(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたアナログＸ線画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル化された画像データをしきい値処理してしきい値より大きい画素値の画像データと小さい画素値の画像データとに分離するしきい値処理手段と、分離された大きい画素値の画像データに対してエッジ強調処理を行う手段と、該処理後のエッジ強調された画像データを階調圧縮する手段と、該エッジ強調および階調圧縮された大きい画素値の画像データと、上記の分離された小さい画素値の画像データとを加算する演算手段とを備えることを特徴とするＸ線画像デジタル処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、医療などにおいて用いられるＸ線画像信号をデジタル画像データに変換して処理する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線ＴＶシステムを用いて被写体（患者の身体など）のＸ線透視像を電気的な画像信号として撮像し、これをモニター装置に表示して観察することが広く行なわれている。さらに、この画像信号をデジタル画像データに変換して種々のデジタル画像処理を行なうことも普及している。
【０００３】
ところで、Ｘ線が身体等を透過せずに直接撮像装置に入射する部分では画像の輝度が非常に高くなってハレーションを起こす。この高輝度部分のハレーションを防止するため、従来より、固定または変動するしきい値よりも明るい部分を階調方向に圧縮する方式や、あるいはアナログＸ線画像信号の固定されたしきい値よりも明るい部分を時間方向に若干遅らせて元の信号から減算処理する方式などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、単に高輝度部分を階調方向に圧縮するだけではその部分に含まれていた情報が喪失し、画像コントラストが欠落して、その画像を観察する者に違和感を与える。また、この場合に、しきい値を入力信号に基づいて変動させるようにしても、単発撮影では十分に機能せず、適正な階調圧縮を行うことができない。さらに、遅延させた信号を元の信号から減算する方式では、減算処理された部分の画像内の横方向（走査線方向）に走行する情報の欠落が生じる。
【０００５】
この発明は、上記に鑑み、高輝度部分のハレーション抑制とその高輝度部分のコントラスト欠落の防止の両方を達成するとともに、走査線方向の情報欠落なども生じないように改善した、Ｘ線画像デジタル処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明によるＸ線画像デジタル処理装置においては、入力されたアナログＸ線画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、デジタル化された画像データをしきい値処理してしきい値より大きい画素値の画像データと小さい画素値の画像データとに分離するしきい値処理手段と、分離された大きい画素値の画像データに対してエッジ強調処理を行う手段と、該処理後のエッジ強調された画像データを階調圧縮する手段と、該エッジ強調および階調圧縮された大きい画素値の画像データと、上記の分離された小さい画素値の画像データとを加算する演算手段とが備えられることが特徴となっている。
【０００７】
しきい値より大きい画素値の画像データが階調圧縮されるので、ハレーションが抑制されるが、それだけでは高輝度部分の情報も失われる。そこで、このしきい値より大きい画素値の画像データに対してエッジ強調処理することにより高輝度部分の情報の喪失を防ぎながら、階調圧縮する。これによって、高輝度部分のハレーション抑制とその高輝度部分のコントラスト欠落の防止とを両立させることができる。遅延させた信号を元の信号から減算するわけではないので、走査線方向に走行する情報の欠落もない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、Ｘ線管１１から発射されたＸ線が被写体１０を透過してイメージインテンシファイア１２に入射し、Ｘ線透過像が光学像に変換される。イメージインテンシファイア１２には光学系１３を介してＴＶカメラ１４が結合されており、イメージインテンシファイア１２の出力光学像の画像信号が得られる。この画像信号はデジタル画像処理装置２０を通してＴＶモニター装置１５に送られてＸ線透視像の表示がなされる。
【０００９】
