(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジー演算を施してモーフォロジー信号を求め、該モーフォロジー信号と前記原画像信号とから、前記放射線画像に含まれるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を有する特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信号および／または特定画像信号を求め、予め設定された変換テーブルに基づいて前記エッジ信号および／または前記特定画像信号に対応する強調係数を求め、該強調係数と前記エッジ部および／または前記特定画像部分における画像信号とに基づいて該エッジ部および／または該特定画像部分を選択的に強調処理する画像の強調処理方法において、前記変換テーブルが、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値のとき前記強調係数が正の値を採るように設定されているものであり、
前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量が少ない程、前記閾値が大きくなるように、前記変換テーブルを補正することを特徴とする画像の強調処理方法。
【請求項２】
前記照射放射線量は、所定の入力手段から入力されることを特徴とする請求項１記載の画像の強調処理方法。
【請求項３】
前記照射放射線量は、前記原画像信号に基づいて算出することを特徴とする請求項１記載の画像の強調処理方法。
【請求項４】
放射線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジー演算を施してモーフォロジー信号を求めるモーフォロジー演算手段と、求められたモーフォロジー信号および前記原画像信号から、前記放射線画像に含まれるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を有する特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信号および／または特定画像信号を求める特定画像信号算出手段と、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号と強調係数とが予め対応付けられた変換テーブルと、前記強調係数と前記エッジ部および／または前記特定画像部分における画像信号とに基づいて該エッジ部および／または該特定画像部分を選択的に強調処理する強調処理手段とを備えた画像の強調処理装置において、
前記変換テーブルが、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値のとき前記強調係数が正の値を採るように設定されているものであり、
前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量が少ない程、前記閾値が大きくなるように、前記変換テーブルを補正する補正手段をさらに備えたことを特徴とする画像の強調処理装置。
【請求項５】
前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量を入力する線量入力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の画像の強調処理装置。
【請求項６】
前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量を前記原画像信号に基づいて算出する照射放射線量算出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の画像の強調処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像の強調処理方法および装置に関し、詳細には画像の強調度合いを調整する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々の画像取得方法により得られた原画像を表す画像信号（オリジナル画像信号という）に対して、階調処理や周波数処理等の画像処理を施し、画像の観察読影性能を向上させることが行われている。特に人体を被写体とした放射線画像のような医用画像の分野においては、医師等の専門家が、得られた画像に基づいて患者の疾病や傷害の有無を的確に診断する必要があり、その画像の読影性能を向上させる画像処理は不可欠なものとなっている。
【０００３】
この画像処理のうち、いわゆる周波数強調処理としては、例えば特開昭61-169971 号に示されるように、原画像の濃度値等の画像信号（以下、原画像信号またはオリジナル画像信号という）Ｓorg を、
Ｓproc＝Ｓorg ＋β×（Ｓorg −Ｓus）              （１）
なる画像信号Ｓprocに変換するものが知られている。
【０００４】
ここでβは周波数強調係数、Ｓusは非鮮鋭マスク（いわゆるボケマスク）信号である。このボケマスク信号Ｓusは、２次元に配置された画素に対して原画像信号Ｓorg を中心画素とするＮ列×Ｎ行（Ｎは奇数）の画素マトリクスからなるマスク、すなわちボケマスクを設定し、
