(57)【要約】【課題】輝度及びコントラストが安定した画像データを生成する。【解決手段】プロトコル設定部１０１は、撮影手技及び撮影部位のうちの少なくとも何れか一方を含むプロトコルを設定する。Ｘ線制御部１０２は、放射線を照射するための条件である放射線条件を設定する。Ｘ線センサ部１０４は、放射線条件に従って照射され、被写体を透過した放射線を検出することにより、画像データを生成する。画像処理部１０５は、設定されたプロトコル及び放射線条件に基づいて階調処理条件を決定し、上記画像データの階調処理を行う。【選択図】図１
2014064608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影手技及び撮影部位のうちの少なくとも何れか一方を含むプロトコルを設定するプロトコル設定手段と、
放射線を照射するための条件である放射線条件を設定する放射線条件設定手段と、
前記放射線条件設定手段により設定された放射線条件に従って、被写体に対して放射線を照射する放射線照射手段と、
前記被写体を透過した放射線を検出することにより、画像データを生成する生成手段と、
前記プロトコル及び前記放射線条件に基づいて、階調処理条件を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記階調処理条件に基づいて、前記画像データの階調処理を行う処理手段とを有することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記放射線照射手段より照射される放射線のエネルギーが高くなる程、ウィンドウ幅が大きくなるように前記階調処理条件を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記放射線照射手段より照射される放射線のエネルギーが高くなる程、ルックアップテーブルの傾きが大きくなるように前記階調処理条件を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記放射線照射手段により照射される放射線のエネルギーが低くなる程、強くダイナミックレンジを圧縮するように前記階調処理条件を決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記プロトコル設定手段は、造影剤を使用する撮影手技と造影剤を使用しない撮影手技とをプロトコルとして設定することが可能であり、前記決定手段は、造影剤を使用しない撮影手技がプロトコルとして設定されている場合よりも、造影剤を使用する撮影手技がプロトコルとして設定されている場合の方が、コントラストが小さくなるように前記階調処理条件を決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記放射線照射手段からの放射線の入射線量を解析する解析手段を更に有し、
前記放射線条件設定手段は、前記解析手段により解析された入射線量に基づいて、放射線条件を設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記放射線条件設定手段は、前記解析手段により当該フレームの画像データについて解析された入射線量に基づいて、次フレームの画像データを取得する際の放射線条件を設定することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記放射線照射手段は、前記解析手段により解析された入射線量が所定の入射線量を超過した場合、放射線の照射を停止することを特徴とする請求項６又は７に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
前記解析手段により解析される放射線量の目標値として、前記画像データにおける関心領域の画素値を設定する目標値設定手段を更に有することを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
前記放射線条件は、管電圧、管電流、放射線照射時間、放射線照射数及び付加フィルタのうちの少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
前記階調処理条件は、ルックアップテーブルを用いた変換処理に係る条件、ダイナミックレンジ調整処理に係る条件、及び、ウィンドウ処理に係る条件のうちの少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１２】
