成分を確実に除き、視認性に優れた画像を提供できる画像処理装置およびそれを備えた放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る画像処理装置は、被検体を透視撮影することで得られる画像を処理する画像処理装置であって、画像における注目画素を包囲する第１範囲に属する画素を周辺画素と設定して、周辺画素のうち画素値が注目画素と類似する類似画素の個数を求めることにより注目画素が画像上のノイズ成分であるかどうかを判定する第１中間判定を実行するノイズ判定手段と、ノイズ判定手段の判定結果に基づいて、画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値を変更する画素値変更手段とを備え、ノイズ判定手段が第１範囲よりも広い範囲である第２範囲に属する画素を周辺画素と設定して類似画素の個数を求めることによりノイズの判定を行う第２中間判定を実行し、中間判定の両方で画像上のノイズ成分であるとされた画素を真のノイズ成分と判定することを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］本発明に係る画像処理装置のノイズ成分の判定は、注目画素に画素値が類似する周辺画素の個数で決められる。この様にすることで、周辺画素に対して際立って画素値の異なる注目画素を正確にノイズ成分と判定することができる。従来のように分散をノイズ成分の指標とすると、分散の値によってノイズ成分の判定にバラツキが生じる。そこで、本発明のように、類似画素の個数を基にノイズ成分を判定すると、周辺と非類似の画素をノイズ成分と判定することになるので、見た目の視認性の悪さを忠実に表したノイズ判定ができる。この様なノイズ成分の判定を行えば、ノイズ成分が正確に除かれた処理画像を生成することができる画像処理装置が提供できる。【００１４】
削除
【００１５】
［作用・効果］上述の構成は本発明の装置のより具体的な構成を示している。ノイズ判定を狭範囲と広範囲の異なる範囲を基に判断するようにすれば、より正確なノイズ成分の推定をすることができる。狭範囲での判定では、画像に写り込むノイズ成分が連続している部分の外縁をノイズ成分と誤認識してしまうことがあり、広範囲での判定では、画像に写り込む小さな構造物全体をノイズ成分と誤認識してしまうことがある。上述の構成のように、いずれの判定でもノイズ成分とされた画素を真のノイズ成分と判定すれば、よりノイズ成分の推定が正確となるのである。【００１６】
また、上述の画像処理装置において、ノイズ判定手段は、注目画素の画素値を中心として幅を持たせた画素値の範囲に周辺画素の画素値の各々が属するかどうかで類似画素の判定をすればより望ましい。【００１７】
［作用・効果］上述の構成は本発明の装置のより具体的な構成を示している。上述の構成とすれば、類似画素の判断が明確となり、ノイズ成分の判定をすることができる。【００１８】
また、上述の画像処理装置において、ノイズ判定手段は、類似画素の個数が規定数以上である場合には、注目画素が画像上のノイズ成分であると判定すればより望ましい。【００１９】
［作用・効果］上述の構成は本発明の装置のより具体的な構成を示している。上述の構成とすれば、類似画素の個数を基にノイズ成分の判断をいかに行うかが明確となり、ノイズ成分の判定をすることができる。【００２０】
また、上述の画像処理装置において、ノイズ判定手段が判定に用いる画素値の幅は、画像の露光条件、画像における画素値の分散によって変更されればより望ましい。【００２１】
［作用・効果］上述の構成は本発明の装置のより具体的な構成を示している。ノイズ成分が画像に現れる様子は画像の露光条件によって異なる。本発明によれば、画像の露光条件によってノイズ判定を調節することができる。また、画像における画素値の分散を手がかりに好適なノイズ判定ができるように判定の調整を行うようにしてもよい。【００２２】
また、上述の画像処理装置において、画素値変更手段は、画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値をこの画素を包囲する周辺画素の画素値を用いて変更すればより望ましい。【００２３】