デジタル画像処理装置２０は、Ａ／Ｄ変換器２１と、非線形変換回路２２と、しきい値処理回路２３と、２次元空間周波数処理回路２４と、階調変換回路２５と、演算回路２６と、処理回路２７と、Ｄ／Ａ変換器２８とからなる。ＴＶカメラ１４から出力されるアナログＸ線画像信号はまずＡ／Ｄ変換器２１でデジタルデータに変換され、非線形変換回路２２に送られる。
【００１０】
吸収係数μで厚さがｔの被写体（Ｘ線吸収体）１０を透過したＸ線の強度はつぎの数式１で表わされる。
【数１】
0003629875.tif 000002
そこで、非線形変換回路２２に設定する変換テーブルを基本的にはＬＯＧ関数かあるいは上側に凸になっている関数とする。これにより直線的に変化する階段状になっている被写体１０の場合に、図２のＡで示すような画像データ（Ａ／Ｄ変換器２１の出力ａ）が同図のＢで示すような元の被写体１０の形状に合致したものとなる（非線形変換回路２２の出力ｂとして図２のＢに示すようなものが得られる）。なお、図２のＡ〜Ｇでは、横軸がある方向（たとえば走査線方向）の位置を、縦軸が画素値を示す。
【００１１】
この非線形変換回路２２の出力画像データｂはしきい値処理回路２３に送られて所定のしきい値より小さい画素値の画像データｃとそれ以上の画素値の画像データｄとに分離される（図２のＣ、Ｄを参照）。大きい画素値の画像データｄは２次元空間周波数処理回路２４によりエッジ強調処理される。これにより図２のＥで示すような画像データｅが得られ、これがつぎに階調変換回路２５に送られて階調方向に圧縮され、図２のＦで示すような画像データｆが出力される。
【００１２】
このエッジ強調されかつ階調圧縮された画像データｆは、演算回路２６において、先のしきい値処理回路２３で分離された画素値の小さい画像データｃと加算されて、図２のＧで示すような画像データｇが出力され、この画像データｇは処理回路２７に送られて他の処理を受け、その後Ｄ／Ａ変換器２８でアナログの画像信号に戻される。
【００１３】
したがって、階調変換回路２５で高輝度部分の階調圧縮を行う前に２次元空間周波数処理回路２４でエッジ強調処理を行っているため、大きな画素値の画像データ（図２Ｄに示す）がエッジ強調された画像データ（図２Ｅに示す）となっており、これを階調圧縮しても図２Ｆに示すように元の画像情報が失われることがない。そこで、図２のＧに示すように、高輝度部分を階調圧縮することによりハレーションの抑制を行いつつ、その高輝度部分の画像情報の喪失を避けることができる。しきい値より画素値の小さい画像データについては階調圧縮せずそのままとしているので、Ｘ線吸収の大きい関心領域でのダイナミックレンジを保ち画質の劣化を防ぐことができる。
【００１４】
この場合、エッジ強調処理は２次元空間周波数処理回路２４によって行っているので特定の方向に走行する情報についての欠落が生じることもない。また、階調圧縮する領域を決めるしきい値は固定であるため、各フレームの画像信号が動画風に順次得られる場合でなく、単発の（静止画的な）画像信号についても同様の効果が得られる。
【００１５】
なお、上記では大きな画素値の画像データのエッジ強調処理を２次元空間周波数処理回路２４によって行っているが、エッジ強調処理は他の構成でも行うことができる。たとえば、２次元の平滑化処理回路で平滑化処理し、その後元の画像データとの減算を行うことによりエッジ部分のみの画像データを得て、これを元の画像データに加えればエッジの強調された画像データを得ることができる。その他、具体的な構成などはこの発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のＸ線画像デジタル処理装置によれば、Ｘ線吸収の大きい関心領域でダイナミックレンジを保って画質劣化を防ぎながら、高輝度部分で階調圧縮してハレーションを抑制し、しかもその高輝度部分で違和感のない画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図２】各々のデータプロフィールを示す図。
【符号の説明】
１０          被写体
１１          Ｘ線管
１２          イメージインテンシファイア
１３          光学系
１４          ＴＶカメラ
１５          ＴＶモニター装置
２０          デジタル画像処理装置
２１          Ａ／Ｄ変換器
２２          非線形変換回路
２３          しきい値処理回路
２４          ２次元空間周波数処理回路
２５          階調変換回路
２６          演算回路
２７          処理回路
２８          Ｄ／Ａ変換器
【図１】
0003629875.tif 000003
【図２】
0003629875.tif 000004