Ｓus＝（ΣΣＳorg ）／Ｎ2                         （２）
（ただし、ΣΣＳorg はボケマスク内の画素の原画像信号の和）
等として求められる超低空間周波数成分である。
【０００５】
式（１）の第２項括弧内の値（Ｓorg −Ｓus）は、原画像信号Ｓorg から超低空間周波数成分であるボケマスク信号Ｓusを減算したものであるから、原画像信号Ｓorg のうちの、超低空間周波数成分を除去した比較的高い周波数成分を選択的に抽出したものを意味する。
【０００６】
この比較的高い周波数成分に周波数強調係数βを乗じたうえで、オリジナル画像信号を加算することにより、原画像のうちこの比較的高い周波数成分だけを選択的に、かつ相対的に強調・抑制（鮮鋭度の調整）を行なうことができる。
【０００７】
一方、原画像のうち異常な陰影等の特定の画像部分やエッジ部分だけを選択的に抽出する、モーフォロジー（Morphology；モフォロジーまたはモルフォロジーとも称する）のアルゴリズムに基づく処理（以下、モーフォロジー演算またはモーフォロジー処理という）が知られている。
【０００８】
このモーフォロジー処理は、特に乳癌における特徴的形態である微小石灰化像を検出するのに有効な手法として研究されているが、対象画像としてはこのようなマンモグラムにおける微小石灰化像に限るものではなく、検出しようとする特定の画像部分（異常陰影等）の大きさや形状が予めある程度分かっているものについては、いかなる画像に対しても適用することができるものである。
【０００９】
そしてこのモーフォロジー処理は、抽出しようとする画像部分の大きさに応じて設定される構造要素（マスク）Ｂおよびマルチスケールλとを用いて行なう処理であり、
（１）石灰化像そのものの抽出に有効であること、
（２）複雑なバックグラウンド情報に影響されにくいこと、
（３）抽出した石灰化像がひずまないこと、
などの特徴がある。
【００１０】
すなわち、この手法は一般の微分処理に比べて、石灰化像のサイズ・形状・濃度分布などの幾何学的情報をより良く保って検出することができる方法である。以下、このモーフォロジー処理の概要を、マンモグラムにおける微小石灰化像の検出に適用した例について説明する。
【００１１】
（モーフォロジーの基本演算）
モーフォロジー処理は一般的にはＮ次元空間における集合論として展開されるが、直感的な理解のために２次元の濃淡画像を対象として説明する。
【００１２】
濃淡画像を座標（ｘ，ｙ）の点が濃度値ｆ（ｘ，ｙ）に相当する高さをもつ空間とみなす。ここで、濃度値ｆ（ｘ，ｙ）は、濃度が低い（ＣＲＴに表示した場合には輝度が高い）程大きな画像信号値となる高輝度高信号レベルの信号とする。
【００１３】
まず、簡単のため上記２次元の濃淡画像の断面に相当する１次元の関数ｆ（ｘ）を考える。モーフォロジー演算に用いる構造要素ｇ（前述のＢに相当）は次式（３）に示すように、原点について対称な対称関数
【００１４】
【数１】
0003690882.tif 000002
【００１５】
であり、定義域内で値が０で、その定義域Ｇが下記式（４）であるとする。
【００１６】
【数２】
0003690882.tif 000003
【００１７】
このとき、モーフォロジー演算の基本形は式（５）〜（８）に示すように、非常に簡単な演算となる。
【００１８】
【数３】
0003690882.tif 000004
【００１９】
すなわち、ダイレーション（dilation）処理は、注目画素を中心とした、±ｍ（構造要素Ｂに応じて決定される値であって、図４中のマスクサイズに相当）の幅の範囲内の最大値を探索する処理であり（図４（Ａ）参照）、一方、エロージョン（erosion ）処理は、注目画素を中心とした、±ｍの幅の範囲内の最小値を探索する処理である（図４（Ｂ）参照）。このことからダイレーション処理を最大値処理、エロージョン処理を最小値処理とも称するものとする。
【００２０】
また、オープニング（opening ）処理はエロージョン処理後にダイレーション処理を行なう処理、すなわち最小値の探索の後に最大値を探索する処理であり、クロージング（closing ）処理は、ダイレーション処理後にエロージョン処理を行なう処理、すなわち最大値の探索の後に最小値を探索する処理に相当する。
【００２１】
つまりオープニング処理は、低輝度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ２ｍより空間的に狭い範囲で変動する凸状の濃度変動部分（周囲部分よりも輝度が高い部分）を取り除くことに相当する（図４（Ｃ）参照）。一方、クロージング処理は、高輝度側から濃度曲線ｆ（ｘ）を滑らかにし、マスクサイズ２ｍより空間的に狭い範囲で変動する凹状の濃度変動部分（周囲部分よりも輝度が低い部分）を取り除くことに相当する（図４（Ｄ）参照）。
【００２２】
なお、構造要素ｇが原点に対して対称ではない場合の、式（５）に示すダイレーション演算をミンコフスキー（Minkowski ）和、式（６）に示すエロージョン演算をミンコフスキー差という。