前記放射線条件設定手段は、操作者の指示に応じて、前記放射線条件を設定することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１３】
放射線撮影装置の制御方法であって、
撮影手技及び撮影部位のうちの少なくとも何れか一方を含むプロトコルを設定するプロトコル設定ステップと、
放射線を照射するための条件である放射線条件を設定する放射線条件設定ステップと、
前記放射線条件設定ステップにより設定された前記放射線条件に従って、被写体に対して放射線を照射する放射線照射ステップと、
前記被写体を透過した放射線を検出することにより、画像データを生成する生成ステップと、
前記プロトコル及び前記放射線条件に基づいて、階調処理条件を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された前記階調処理条件に基づいて、前記画像データの階調処理を行う処理ステップとを有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１４】
放射線撮影装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
撮影手技及び撮影部位のうちの少なくとも何れか一方を含むプロトコルを設定するプロトコル設定ステップと、
放射線を照射するための条件である放射線条件を設定する放射線条件設定ステップと、
前記放射線条件設定ステップにより設定された前記放射線条件に従って、被写体に対して放射線を照射する放射線照射ステップと、
前記被写体を透過した放射線を検出することにより、画像データを生成する生成ステップと、
前記プロトコル及び前記放射線条件に基づいて、階調処理条件を決定する決定ステップと、
前記決定ステップにより決定された前記階調処理条件に基づいて、前記画像データの階調処理を行う処理ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を透過した放射線を検出することにより画像データを撮影する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、被写体のダイナミックレンジを解析して、階調処理用パラメータを算出し、階調処理を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被写体のダイナミックレンジを解析した場合、外科用器具等の金属の視野内への出入りや直接線の有無等による被写体のダイナミックレンジの変動、又は、呼吸体動によるヒストグラムの変動等によって輝度及びコントラストが安定しない場合があるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、輝度及びコントラストが安定した画像データを生成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放射線撮影装置は、撮影手技及び撮影部位のうちの少なくとも何れか一方を含むプロトコルを設定するプロトコル設定手段と、放射線を照射するための条件である放射線条件を設定する放射線条件設定手段と、前記放射線条件設定手段により設定された放射線条件に従って、被写体に対して放射線を照射する放射線照射手段と、前記被写体を透過した放射線を検出することにより、画像データを生成する生成手段と、前記プロトコル及び前記放射線条件に基づいて、階調処理条件を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記階調処理条件に基づいて、前記画像データの階調処理を行う処理手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、輝度及びコントラストが安定した画像データを生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態における画像処理部の詳細な構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における画像処理部の処理を示すフローチャートである。
【図５】造影剤を使用する手技の際に生成されるＬＵＴと造影剤を使用しない手技の際に生成されるＬＵＴとを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るＸ線撮影装置の処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態における画像処理部の構成を詳細に示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における画像処理部の処理を示すフローチャートである。