［作用・効果］上述の構成は本発明の装置のより具体的な構成を示している。すなわち、画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値をこの画素を包囲する周辺画素の画素値を用いて補完するように構成される。すると、ノイズ成分画素がノイズ成分が写り込んでいなかったとしたときの画素値に近い値に変更される。したがって、上述の構成によればよりノイズ成分が全く無かったときの状態に近い視認性に優れた処理画像が得られる。【００２４】
また、本発明は上述の画像処理装置を搭載した放射線撮影装置の発明も記載している。すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、照射された放射線を検出して検出信号を出力する検出手段と、検出手段が出力する検出信号を基に画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴としている。【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明を放射線撮影装置に適用させた態様を示している。本発明の放射線撮影装置によれば、注目画素に画素値が類似する周辺画素の個数でノイズ成分の判定を行うので、より視認性に優れた画像を提供できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る画像処理装置のノイズ成分の判定は、注目画素に画素値が類似する周辺画素の個数で決められる。この様にすることで、周辺画素に対して際立って画素値の異なる注目画素を正確にノイズ成分と判定することができる。従来のように分散をノイズ成分の指標とすると、分散の値によってノイズ成分の判定にバラツキが生じる。そこで、本発明のように、類似画素の個数を基にノイズ成分を判定すると、周辺と非類似の画素をノイズ成分と判定することになるので、見た目の視認性の悪さを忠実に表したノイズ判定ができる。この様なノイズ成分の判定を行えば、ノイズ成分が正確に除かれた処理画像を生成することができる画像処理装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１に係る画像処理装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係る第１フラグ画像を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係る狭範囲ノイズ検出部の動作を説明する模式図である。
【図４】実施例１に係る狭範囲ノイズ検出部の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係る広範囲ノイズ検出部の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係る合成フラグ画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る画素値変更部の動作を説明する模式図である。
【図８】実施例１に係る画素値変更部の動作を説明する模式図である。
【図９】実施例１に係る画素値変更部の動作を説明する模式図である。
【図１０】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】実施例２に係る放射線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図１２】本発明の１変形例に係る構成を説明する機能ブロック図である。
【図１３】従来構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以降、発明を実施するための形態として具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００２９】
以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤはフラットパネル・ディテクタの略である。【００３０】