【００２３】
ここで、濃度の高いもの程大きな値となる高濃度高信号レベルの信号の場合においては、濃度値ｆ（ｘ）の画像信号値が高輝度高信号レベルの場合に対して大小関係が逆転するため、高濃度高信号レベルの信号に対するダイレーション処理と高輝度高信号レベルに対するエロージョン処理（図４（Ｂ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対するエロージョン処理と高輝度高信号レベルに対するダイレーション処理（図４（Ａ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対するオープニング処理と高輝度高信号レベルに対するクロージング処理（図４（Ｄ））とは一致し、高濃度高信号レベルの信号に対するクロージング処理と高輝度高信号レベルに対するオープニング処理（図４（Ｃ））とは一致する。
【００２４】
以上の各モーフォロジー処理（オープニング処理、クロージング処理、ダイレーション処理、エロージョン処理）により得られた信号値（図４の各破線で示したグラフ）を、以下、モーフォロジー信号Ｓmor という。
【００２５】
また、本項では高輝度高信号レベルの画像信号（輝度値）の場合について説明する。
【００２６】
（石灰化陰影検出への応用）
石灰化陰影の検出には、原画像から平滑化した画像を引き去る差分法が考えられる。単純な平滑化法では石灰化陰影と細長い形状の非石灰化陰影（乳腺、血管および乳腺支持組織等）との識別が困難であるため、東京農工大の小畑らは、多重構造要素を用いたオープニング演算に基づく下記式（９）で表されるモーフォロジーフィルターを提案している（「多重構造要素を用いたモルフォロジーフィルタによる微小石灰化像の抽出」電子情報通信学会論文誌 D-II Vol.J75-D-II No.7 P1170 〜1176  1992年７月、「モルフォロジーの基礎とそのマンモグラム処理への応用」MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY Vol.12 No.1 January 1994 等）。
【００２７】
【数４】
0003690882.tif 000005
【００２８】
ここでＢi （ｉ＝１，２，…，Ｍ）は、直線状のＭ個（例えば図７に示すものではＭ＝４）の構造要素（これらＭ個の構造要素の全体をもって多重構造要素という）である。構造要素Ｂi を検出対象である石灰化陰影よりも大きく設定すれば、上記オープニング演算による処理で、構造要素Ｂi よりも細かな信号変化部分（空間的に狭い範囲で変動する画像部分）であって周囲よりも輝度値の大きい凸状の部分である石灰化陰影は取り除かれる。一方、細長い形状の非石灰化陰影はその長さが構造要素Ｂi よりも長く、その傾きが４つの構造要素Ｂi のいずれかに一致すればオープニング処理（式（９）の第２項の演算）をしてもそのまま残る。したがってオープニング処理によって得られた平滑化画像（石灰化陰影のみが取り除かれた画像）を原画像ｆから引き去ることで、小さな石灰化陰影のみが含まれる画像が得られる。これが式（９）の考え方である。
【００２９】
なお、前述したように、高濃度高信号レベルの信号の場合においては、石灰化陰影は周囲の画像部分よりも濃度値が低くなり、石灰化陰影は周囲部分に対して濃度値の小さい凹状の信号変化部分となるため、オープニング処理に代えてクロージング処理を適用し、式（９）に代えて式（10）を適用する。
【００３０】
【数５】
0003690882.tif 000006
【００３１】
一方、ダイレーション処理やエロージョン処理によって得られた画像を原画像から引き去ること（式（11），（12）参照）で、原画像のエッジ部（図４（Ａ）または（Ｂ）参照）だけを選択的に抽出することができる。
【００３２】
【数６】
0003690882.tif 000007
【００３３】
ところで上述したように、画像の読影性能を向上させるには、対象となる画像に対して画像処理を行うことが不可欠となっているが、特開平２−1078号に開示されているように、単に濃度依存による強調処理では、例えばマンモグラムにおける放射線ノイズ成分のような、画像読影の障害となる成分まで強調されるため、読影性能をむしろ低下させることになる。
【００３４】
また特公昭60−192482号、特開平２−120985号、特表平３−502975号等に開示されているように、画像信号の分散値に依存した強調処理では、局所的に濃度変化の大きい画像部分が強く強調されるため、その付近でアンダーシュート、オーバーシュートが相対的に目立ち、特にＸ線画像に関しては高濃度側でアーチファクトが発生しやすいという問題がある。
【００３５】
そこで本願出願人は、上記各モーフォロジー信号Ｓmor に依存した強調を行なうことにより、ノイズ成分等の画像読影に不要な成分を強調することなく、注目する特定の画像部分だけを効率よく強調処理する方法を既に提案している（特願平７-71774号、同７-204250 号等参照）。
【００３６】