【図１０】あるプロトコルに基づいて生成された基準となるＬＵＴと、管電圧に応じて傾きを変化させてコントラストを上げたＬＵＴと、関心領域の輝度の変化を抑えるように平行移動したＬＵＴとを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線撮影装置１００は、プロトコル設定部１０１、Ｘ線制御部１０２、Ｘ線発生部１０３、Ｘ線センサ部１０４及び画像処理部１０５を備える。なお、Ｘ線撮影装置１００は、放射線撮影装置の例となる構成である。
【００１１】
プロトコル設定部１０１は、撮影手技や撮影部位等のプロトコルを設定する。撮影手技には、胸部正面及び腹部正面等の他に、整形外科手術や血管造影等が含まれる。また、撮影部位には、胸部、腹部及び脊椎等の他、成人及び小児等の年齢、体格、性別等が含まれる。
【００１２】
Ｘ線制御部１０２は、管電圧、管電流、Ｘ線照射時間（放射線照射時間）、Ｘ線照射数（放射線照射数）又は付加フィルタ等を示すＸ線条件を設定する。Ｘ線発生部１０３は、Ｘ線を被写体に向けて放射する。Ｘ線センサ部１０４は、被写体を透過したＸ線エネルギーを検知し、Ｘ線画像データを生成する。画像処理部１０５は、診断及び検査に適したＸ線画像データとなるように画像処理を行う。なお、Ｘ線制御部１０２は、放射線条件設定手段の例となる構成であり、Ｘ線発生部１０３は、放射線照射手段の例となる構成である。
【００１３】
次に、図２を参照しながら、第１の実施形態に係るＸ線撮影装置１００の処理について説明する。ステップＳ２０１において、プロトコル設定部１０１は、撮影手技や撮影部位等のプロトコルを設定する。ステップＳ２０２において、Ｘ線制御部１０２は、Ｘ線条件を設定する。設定されたＸ線条件は、Ｘ線発生部１０３及び画像処理部１０５に対して出力される。Ｘ線制御部１０２がＸ線条件を設定する方法として、操作者による指示に基づいて設定又は変更する方法、プロトコルに基づいて設定する方法、及び、身長又は体重等から換算して設定する方法等のうちの何れの方法を採用してもよい。
【００１４】
ステップＳ２０３において、Ｘ線発生部１０３は、Ｘ線制御部１０２から入力したＸ線条件に従って、Ｘ線を被写体に向けて出力する。ステップＳ２０４において、Ｘ線センサ部１０４は、被写体を透過したＸ線を検知してＸ線画像データを生成し、画像処理部１０５に対して出力する。
【００１５】
ステップＳ２０５において、画像処理部１０５は、プロトコル設定部１０１にて設定されたプロトコル及びＸ線制御部１０２にて設定されたＸ線条件に基づいて、階調処理条件を設定し、Ｘ線画像データに対する階調処理を行う。ステップＳ２０５の詳細については後述する。
【００１６】
図３は、第１の実施形態における画像処理部１０５の詳細な構成を示す図である。図３に示すように、画像処理部１０５は、画像入力部３０１、プロトコル入力部３０２、Ｘ線条件入力部３０３、ＬＵＴ生成部３０４、ウィンドウ処理パラメータ生成部３０５及び階調処理部３０６を備える。
【００１７】
図４は、第１の実施形態における画像処理部１０５の処理を示すフローチャートである。以下、図３及び図４を参照しながら、画像処理部１０５の処理について詳細に説明する。
【００１８】
ステップＳ４０１において、画像入力部３０１は、Ｘ線センサ部１０４からＸ線画像データを入力する。ステップＳ４０２において、プロトコル入力部３０２は、プロトコル設定部１０１において設定されたプロトコルを入力する。ステップＳ４０３において、Ｘ線条件入力部３０３は、Ｘ線制御部１０２において設定されたＸ線条件を入力する。
【００１９】
ステップＳ４０４において、ＬＵＴ生成部３０４は、プロトコル入力部３０２にて入力されたプロトコルに基づいて、階調変換に用いるルックアップテーブル(以下、ＬＵＴと称す）を生成する。ＬＵＴの生成方法としては、複数のＬＵＴをメモリ上に予め保存しておき、プロトコルに応じて選択して読み出す方法が挙げられる。また、入出力特性を示す次の数式に従ってＬＵＴを算出してもよい（特開１１−８８６８８号公報参照）。
Ｄ（ｘ）＝Ｄmin＋（Ｄmax−Ｄmin）／２×（１／（１＋ｅｘｐ（ｃ（ｘ0−（ｘ−ｄ）））＋１／（１＋ｅｘｐ（ａ×ｃ（ｂ×ｘ0−（ｘ−ｄ））））