実施例１に係る画像処理装置１は、図１に示すように、Ｘ線で被検体を透視撮影することによって取得された画像（元画像Ｐ０と呼ぶ）を入力すると、この元画像Ｐ０の全体に写り込んでいる統計ノイズに由来する粒状の偽像が除去された処理画像Ｐ４が出力される構成となっている。統計ノイズとは、透視撮影をする際にＸ線を検出するＦＰＤが有する検出画素がＸ線を検出するときの強度のバラツキに由来するノイズで、検出素子の検出特性が関係している。従って、統計ノイズ由来の粒状の偽像は、たとえＦＰＤに均一にＸ線を照射したとしても消えることがないものである。【００３１】
＜画像処理装置の全体構成＞
実施例１に係る画像処理装置１は、図１に示すように、第１範囲に属する画素を周辺画素としてノイズの判定を行う狭範囲ノイズ検出部１２ａと、第１範囲よりも広い範囲である第２範囲に属する画素を周辺画素と設定してノイズの判定を行う広範囲ノイズ検出部１２ｂと、狭範囲ノイズ検出部１２ａ，および広範囲ノイズ検出部１２ｂとの出力を基に合成フラグ画像Ｐ３を生成する合成フラグ画像生成部１２ｃを備えている。狭範囲ノイズ検出部１２ａ，広範囲ノイズ検出部１２ｂおよび合成フラグ画像生成部１２ｃは、ノイズ成分の判定を行うノイズ判定部１２を構成している。また、画像処理装置１はノイズ判定部１２の判定に基づいて画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値を変更する画素値変更部１３を備えている。ノイズ判定部１２は、本発明のノイズ判定手段に相当し、画素値変更部１３は、本発明の画素値変更手段に相当する。記憶部２８は、後述の参照値や規定数を記憶している。【００３２】
狭範囲ノイズ検出部１２ａが出力する狭範囲検索フラグ画像Ｐ１について説明する。狭範囲検索フラグ画像Ｐ１は、図２に示すように元画像Ｐ０に存在するノイズ成分が重畳した画素の位置を表したものとなっている。図２における斜線で表した画素は、ノイズフラグがオンになっている画素であり元画像Ｐ０においてノイズ成分を含んでいる可能性が高い。しかし、実際の狭範囲検索フラグ画像Ｐ１でノイズフラグがオンになっている画素にはノイズ成分を含んでいない正常な画素も含まれてしまっている。これは狭範囲ノイズ検出部１２ａがノイズの誤認識をするからであり、詳細については後述する。広範囲ノイズ検出部１２ｂが出力する広範囲検索フラグ画像Ｐ２も図２のような概観となっている。広範囲検索フラグ画像Ｐ２にもノイズと誤認識された正常な画素が含まれている。【００３３】
＜狭範囲ノイズ検出部の動作＞
次に、狭範囲ノイズ検出部１２ａの動作について説明する。以降の説明において、狭範囲ノイズ検出部１２ａは元画像Ｐ０における注目画素ａについて動作するものとする。まず、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、図３の上側に示すように、元画像Ｐ０を構成する１つの画素を処理目的の注目画素ａとする。そして、この注目画素ａに隣接する８つの画素を周辺画素ｂ１〜ｂ８とする。この周辺画素ｂ１〜ｂ８が属する範囲が第１範囲である。そして、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、注目画素ａの画素値と周辺画素ｂ１〜ｂ８の画素値とを比較する。【００３４】
図３の中段は、各画素の画素値をグラフにより模式的に表したものとなっている。具体的には、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、記憶部２８より第１参照値を読み出して、注目画素ａの画素値ｖ（ａ）を中心に第１参照値が規定する幅を持たせた画素値の範囲Ｒを決定する。そして、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、周辺画素ｂ１〜ｂ８の画素値の各々がこの範囲Ｒに属するかどうかを判定する。このとき画素値が範囲Ｒに属している周辺画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ５，ｂ６，ｂ８は、類似画素であり、画素値が範囲Ｒに属していない周辺画素ｂ４，ｂ７は、非類似画素である。【００３５】