この方法では、前述の式（１）における強調係数βを、前述の式（９），（10）と同義である下記式（13）で表される特定の画像部分を表す信号（特定画像信号）Ｓcalcまたは式（11），（12）と同義である下記式（14）で表されるエッジ部を表す信号（エッジ信号）Ｓedgeの関数とするものであり、図２に示すような非線形の変換テーブルで表される。
【００３７】
【数７】
0003690882.tif 000008
【００３８】
この変換テーブルは、エッジ信号Ｓedgeまたは特定画像信号Ｓcalcが所定の閾値Ａよりも大きい値のとき強調係数βが０から正の値に転じ、また所定の閾値Ｂよりも大きい値のとき強調係数βが１に固定されるものとして予め設定されている。
【００３９】
ここで閾値Ａは、エッジ信号Ｓedgeのうちノイズ成分と真のエッジを表す信号とを分離する値または特定画像信号Ｓcalcのうちノイズ成分と真の特定画像を表す信号とを分離する値であり、実験的に最適な値として予め定められた値である。
【００４０】
また閾値Ｂは、エッジ信号Ｓedgeまたは特定画像信号Ｓcalcの増大に応じて強調度が単調増加するのを抑えるための値であり、閾値Ａと同様に実験的に最適な値として予め定められた値である。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の方法によればモーフォロジー信号Ｓmor にノイズ成分が混入した場合であっても、ノイズ成分による上記エッジ信号Ｓedgeまたは特定画像信号Ｓcalcは、真のエッジを表すエッジ信号Ｓedgeや特定画像を表す特定画像信号Ｓcalcよりも小さいため、ノイズ成分についての強調係数βはゼロとなり、ノイズ成分に対しては強調処理がなされることはなく、したがってその大きさが構造要素よりも小さい石灰化陰影などの特定画像や画像のエッジだけを精度よく選択的に強調処理することができる、という従来にはない顕著な効果を発揮する。
【００４２】
しかし、本願出願人の提案した上記方法によっても希にノイズ成分が強調される場合がある。
【００４３】
すなわち例えば、被写体への放射線の曝射量を少なくするために、比較的少ない照射放射線量で撮影された原画像については、そのノイズ成分は、最適な画質の画像を得るための照射放射線量で撮影された原画像のノイズ成分よりも大きくなる。
【００４４】
そしてこのようなノイズ成分が比較的大きい原画像では、ノイズ成分によるエッジ信号Ｓedgeや特定画像信号Ｓcalcがある程度大きくなる。したがって前述し成分が前記閾値Ａを超えて強調処理がなされることになる。
【００４５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、照射放射線量の多少に拘らず、石灰化陰影等の特定画像部分やエッジ部だけを精度よく選択的に強調処理する画像の強調処理方法および強調処理装置を提供することを目的とするものである。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像の強調処理方法および装置は、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数の変換テーブルを、照射放射線量に応じて補正することにより、照射放射線量が少ないために放射線ノイズの多い原画像についても、画像のエッジ部や石灰化陰影等の特定画像部分をノイズから精度良く分離して強調処理することを特徴とするものである。
【００４７】
すなわち、本発明の画像の強調処理方法は、放射線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジー演算を施してモーフォロジー信号を求め、該モーフォロジー信号と前記原画像信号とから、前記放射線画像に含まれるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を有する特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信号（式（14）に示すＳedge）および／または特定画像信号（式（13）に示すＳcalc）を求め、予め設定された変換テーブルに基づいて前記エッジ信号および／または前記特定画像信号に対応する強調係数を求め、該強調係数と前記エッジ部および／または前記特定画像部分における画像信号とに基づいて該エッジ部および／または該特定画像部分を選択的に強調処理する画像の強調処理方法において、
前記変換テーブルが、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値のとき前記強調係数が正の値を採るように設定されているものであり、
前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量が少ない程、前記閾値が大きくなるように、前記変換テーブルを補正することを特徴とするものである。
【００４８】
ここで上記変換テーブルとして例えば図２のグラフに示すような非線形のテーブルを採用することができる。また上記輪郭を有する画像部分とは、例えば石灰化陰影等の異常陰影などを意味し、濃度変化が急峻な単なるエッジ部分ではなく、そのようなエッジ部分に囲まれた、閉じた画像部分を意味する。