但し、上記数式において、Ｄmax、Ｄminは出力最大濃度、出力最小濃度を示し、ｃは階調度を示し、ａ、ｂは定数、ｄは平行移動量を調整する変数である。上記数式は、階調度ｃを大きくすれば階調処理関数の傾きが大きくなり、小さくすれば上記傾きも小さくなり、また、階調度ｃだけを変更した場合は、Ｄ（ｘC）＝（Ｄmax＋Ｄmin）／２なる点（ｘC，Ｄ（ｘC））を中心として傾きを変更できるという特徴を持ち、さらにその時のｘCは、ｘC＝（ｘ0＋（１＋ａｂ））／（１＋ａ）＋ｄで与えられ、必ず最大濃度、最小濃度へ漸近するという特徴を持つ。
【００２０】
このとき、整形外科等の造影剤を使用しない手技がプロトコルとして設定されていた場合、ＬＵＴ生成部３０４は、コントラストが比較的高い階調特性を持つようなＬＵＴを生成する。一方、血管造影のような造影剤を使用する手技がプロトコルとして設定されていた場合、ＬＵＴ生成部３０４は、コントラストが比較的低い階調特性を持つようなＬＵＴを生成する。図５は、造影剤を使用する手技の際に生成されるＬＵＴ５０１と造影剤を使用しない手技の際に生成されるＬＵＴ５０２とを示す図である。
【００２１】
このように造影剤を使用する手技において、コントラストが比較的低くなるようにＬＵＴ５０１を生成することにより、造影部の黒つぶれを低減することが可能となり、造影部の視認性を向上させることができる。また、造影剤を使用する手技の際には、ガイドワイヤという細い金属を使用することが多く、被写体厚が比較的厚い腹部付近でのガイドワイヤの視認性を向上させることができる。逆に、造影剤を使用しない整形外科手術のような手技においては、コントラストを比較的高くすることにより、骨折の見え方や、金属と骨との境界部分等の視認性を上げることが可能となる。
【００２２】
また、ＬＵＴの生成方法は、造影剤の有無のみではなく、撮影部位に応じても決定することが好ましい。例えば、脊椎等の部位を撮影する際には、脊椎に相当する画素値のコントラストが上がるような曲線のＬＵＴを生成してもよい。
【００２３】
ステップＳ４０５において、ウィンドウ処理パラメータ算出部３０５は、Ｘ線条件入力部３０３からＸ線条件を入力し、入力したＸ線条件に基づいて、ウィンドウ処理パラメータであるウィンドウレベル及びウィンドウ幅を決定する。ここで、ウィンドウ処理について説明する。ウィンドウ処理とは、入力画素値のうち、どの範囲の画素値を使用するかを決定する処理であり、ここでは、ウィンドウレベルを中心画素値として、ウィンドウ幅で指定された幅分の画素値を表示に用いるように決定する。例えば、ウィンドウレベルがＷＬであり、ウィンドウ幅がＷＷである場合、ＷＬ−ＷＷ／２からＷＬ＋ＷＷ／２までの画素値を用いることになる。
【００２４】
このとき、ウィンドウ処理では、管電圧が高くなるほど、ウィンドウ幅を大きくするように設定してもよい。また、管電流又は照射時間が大きくなるほど、ウィンドウレベルを高くするように設定してもよい。このように、Ｘ線エネルギーが高くなるほど、コントラストを上げるように階調処理条件を設定することにより、エネルギーの上昇による被写体コントラストの低下を防ぎ、安定したＸ線画像データを得ることが可能となる。また、Ｘ線量が高くなるほど、輝度を下げるように階調処理条件を設定することにより線量の変化による輝度の変化を防ぎ、安定したＸ線画像データを得ることが可能となる。
【００２５】
また、予め定められたＸ線条件を自動的又は操作者が意図的に変更した場合にも、変更後のＸ線条件にて階調処理条件を決定することにより、一定した階調のＸ線画像データを得ることが可能となる。
【００２６】
またここでは、管電圧に応じてウィンドウ幅を変化させたが、コントラストに関してはＸ線エネルギーに関係する値とすればよいため、Ｘ線の線質をコントロールするＸ線付加フィルタ等に応じて階調処理条件を設定してもよい。
【００２７】
ステップＳ４０６において、階調処理部３０６は、ＬＵＴ生成部３０４にて生成されたＬＵＴ、及び、ウィンドウ処理パラメータ算出部３０５にて算出されたウィンドウ処理パラメータに基づいて、階調処理条件を決定してＸ線画像データの階調処理を行う。即ち、階調処理部３０６は、入力画素値をウィンドウ処理パラメータに従って変換する。ウィンドウ処理パラメータは、Ｘ線条件に基づいて算出されるため、Ｘ線条件の変化によるコントラスト、輝度の変化の補正が可能となる。次に、階調処理部３０６は、ウィンドウ処理後のＸ線画像データを、ＬＵＴを用いて変換する。このＬＵＴは、撮影手技又は撮影部位のようなプロトコルに応じて生成されているため、輝度及びコントラストが安定したＸ線画像データを得ることが可能となる。
【００２８】
なお、第１の実施形態では、ＬＵＴを用いた変換処理とウィンドウ処理とを組み合わせた階調処理を行ったが、ＬＵＴを用いた変換処理のみを用いて階調処理を行うようにしてもよい。この場合、ＬＵＴ生成の際に、一旦プロトコルに基づいてＬＵＴを生成し、その後、Ｘ線条件に応じてコントラストを調整するとともに、輝度に応じて形状を調整するような方法を用いればよい。