狭範囲ノイズ検出部１２ａは、この類似画素の個数を計数する。このとき取得される個数の意味を考える。例えば、注目画素ａが画像上のノイズ成分であると、注目画素ａの画素値は、周辺画素ｂ１〜ｂ８の画素値よりも極端に大きいか極端に小さいかしている。したがって、注目画素ａが画像上のノイズ成分である場合、図４に示すように類似画素の個数は少なくなる傾向にある。また、注目画素ａが画像上のノイズ成分でない場合は、注目画素ａの画素値は、周辺画素ｂ１〜ｂ８の画素値と似通っている。したがって、注目画素ａが画像上のノイズ成分でない場合、類似画素の個数は多くなる傾向にある。【００３６】
狭範囲ノイズ検出部１２ａは、類似画素の個数から注目画素ａが画像上のノイズ成分であるかどうかを判定する。具体的には、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、記憶部２８に記憶されている第１規定数（整数値）を参照して、類似画素の個数と比較する。そして、類似画素の個数が第１規定数以上である場合には、注目画素ａは画像上のノイズ成分であるとされる。【００３７】
狭範囲ノイズ検出部１２ａは、注目画素ａを変更しながら同様の動作を行い、元画像Ｐ０の全域においてノイズ成分を検索する。狭範囲ノイズ検出部１２ａは、画像上のノイズ成分の位置をマッピングして狭範囲検索フラグ画像Ｐ１を生成する。狭範囲検索フラグ画像Ｐ１を画像上のノイズ成分をフラグとして表している。このように、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、画像において注目画素ａと注目画素ａを包囲する周辺画素ｂ１〜ｂ８を設定して、周辺画素ｂ１〜ｂ８のうち画素値が注目画素ａと類似する類似画素の個数を求めることにより注目画素ａが画像上のノイズ成分であるかどうかを判定する。狭範囲ノイズ検出部１２ａの動作が本発明の第１中間判定である。【００３８】
＜広範囲ノイズ検出部の動作＞
広範囲ノイズ検出部１２ｂの動作は狭範囲ノイズ検出部１２ａの動作と同様である。広範囲ノイズ検出部１２ｂが出力する画像を広範囲検索フラグ画像Ｐ２とする。また、広範囲ノイズ検出部１２ｂは、上述の第１参照値と第１規定数のそれぞれの代わりに第２参照値と第２規定数のそれぞれを記憶部２８から読み出して動作する。【００３９】
図５は、広範囲ノイズ検出部１２ｂの動作を表している。広範囲ノイズ検出部１２ｂは、注目画素ａを中心として５×５の正方形の範囲である第２範囲に属する画素を周辺画素として動作する。したがって、広範囲ノイズ検出部１２ｂが１つの注目画素ａについて類似画素の判定を行う画素は、２４個あることになる。【００４０】
広範囲ノイズ検出部１２ｂは、注目画素ａを変更しながら同様の動作を行い、元画像Ｐ０の全域においてノイズ成分を検索する。広範囲ノイズ検出部１２ｂは、画像上のノイズ成分の位置をマッピングして広範囲検索フラグ画像Ｐ２を生成する。広範囲検索フラグ画像Ｐ２を画像上のノイズ成分をフラグとして表している。広範囲ノイズ検出部１２ｂの動作が本発明の第２中間判定である。【００４１】
狭範囲検索フラグ画像Ｐ１と広範囲検索フラグ画像Ｐ２を比較すると、互いに類似している。いずれの画像もノイズ成分が元画像Ｐ０に現れる位置を表しているからである。しかし、各画像は全く同一ではない。狭範囲ノイズ検出部１２ａと広範囲ノイズ検出部１２ｂとは、元画像Ｐ０における異なる位置でノイズ成分の誤認識をしているからである。【００４２】
狭範囲ノイズ検出部１２ａがノイズ成分の誤認識をする理由について説明する。元画像Ｐ０にはノイズ成分の他、様々な被検体由来の構造物が写り込んでいる。狭範囲ノイズ検出部１２ａは、画像における構造物成分をノイズ成分ではないと判定すべきである。しかし、画像上のノイズ成分が連続している部分の外縁における狭い範囲でノイズ成分の判定を行うと、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、第１範囲に写り込んだノイズ成分の外縁をノイズ成分と認識してしまうことがある。従って、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、ノイズ成分が連続している部分の外縁で判定の誤認識をしやすい。【００４３】