【００４９】
さらに上記所定の閾値とは前述した図２に示す閾値Ａを意味するが、同図に示す強調係数βが1.0 となる閾値Ｂについても、閾値Ａを増大させるのと同様に増大させてもよい。
【００５０】
上記照射放射線量は、所定の入力手段から入力されるものであってもよいし、原画像信号に基づいて算出するものであってもよい。
【００５１】
原画像信号に基づいて算出する方法としては、特開昭61−280163号（特公平４−64223 号）等において本願出願人が開示しているように、原画像信号のヒストグラムを求めて、読取感度（Ｓ値）とラチチュード（Ｌ値）とを求める、いわゆるＥＤＲ処理に基づく方法が望ましい。そしてこのＥＤＲ処理によって求められたＳ値とＬ値、および実験的に求められている所定の式（15），（16），（16′），（17）に基づいて所定の補正値Ｃを算出する。
【００５２】
すなわち、まず基準となる画像（照射放射線量が最適の画像）についてのＳ値を50、Ｌ値を2.0 とし、下記式（15）により定数ｑを求める。
【００５３】
ｑ＝Ｓ1/2 ／（７×Ｌ）                    （15）
次いで定数Ｐ（＝1.533 ）と下記式（16）とから最適閾値Ｔtypeを求める。
【００５４】
Ｔtype＝12.27 ×Ｐq                       （16）
この結果、Ｔtype＝15.23 となる。
【００５５】
次に、強調処理しようとする原画像についてのＳ値とＬ値とに基づいて上記式（15）から、ｑの値を求め、上記式（16）と同様にして、この原画像について最適閾値Ｔ0 を求める。
【００５６】
Ｔ0 ＝12.27 ×Ｐq                         （16′）
そして、補正値Ｃを下記式（17）により求める。
【００５７】
Ｃ＝Ｔ0 −Ｔtype                          （17）
ここで上記変換テーブルとして図２に示すような非線形のテーブルを採用した場合、閾値Ａを上記補正値Ｃにより補正する。すなわち実線で示すもとのテーブルをＣだけシフトさせて破線に示すテーブルとする（この場合、閾値Ｂについても閾値Ａと同様の補正が同時になされる）。
【００５８】
また本発明の画像の強調処理装置は、放射線画像を表す原画像信号に対してモーフォロジー演算を施してモーフォロジー信号を求めるモーフォロジー演算手段と、求められたモーフォロジー信号および前記原画像信号から、前記放射線画像に含まれるエッジ部および／または所定の大きさの輪郭を有する特定画像部分において特徴的な値を示すエッジ信号および／または特定画像信号を求める特定画像信号算出手段と、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号と強調係数とが予め対応付けられた変換テーブルと、前記強調係数と前記エッジ部および／または前記特定画像部分における画像信号とに基づいて該エッジ部および／または該特定画像部分を選択的に強調処理する強調処理手段とを備えた画像の強調処理装置において、
前記変換テーブルが、前記エッジ信号および／または前記特定画像信号が所定の閾値よりも大きい値のとき前記強調係数が正の値を採るように設定されているものであり、
前記放射線画像が撮影された際の照射放射線量が少ない程、前記閾値が大きくなるように、前記変換テーブルを補正する補正手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００５９】
ここで上記放射線画像が撮影された際の照射放射線量を求めるため、照射放射線量を入力する線量入力手段、または照射放射線量を原画像信号に基づいて算出する照射放射線量算出手段をさらに備えた構成を採ることもできる。
【００６０】
なお上記各発明において、原画像信号が高濃度高信号レベルの信号であり、強調対象の特定画像部分が石灰化陰影である場合には、石灰化陰影は周囲よりも信号値が小さいため、最大値の探索の後に最小値を探索する処理であるクロージング処理（式（13″））を行なうことが必要である。一方、オリジナル画像信号Ｓorg が高輝度高信号レベルの信号であり、強調対象の特定画像部分が石灰化陰影である場合には、石灰化陰影は周囲よりも信号値が大きいため、最小値の探索の後に最大値を探索する処理であるオープニング処理（式（13′））を行なうことが必要である。
【００６１】
また、上記各発明においてモーフォロジー演算を行なう場合に、構造要素として、多重構造要素を用いる変わりに単一構造の例えば、正方形、長方形、円形、楕円形、または菱形等の上下左右対称の単一構造要素を用いることもできる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の画像の強調処理方法および装置は、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数の変換テーブルを、照射放射線量に応じて補正するものであり、これにより、照射放射線量が少ないために放射線ノイズの多い原画像についても、画像のエッジ部や石灰化陰影等の特定画像部分をノイズから精度良く分離して強調処理することができる。