【００２９】
また、第１の実施形態では、Ｘ線条件に応じてコントラスト及び輝度の両方を制御するように階調処理条件を設定するという方法を用いたが、その何れか一方を制御するという方式を用いてもよい。例えば、画像解析処理等によって関心領域の画素値を取得する場合、輝度はＸ線画像データの解析結果を用いて制御し、コントラストはＸ線条件を用いて制御する方法を用いればよい。また、輝度はＸ線画像データの解析結果を用いて制御し、ダイナミックレンジはＸ線条件を用いて制御するようにしてもよい。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に係る撮像装置６００の構成を示す図である。図６に示すように、第２の実施形態に係る撮像装置６００は、プロトコル設定部６０１、Ｘ線制御部６０２、Ｘ線発生部６０３、Ｘ線センサ部６０４、画像処理部６０６及び入射線量解析部６０５を備える。なお、プロトコル設定部６０１、Ｘ線発生部６０３、Ｘ線センサ部６０４及び画像処理部６０６は夫々、図１のプロトコル設定部１０１、Ｘ線発生部１０３、Ｘ線センサ部１０４及び画像処理部１０５と同様の構成であるため、それらの説明は省略する。
【００３１】
入射線量解析部６０５は、Ｘ線センサ部６０４から入力したＸ線画像データに基づいて入射線量情報を生成し、Ｘ線制御部６０２に対して出力する。Ｘ線制御部６０２は、入射線量情報に基づいてＸ線条件を決定する。
【００３２】
第２の実施形態に係る撮像装置６００は、連続的に画像データを取得するＸ線透視装置や、一枚の静止画データの撮影を行うＸ線一般撮影装置にも適用可能である。Ｘ線透視装置に適用した場合、次フレームのＸ線画像データを取得するためのＸ線条件が前フレームのＸ線画像データの入射線量情報から決定される。一方、Ｘ線一般撮影装置に適用した場合、入射線量情報が所定の入射線量を超過した場合（例えば、Ｘ線画像データを撮影するために必要なＸ線量が得られた場合）、自動的に曝射を停止するように制御される。また、第２の実施形態における画像処理部６０６は、Ｘ線条件に基づいてＬＵＴを生成するだけでなく、ダイナミックレンジ調整パラメータも生成する。
【００３３】
次に、図７を参照しながら、第２の実施形態に係るＸ線撮影装置６００の処理について説明する。ステップＳ７０１において、プロトコル設定部６０１は、撮影手技や撮影部位等のプロトコルを設定する。ステップＳ７０２において、Ｘ線制御部６０２は、管電圧、管電流、照射時間及び付加フィルタ等のＸ線条件を設定する。設定されたＸ線条件は、Ｘ線発生部６０３及び画像処理部６０６に出力される。
【００３４】
Ｘ線制御部６０２において設定されるＸ線条件は、ステップＳ７０１で設定されたプロトコルに基づいて初期設定されることが望ましい。このように初期設定が行われると、撮影開始時点でおおよそ目的に応じたＸ線条件になるため、撮影開始直後の無効な被ばくを低減することが可能となる。透視撮影装置の場合、透視撮影が開始されると、入射線量解析部６０５にて生成された入射線量情報に基づいてＸ線条件が設定される。入射線量解析部６０５にて生成された入射線量情報が設定された目標値よりも小さく、Ｘ線センサ部６０４に対する入射線量が不足していると判定された場合、管電圧又は管電流を上げてＸ線センサ部６０４に対する入射線量が増加するように制御される。反対に、入射線量解析部６０５にて生成された入射線量情報が設定された目標値よりも大きく、Ｘ線センサ部６０４に対する入射線量が多すぎて被ばく量が大きくなると判定された場合、管電圧又は管電流を下げてＸ線センサ部６０４に対する入射線量が減少するように制御される。なお、事前に設定されるＸ線条件は、プロトコルに基づいて設定されると、Ｘ線条件が落ち着くまでの時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
ステップＳ７０３において、Ｘ線発生部６０３は、Ｘ線制御部６０２から入力したＸ線条件に従って、Ｘ線を被写体に向けて出力する。ステップＳ７０４において、Ｘ線センサ部６０４は、被写体を透過したＸ線を検知してＸ線画像データを生成し、入射線量解析部６０５及び画像処理部６０６に対して出力する。
【００３６】