広範囲ノイズ検出部１２ｂがノイズ成分の誤認識をする理由について説明する。元画像Ｐ０には様々な大きさの構造物が写り込んでいる。広範囲ノイズ検出部１２ｂは、いずれの構造物もノイズではないと判定すべきである。しかし、画像上の広い範囲でノイズ成分の判定を行うと、広範囲ノイズ検出部１２ｂは、第２範囲に収まる小さな構造物をノイズ成分と判断してしまうことがある。この様な構造物を写し込んだ画素は、第２範囲において画素値が周辺とかけ離れている上、第２範囲に占める個数も少ないからである。従って、狭範囲ノイズ検出部１２ａは、小さな構造物の判定を誤認識しやすい。【００４４】
狭範囲ノイズ検出部１２ａと広範囲ノイズ検出部１２ｂとは、互いにノイズ成分の誤認識をするものの、誤認識に至るメカニズムは互いに異なっている。従って、狭範囲ノイズ検出部１２ａと広範囲ノイズ検出部１２ｂとは、元画像Ｐ０における同じ位置でノイズ成分の誤認識をしているとは考えにくいということになる。【００４５】
＜合成フラグ画像生成部の動作＞
狭範囲ノイズ検出部１２ａと広範囲ノイズ検出部１２ｂとのそれぞれは、狭範囲検索フラグ画像Ｐ１と広範囲検索フラグ画像Ｐ２とのそれぞれを合成フラグ画像生成部１２ｃに送出する。合成フラグ画像生成部１２ｃは、図６に示すように狭範囲検索フラグ画像Ｐ１と広範囲検索フラグ画像Ｐ２との論理積を取得して合成フラグ画像Ｐ３を生成する。すなわち合成フラグ画像生成部１２ｃは、狭範囲検索フラグ画像Ｐ１におけるある位置の画素と、広範囲検索フラグ画像Ｐ２での同一位置にある画素との間で論理積を取得しその結果をマッピングすることにより合成フラグ画像Ｐ３を生成する。合成フラグ画像Ｐ３は、第１中間判定と第２中間判定の両方で画像上のノイズ成分であるとされた画素を真のノイズ成分と判定する。【００４６】
＜画素値変更部の動作＞
合成フラグ画像Ｐ３は、画素値変更部１３に送出される。画素値変更部１３は、ノイズ判定部１２の判定結果である合成フラグ画像Ｐ３に基づいて、元画像Ｐ０上のノイズ成分が重畳した画素（ノイズ重畳画素）の位置を認識する。そして、その画素の画素値を変更する。【００４７】
図７は、画素値変更部１３の具体的な動作を説明している。画素値変更部１３は、ノイズ重畳画素ｐの上下左右に隣接する４つの隣接画素ｓの画素値の平均値を算出し、ノイズ重畳画素ｐの画素値を平均値に置き換える。すなわち、画素値変更部１３は、元画像Ｐ０上のノイズ重畳画素の画素値をこの画素に隣接する画素の画素値を用いて変更する。画素値変更部１３は同様の動作を元画像Ｐ０の全域について行い、元画像Ｐ０におけるノイズ成分は消去される。【００４８】
図８は、画素値変更部１３の別の動作を説明している。元画像Ｐ０には、図８左側に示すようにノイズ成分が元画像Ｐ０に連続している部分もある。この様な部分に対して画素値変更部１３がどのように動作するのかについて説明する。このような場合も、図８右側に示すように、画素値の変更はノイズ重畳画素ｐの隣接画素ｓを用いて行われる。このとき注目されるのは、ノイズ重畳画素ｐの画素値の算出には、隣接するノイズ重畳画素を用いないことである。図８においては、この様子をノイズ重畳画素に×印を付すことで表している。このようにして塊をなして存在するノイズ重畳画素ｐの画素値は変更される。【００４９】
図９左側は、画素値変更部１３のまた別の動作を説明している。元画像Ｐ０には、図９左側のＮで示すようにノイズ成分の塊に埋もれてしまっているノイズ重畳画素が存在する。このようなノイズ重畳画素は、図８で説明済みの動作によると、画素値の変更ができないことになる。符号Ｎが付されたノイズ重畳画素は、隣接する画素の全てがノイズ重畳画素であるからである。この様なノイズ重畳画素を内陸画素Ｎと呼ぶことにする。【００５０】
画素値変更部１３は、内陸画素Ｎの画素値の変更を行わず、ノイズ重畳画素ｐの塊における周縁部について上述の変更処理を行う。この周縁部に位置するノイズ重畳画素は、図９左側において○印で表している。【００５１】
図９右側は、周縁部に位置するノイズ重畳画素の画素値が変更された後を示している。この時点で内陸画素Ｎはすべてノイズの塊における周縁部に位置する画素になっている。そこで、画素値変更部１３は、前のステップで内陸画素Ｎであった画素を今度は周縁部に位置するノイズ重畳画素であるものとして、図８で説明済みの動作により画素値の変更を行う。このようにして内陸画素Ｎを含んで塊をなして存在するノイズ重畳画素ｐの画素値は変更される。【００５２】