【００６３】
すなわち、照射放射線量が少ない画像においては、放射線のノイズ成分が比較的大きいものとなり、ノイズ成分によるエッジ信号Ｓedgeや特定画像信号Ｓcalcもある程度大きくなるが、このような場合に、照射放射線量の減少に応じて、エッジ信号Ｓedgeと強調係数の変換テーブルおよび／または特定画像信号Ｓcalcと強調係数の変換テーブルを、強調係数の増大を抑制する方向にシフトする補正を行なうことによって、ノイズ成分の増大による強調係数の増大を防止することができる。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像の強調処理装置の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
【００６５】
図１は本発明の画像の強調処理装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。図示の画像強調処理装置は、Ｘ線画像に対して強調処理を施して、濃度値の変化が急峻なエッジ部を選択的に強調処理する装置である。
【００６６】
この画像処理装置は、濃度信号（高濃度高信号レベル）として画像を表すオリジナル画像信号Ｓorg の、超低空間周波数に対応する式（２）で表される非鮮鋭マスク信号Ｓusを求めるローパスフィルタ11と、オリジナル画像信号Ｓorg から非鮮鋭マスク信号Ｓusを減算して比較的高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）を抽出する減算器17と、オリジナル画像信号Ｓorg に対してダイレーション処理を施して式（14′）で示されるモーフォロジー信号Ｓmor を算出するモーフォロジー演算手段13と、このモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像信号Ｓorg を減算して式（14）で表されるエッジ信号Ｓedgeを算出する減算器19と、このエッジ信号Ｓedgeと所定の強調係数βとが対応付けられた変換テーブル16と、この変換テーブル16を、画像情報入力手段60から入力されたＳ値およびＬ値に基づいて補正する補正手段50と、高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）に強調係数βを乗じる乗算器42と、乗算器42により得られた積とオリジナル画像信号Ｓorg とを加算する加算器43とを備えた構成である。
【００６７】
ここで変換テーブル16は図２の実線で示すグラフで表されるものであり、エッジ信号Ｓedgeが０から閾値Ａまでの範囲においては強調係数βは０に対応し、閾値Ａから閾値Ｂまでの範囲においてはエッジ信号Ｓedgeと強調係数βとが線形に単調増加し、閾値Ｂ以上の範囲においては強調係数βは１に固定されている。ここで閾値ＡおよびＢはいずれも、基準となる照射放射線量が最適な画像において実験的に定められた値であり、閾値Ａは、画像のエッジ部は強調する（β＞０）が放射線ノイズは強調しない（β＝０）ような最適な値であり、一方、閾値Ｂは、エッジ信号Ｓedgeがある程度大きい範囲においては高周波成分（Ｓorg −Ｓus）も大きいため、過度の強調がなされるのを抑制するのに最適な値として設定されたものである。
【００６８】
なお、この最適な照射放射線量の画像における上記閾値Ａ，Ｂは、後述する補正手段50の基準パラメータ保持手段52に格納されている。
【００６９】
画像情報入力手段60は、オリジナル画像信号Ｓorg の入力を受けてＥＤＲ処理により、本実施形態で用いられるＸ線画像が撮影された際における照射放射線量（撮影照射線量）に対応する読取感度Ｓ値とラチチュードＬ値を求めてこのＳ値およびＬ値を補正手段50に入力するものである。
【００７０】
補正手段50は図３に示すように、前述した変換テーブル16を規定する閾値（パラメータ）Ａ，Ｂの初期値を格納した基準パラメータ保持手段52と、画像情報入力手段60から入力されたＳ値、Ｌ値および下記式（15），（16），（16′），（17）に基づいて所定の補正値Ｃを算出し、閾値ＡおよびＢを補正するパラメータ補正手段51と、この補正された閾値に基づいて新たな変換テーブルを作成する非線形テーブル作成手段53とから構成されている。
【００７１】
ｑ＝Ｓ1/2 ／（７×Ｌ）                    （15）
Ｔtype＝12.27 ×Ｐq                       （16）
Ｔ0 ＝12.27 ×Ｐq                         （16′）
Ｃ＝Ｔ0 −Ｔtype                          （17）
ただし、Ｐ＝1.533
なお、本実施形態の補正手段50においては、初期のＳ値が50、Ｌ値が2.0 である最適な照射放射線量の画像（Ｔtype＝15.23 ）を基準とする。
【００７２】
次に本実施形態の画像強調処理装置の作用について説明する。
【００７３】
Ｘ線の照射量が基準となる画像よりも少ない画像のオリジナル画像信号Ｓorg が、ローパスフィルタ11、モーフォロジー演算手段13、加算器43、および減算器17，19に入力される。