＜画像処理装置の動作＞
次に、画像処理装置全体の動作について説明する。画像処理装置１を用いて元画像Ｐ０のノイズ除去をするには、まず、元画像Ｐ０を用いて合成フラグ画像Ｐ３が生成される（合成フラグ画像生成ステップＳ１）。合成フラグ画像Ｐ３は、元画像Ｐ０上におけるノイズの出現位置を示している。次に、合成フラグ画像Ｐ３を基に処理画像Ｐ４を生成する（画素値変換ステップＳ２）。この処理画像Ｐ４は、元画像Ｐ０におけるノイズ成分が除去されたものとなっている。【００５３】
元画像Ｐ０の内陸画素Ｎについての処理を説明する。元画像Ｐ０で内陸画素Ｎだったノイズ重畳画素の多くは、処理画像Ｐ４においては内陸画素とはなっていない。元画像Ｐ０のノイズの塊の周縁部に位置していたノイズ重畳画素は、画素値変換ステップＳ２で正常化され、もはやノイズ重畳画素でないからである。つまり、処理画像Ｐ４においては、元画像Ｐ０に写り込んでいたノイズの塊は、完全に消去されていないものの、大きさが小さなものとなっている。【００５４】
画像処理装置１は、次に、この内陸画素Ｎの部分のノイズ成分を除去する動作をする。すなわち、画像処理装置１は、今度は処理画像Ｐ４を用いて合成フラグ画像を再生成するのである（合成フラグ画像再生成ステップＳ３）。このとき生成される合成フラグ画像は、処理画像Ｐ４（元画像Ｐ０ではない）におけるノイズの出現位置を示したものとなっている。そして、次に、再生成された合成フラグ画像を基に処理画像を再生成する（画素値再変換ステップＳ４）。これにより、処理画像Ｐ４に写り込んでいたノイズはほとんど消去される。元画像Ｐ０に写り込んでいたノイズの塊は、２回の画素値変換処理を経て更に小さなものとなる。ノイズの塊の中には２回の画像処理を経て完全に消去されるものもある。【００５５】
この様に、画像処理装置１は合成フラグ画像と画素値変換とを交互に繰り返すことにより元画像Ｐ０に写り込んでいたノイズの塊を消去する。図１０においては、合成フラグ画像と画素値変換とを２回行う構成について説明するが、この繰り返し回数を３回以上としてもよい。【００５６】
＜画像に写り込む構造物への影響＞
本発明における画像処理をすることによりノイズ成分は確実に除去される。そこで今度は、ノイズではないガイドワイヤ像などの構造物が本発明の画像処理によりどのような影響を受けるかについて説明する。ガイドワイヤ像は、元画像Ｐ０において線状の構造物として写り込んでいる。この線状の構造物は、画素値が低い画素が直線上に配列されることで構成されている。【００５７】
このようなガイドワイヤが写り込んだ元画像Ｐ０に実施例１のノイズ判定を施すと、ガイドワイヤ像の周縁部がノイズ成分と判定される。周縁部の画素はノイズと判定されるのであるから、この部分の画素値は隣接画素の画素値に置き換えられることになる。元画像Ｐ０に画素値変換処理を施すと、ガイドワイヤ像の境界部においてガイドワイヤ像を構成する暗い部分とそれ以外の明るい部分とが領域を拡大し合うようにせめぎ合う。結果として境界がはっきりとしたガイドワイヤ像が処理画像として取得される。このように、実施例１の画像処理によると、ガイドワイヤ像の視認性が悪化することなく、むしろ視認性が向上することになる。【００５８】
以上のように、本発明に係る画像処理装置１のノイズ成分の判定は、注目画素ａに画素値が類似する周辺画素ｂの個数で決められる。この様にすることで、周辺画素ｂに対して際立って画素値の異なる注目画素ａを正確にノイズ成分と判定することができる。従来のように分散をノイズ成分の指標とすると、分散の値によってノイズ成分の判定にバラツキが生じる。そこで、本発明のように、類似画素の個数を基にノイズ成分を判定すると、周辺と非類似の画素をノイズ成分と判定することになるので、見た目の視認性の悪さを忠実に表したノイズ判定ができる。この様にノイズ成分の判定を行えば、ノイズ成分が正確に除かれた処理画像Ｐ４を生成することができる画像処理装置１が提供できる。【００５９】