【００７４】
ここでまずローパスフィルタ11は下記式（２）にしたがって、オリジナル画像信号Ｓorg の非鮮鋭マスク信号Ｓusを算出する。
【００７５】
Ｓus＝（ΣΣＳorg ）／Ｎ2                         （２）
（ただし、ΣΣＳorg はボケマスク内の画素のオリジナル画像信号の和）
次に減算器17が、オリジナル画像信号Ｓorg から非鮮鋭マスク信号Ｓusを減算して比較的高周波の成分（Ｓorg −Ｓus）を抽出し、この抽出された高周波成分（Ｓorg −Ｓus）を乗算器42に入力する。
【００７６】
一方、モーフォロジー演算手段13は、入力されたオリジナル画像信号Ｓorg に対してダイレーション処理を施し、式（14′）で示されるモーフォロジー信号Ｓmor を算出する。このモーフォロジー信号Ｓmor は、図４（Ａ）の破線で示すごとき画像信号に対する最大値信号となる。
【００７７】
ここでオリジナル画像信号Ｓorg が表すＸ線画像は、その撮影の際における照射放射線量が基準画像よりも少ないため、基準画像よりも放射線ノイズが比較的多い画像である。このためモーフォロジー演算手段13によるダイレーション処理では、この放射線ノイズに対しても最大値処理がなされ、この放射線ノイズが生じている部分におけるモーフォロジー信号Ｓmor はオリジナル画像信号Ｓorg よりも大きい値となる。ただし、放射線ノイズは信号の変動値（振幅）自体は非常に小さいため、モーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号Ｓorg との差は小さい。
【００７８】
次いで減算器19がこのように算出されたモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像信号Ｓorg を減算し、図４（Ａ）に示すように、Ｘ線画像のエッジ部および構造要素よりも空間周波数が小さい凹状の画像部分（例えば微小石灰化陰影の部分）において特徴的な値を示すエッジ信号Ｓedgeが求められ、変換テーブル16に入力される。このとき上述したように、放射線ノイズが生じている部分においては、画像としては濃度変動の少ない濃度平坦部であってもモーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号Ｓorg との差は０ではないため、正のエッジ信号Ｓedgeが生じる。
【００７９】
変換テーブル16は初期的には、基準パラメータ保持手段52に格納されている閾値Ａ，Ｂにより図２の実線に示すように設定されているが、この初期状態における閾値Ａは、基準画像に対して放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeを画像としてのエッジ信号から分離するのに最適に設定された値であり、Ｔtype＝15.23 に対応したものとなっている。
【００８０】
このため、本実施形態において入力されたＸ線画像のように放射線ノイズが比較的多い画像における放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeは閾値Ａを超えることがあり、初期の閾値Ａによっては、この放射線ノイズに起因するエッジ信号を画像としてのエッジ信号から精度良く分離することができない。
【００８１】
そこで画像情報入力手段60が入力されたオリジナル画像信号Ｓorg に基づいてＥＤＲ処理によって、このオリジナル画像信号Ｓorg についてのＳ値、Ｌ値を算出し、算出されたＳ値、Ｌ値を補正手段50に入力し、補正手段50が、入力された放射線ノイズの比較的多い画像において、放射線ノイズに起因するエッジ信号を画像としてのエッジ信号から精度良く分離するのに最適な閾値を設定する。
【００８２】
すなわち、補正手段50のパラメータ補正手段51は、画像情報入力手段60から入力されたＳ値、Ｌ値、および基準パラメータ保持手段52に格納されているＴtype、並びに上記式（15），（16′），（17）に基づいて、所定の補正値Ｃを算出し、閾値ＡおよびＢにこの補正値Ｃを加算する補正を行なう。そして非線形テーブル作成手段53が、この補正された閾値に基づいて新たな変換テーブル16（図２の破線で示すグラフ）を作成する。
【００８３】
この補正値Ｃは、閾値ＡおよびＢを、入力されたＸ線画像における放射線ノイズに起因するエッジ信号を画像としてのエッジ信号から精度良く分離することができる閾値に補正する値として算出されたものであるため、減算器19から入力されたエッジ信号Ｓedgeのうち、放射線ノイズに起因するエッジ信号Ｓedgeは強調係数β＝０に変換され、一方、画像としてのエッジ信号Ｓedgeは０を超え１以下の範囲内の値の強調係数βに変換される。
【００８４】
このように画像としてのエッジ信号Ｓedgeについてのみ０でない値を採る強調係数βは乗算器42に入力され、乗算器42は減算器17から入力された高周波信号（Ｓorg −Ｓus）にこの強調係数βを乗じて高周波信号（Ｓorg −Ｓus）を強調処理する。
【００８５】