また、ノイズ判定を狭範囲と広範囲の異なる範囲を基に判断するようにすれば、より正確なノイズ成分の推定をすることができる。狭範囲での判定では、画像に写り込むノイズ成分が連続している部分の外縁をノイズ成分と誤認識してしまうことがあり、広範囲での判定では、画像に写り込む小さな構造物全体をノイズ成分と誤認識してしまうことがある。上述の構成のように、いずれの判定でもノイズ成分とされた画素を真のノイズ成分と判定すれば、よりノイズ成分の推定が正確となるのである。【００６０】
また、本発明の構成は、画像上のノイズ成分が重畳した画素の画素値をこの画素に隣接する画素の画素値を用いて補完するように構成される。すると、ノイズ成分画素がノイズ成分が写り込んでいなかったとしたときの画素値に近い値に変更される。したがって、上述の構成によればよりノイズ成分が全く無かったときの状態に近い視認性に優れた処理画像Ｐ４が得られる。
【実施例２】
【００６１】
続いて実施例２に係るＸ線撮影装置２０について説明する。実施例２に係るＸ線撮影装置２０は、図１１に示す様に実施例１に係る画像処理装置１（図１１においては画像処理部３２として表記）を備えた立位撮影用のＸ線撮影装置となっている。そこで、実施例２に係るＸ線撮影装置２０において、実施例１に係る画像処理部３２の構成および動作説明については省略する。【００６２】
まず、実施例２に係るＸ線撮影装置２０の構成について説明する。Ｘ線撮影装置２０は、立位の被検体Ｍの撮影を行うように構成されており、図１１に示すように、床面から鉛直方向ｖに伸びた支柱２と、Ｘ線を照射するＸ線管３と、支柱２に支持されるＦＰＤ４と、鉛直方向ｖに伸びるとともに天井に支持されている懸垂支持体７を有している。懸垂支持体７は、Ｘ線管３を懸垂支持するものである。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。【００６３】
ＦＰＤ４は、支柱２に対し鉛直方向ｖにスライドすることができる。また、懸垂支持体７は、鉛直方向ｖに伸縮自在となっており、懸垂支持体７の伸縮に伴ってＸ線管３の鉛直方向ｖにおける位置が変更される。ＦＰＤ４の支柱２に対する鉛直方向ｖの移動は、両者２，４の間に設けられたＦＰＤ移動機構３５により実行される。これは、ＦＰＤ移動制御部３６により制御される。【００６４】
Ｘ線管３の移動について説明する。Ｘ線管３は、懸垂支持体７に設けられたＸ線管移動機構３３により行われる。Ｘ線管移動制御部３４は、Ｘ線管移動機構３３を制御する目的で設けられている。Ｘ線管３は、Ｘ線管移動機構３３により（１）鉛直方向ｖ，（２）ＦＰＤ４に対する接近・離反方向、（３）Ｘ線管３からＦＰＤ４に向かう方向と直交する水平方向Ｓ（図１１における紙面貫通方向、被検体Ｍの体側方向）に移動する。Ｘ線管３が鉛直方向ｖに移動する場合、懸垂支持体７は、伸縮することになる。【００６５】
ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出する検出面４ａ（図１１参照）を有している。検出面４ａは、鉛直方向ｖに起立してＸ線撮影装置２０に配置されている。これにより、起立した被検体Ｍを効率的に撮影できるようになっている。検出面４ａは、Ｘ線管３のＸ線照射口に面するように配置されている。いいかえれば、検出面４ａは、水平方向Ｓ，鉛直方向ｖの２方向がなす平面に沿って配置されている。また、検出面４ａは、矩形となっており、１辺が水平方向Ｓに、その１辺と直交する他の１辺が鉛直方向ｖに一致している。【００６６】
Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３の管電圧、管電流やＸ線の照射時間を制御するものである。Ｘ線管制御部６は、所定の管電流・管電圧・パルス幅で放射線を出力するようにＸ線管３を制御する。管電流等のパラメータは、記憶部３７に記憶されている。【００６７】
画像生成部３１は、ＦＰＤ４から出力された検出データを組み立てて、被検体Ｍの投影像が写りこんでいる元画像Ｐ０を生成する。画像処理部３２は元画像Ｐ０に写り込んだ統計ノイズ由来の偽像を除去して処理画像Ｐ４を生成する。画像生成部３１は、本発明の画像生成手段に相当する。【００６８】