乗算器42から出力された、強調処理された高周波信号β×（Ｓorg −Ｓus）は加算器43に入力され、加算器43は、オリジナル画像信号Ｓorg にこの信号β×（Ｓorg −Ｓus）を加算して処理済み画像信号Ｓprocとして出力する。
【００８６】
この処理済み画像信号Ｓprocは、オリジナル画像信号Ｓorg のうち、高周波成分を、画像のエッジ部において強調度が強く、一方、放射線ノイズに起因して高周波成分が生じた画像部分については強調されていない、観察読影性能に優れた画像である。
【００８７】
図５は本発明の画像の強調処理装置の第２の実施形態を示す概略ブロック図である。図示の画像強調処理装置は、基本的には図１に示した強調処理装置と同様の構成であるが、
（１）モーフォロジー演算手段として、オリジナル画像信号Ｓorg に対して多重構造要素（multi-element ）を用いたクロージング処理を施して式（13″）で示されるモーフォロジー信号Ｓmor を算出するモーフォロジー演算手段12を備える点、
（２）モーフォロジー演算手段12が多重構造要素を用いるため複数の構造要素を適用してそれぞれ算出された複数のモーフォロジー信号Ｓmor とオリジナル画像信号Ｓorg との間でそれぞれ算出された差のうち最大のものを選択するダイレーション処理手段14をさらに備える点、
において図１に示した実施形態とは異なる。
【００８８】
本実施形態の画像強調処理装置は上記（１）に示したように、クロージング処理を施すモーフォロジー演算手段12を備えるため、入力されたオリジナル画像信号Ｓorg に対して、式（13″）で示されるモーフォロジー信号Ｓmor を算出するが、このモーフォロジー信号Ｓmor は、図４（Ｄ）の破線で示すごとき画像信号に対する最大値信号となる。そして減算器19がこのように算出されたモーフォロジー信号Ｓmor からオリジナル画像信号Ｓorg を減算し、図４（Ｄ）に示すように、Ｘ線画像のうちいずれかの構造要素よりも空間周波数が小さい凹状の画像部分（例えば微小石灰化陰影の部分）において特徴的な値を示す特定画像信号Ｓcalcが求められ、変換テーブル15に入力される。ただし本実施形態においては（２）に示したように多重構造要素を用いるため、複数の構造要素を適用してそれぞれ複数のモーフォロジー信号Ｓmor が算出される。したがって、変換テーブル15に入力される特定画像信号Ｓcalcも複数発生するが、このうち、ダイレーション処理手段14が最大の特定画像信号Ｓcalcを選択する。
【００８９】
以下の作用については、前述の実施形態と同じであるため説明を省略する。なお、本実施形態の画像強調処理装置によって強調処理されるのは、例えば微小石灰化陰影等の、構造要素よりも空間周波数が小さい凹状の画像部分である。
【００９０】
また図６は図１に示した実施形態の画像強調処理装置と図５に示した画像強調処理装置とを一体化した画像強調処理装置であり、その構成、作用は各実施形態の画像処理装置の構成、作用と同様である。なお、この実施形態においては、高周波成分（Ｓorg −Ｓus）に乗じるべき強調係数βを、各変換テーブルで求められた各強調係数βcalc（図５に示す変換テーブル15で求められた強調係数β）、βedge（図１に示す変換テーブル16で求められた強調係数β）の積を採用している。これは、両強調係数βcalc、βedgeのうちいずれか一方により、放射線ノイズに起因した高周波成分が強調されるのを防止するためである。
【００９１】
なお、以上の各実施形態においては、変換テーブルの閾値を補正する手段として、オリジナル画像信号Ｓorg に基づいて自動的に補正する補正手段を適用した構成のものについて説明したが、本発明はこれらの形態に限るものではなく、照射放射線量を手動で入力する線量入力手段を備え、この線量入力手段から入力された線量に基づいて補正する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像強調処理装置の第１実施形態を示すブロック図
【図２】変換テーブルの一実施形態を示すグラフ
【図３】補正手段および画像情報入力手段の詳細を示すブロック図
【図４】モーフォロジー演算の基本的な作用を説明する図
【図５】本発明の画像強調処理装置の第２実施形態を示すブロック図
【図６】本発明の画像強調処理装置の第３実施形態を示すブロック図
【図７】モーフォロジーフィルターにおける構造要素Ｂi （ｉ＝１，２，…，Ｍ；Ｍ＝４）を示す図
【符号の説明】
11    ローパスフィルタ
12，13    モーフォロジー演算手段
14    ダイレーション処理手段
15，16    変換テーブル
17，18，19    減算器
41，42    乗算器
43    加算器
50    補正手段
60    画像情報入力手段（照射放射線量算出手段）
Ｓorg   オリジナル画像信号
Ｓus    ボケマスク信号
Ｓproc  処理済画像信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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