操作卓３８は、術者の各指示を入力させる目的で設けられており、画像処理部３２に対する各種指示もこの操作卓３８を通じて行われる。記憶部３７は、Ｘ線管３の制御情報、Ｘ線管３の位置情報、ＦＰＤ４の鉛直方向ｖの位置情報などのＸ線撮影に用いられる各種パラメータの一切を記憶する。なお、Ｘ線撮影装置２０は、図１１に示すように、各部６，３４，３６，３１，３２を統括的に制御する主制御部４１を備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。表示部３９は、撮影された処理画像Ｐ４を表示させる目的で設けられている。【００６９】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線撮影装置２０の動作について説明する。撮影に先立って、被検体ＭがＸ線管３とＦＰＤ４とに挟まれる位置に起立される。これにより、Ｘ線撮影装置２０に被検体Ｍが載置されたことになる。術者が操作卓３８を通じてＸ線管３およびＦＰＤ４の位置の調整を行うと、Ｘ線管３およびＦＰＤ４はそれぞれの移動を制御する制御部３４，３６の制御に従って、被検体Ｍの撮影領域まで移動する。【００７０】
術者が操作卓３８を通じて撮影開始の指示を与えると、Ｘ線管制御部６は、記憶部３７に記憶されている照射時間・管電流・管電圧に従い、パルス状のＸ線を照射する。ＦＰＤ４は、被検体を透過してきたＸ線を検出して検出信号を画像生成部３１に出力する。画像生成部３１は、各検出信号を基に、被検体Ｍの透視像と統計ノイズ由来の偽像が写り込んだ元画像Ｐ０を生成する。元画像Ｐ０は、画像処理部３２により偽像が除かれた処理画像Ｐ４に変換される。この処理画像Ｐ４が表示部３９に表示されてＸ線撮影装置２０による撮影動作は終了となる。【００７１】
以上のように、上述の構成は、本発明を放射線撮影装置に適用させた態様を示している。本発明の放射線撮影装置によれば、注目画素ａに画素値が類似する周辺画素ｂの個数でノイズ成分の判定を行うので、より視認性に優れた画像を提供できる。【００７２】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。【００７３】
（１）上述の構成では、処理画像Ｐ４を最終画像としていたが、本発明はこの構成に限られない。図１２に示すように、処理画像Ｐ４と元画像Ｐ０とを重合する画像重合部１４を備えるようにしても良い。画像重合部１４は、処理画像Ｐ４と元画像Ｐ０に重み付けをして重ね合わせて重合画像Ｐ５を生成する。【００７４】
（２）上述の構成に加えて、ノイズ判定部１２が判定に用いる画素値の幅を元画像Ｐ０の露光条件、元画像Ｐ０における画素値の分散によって変更する構成を付加してもよい。ノイズ成分が画像に現れる様子は画像の露光条件によって異なる。上述の構成によれば、画像の露光条件によってノイズ判定を調節することができる。また、画像における画素値の分散を手がかりに好適なノイズ判定ができるように判定の調整を行うようにしてもよい。【００７５】
（３）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。【００７６】
（４）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明の画像処理装置は、医用分野に適している。
【符号の説明】
【００７８】
３     Ｘ線管（放射線源）
４     ＦＰＤ（検出手段）
１２   ノイズ判定部（ノイズ判定手段）
１３   画素値変更部（画素値変更手段）
３１   画像生成部（画像生成手段）
【図１】
0005641148.tif 000002
【図２】
0005641148.tif 000003
【図３】
0005641148.tif 000004
【図４】
0005641148.tif 000005
【図５】
0005641148.tif 000006
【図６】
0005641148.tif 000007
【図７】
0005641148.tif 000008
【図８】
0005641148.tif 000009
【図９】
0005641148.tif 000010
【図１０】
0005641148.tif 000011
【図１１】
0005641148.tif 000012
【図１２】
0005641148.tif 000013
【図１３】
0005641148.tif 000014