ステップＳ７０５において、入射線量解析部６０５は、Ｘ線画像データから入射線量を解析し、その解析結果を入射線量情報としてＸ線制御部６０２にフィードバックする。入射線量解析部６０５による入射線量の解析方法は、Ｘ線画像データのヒストグラムを生成して目的に応じた関心領域の画素値を取得する方法、Ｘ線画像データを二次元的な解剖学的領域を抽出し、金属領域を除外する等してその画素値を取得する方法、又は、上記二つの方法の組み合わせによる方法を用いてもよい。なお、入射線量解析部６０５による入射線量の解析方法は、プロトコルに応じて決定してもよい。プロトコルに応じて入射線量を解析することにより目的に応じた線量制御が可能となる。
【００３７】
ステップＳ７０６において、画像処理部６０６は、プロトコル設定部６０１にて設定されたプロトコル及びＸ線制御部６０２にて設定されたＸ線条件に基づいて階調処理条件を設定して、Ｘ線画像データの階調処理を行う。画像処理部６０６による処理の詳細は後述する。
【００３８】
図８は、第２の実施形態における画像処理部６０６の構成を詳細に示す図である。図８に示すように、画像処理部６０６は、画像入力部８０１、プロトコル入力部８０２、Ｘ線条件入力部８０３、ＬＵＴ生成部８０４、ダイナミックレンジ調整パラメータ生成部８０５及び階調処理部８０６を備える。
【００３９】
図９は、第２の実施形態における画像処理部６０６の処理を示すフローチャートである。以下、図８及び図９を参照しながら、画像処理部６０６の処理について詳細に説明する。
【００４０】
ステップＳ９０１において、画像入力部８０１は、Ｘ線センサ部６０４からＸ線画像データを入力する。ステップＳ９０２において、プロトコル入力部８０２は、プロトコル設定部６０１において設定されたプロトコルを入力する。ステップＳ９０３において、Ｘ線条件入力部８０３は、Ｘ線制御部６０２において設定されたＸ線条件を入力する。
【００４１】
ステップＳ９０４において、ＬＵＴ生成部８０４は、プロトコル入力部８０２にて入力されたプロトコルと、Ｘ線条件入力部８０３にて入力されたＸ線条件とに基づいて、階調変換に用いるＬＵＴを生成する。
【００４２】
ＬＵＴの生成方法としては、先ず、ＬＵＴ生成部８０４は、基準となるＬＵＴを生成する。基準となるＬＵＴは、第１の実施形態におけるＬＵＴの生成方法と同様に、プロトコルに基づいて生成すればよい。次に、ＬＵＴ生成部８０４は、基準となるＬＵＴをＸ線条件に基づいて変形する。即ち、ＬＵＴ生成部８０４は、管電圧に応じてＬＵＴの傾きを変更する。このとき、管電圧が高いほど、ＬＵＴの傾きが大きくなるように変更すればよい。このようにＸ線エネルギーが高くなるほど、コントラストを上げるように階調処理条件を設定することにより、Ｘ線エネルギーの上昇によるコントラストの低下を防ぎ、安定したＸ線画像データを得ることが可能となる。このとき、ＬＵＴの傾きが一定以上となってしまう場合には、ＬＵＴの傾きをある範囲以下で制限する方法を用いてもよい。これにより、コントラストの過度な増大によるノイズの視認性の低下を防ぐことが可能となる。また、ＬＵＴの傾きが一定以下となってしまう場合には、ＬＵＴの傾きをある範囲以上となるように制限する方法を用いてもよい。これにより、コントラストの過度な低下によるエッジの視認性の低下を防止することが可能となる。
【００４３】
次に、ＬＵＴ生成部８０４は、傾きが変更されたＬＵＴを関心領域の画素値に基づいて平行移動する。ここで関心領域とは、輝度をある一定の値に保持したい解剖学的な領域、又は、ある特定のＸ線画像データの画素値である。関心領域は、Ｘ線画像データを解析することによって求めることが可能である。解析方法は、二次元的な領域を解析する方法、ヒストグラムを解析する方法、又は、それらを組み合わせた方法等を用いてもよい。また、関心領域の画素値をある特定の値に事前に設定することも可能である。この場合、解析処理を行うことなく簡便に処理全体を行うことが可能となる。また、関心領域の値を入射線量解析部６０５によって生成される入射線量情報又はＸ線制御部６０２に設定されている入射線量の目標値と同じ値にすることも可能である。この場合、入射線量は目標値になるように制御されているため、ＬＵＴの平行移動は行う必要がなくなる。但し、入射線量の目標値がＸ線条件によって異なる設定としている場合は目標値に応じて平行移動を行う必要がある。
【００４４】
図１０は、階調処理用のＬＵＴを示した図である。図１０の１００１の直線は、あるプロトコルに基づいて生成された基準となるＬＵＴである。１００２の直線は、管電圧に応じて傾きを変化させてコントラストを上げたＬＵＴである。１００３の直線は、関心領域の輝度の変化を抑えるように平行移動したＬＵＴである。第２の実施形態では、図１０の入力画素値Ｘが関心領域の入力画素とすると、そのときの出力画素値が常にＹとなるように平行移動している。このようにＬＵＴを生成し、それを用いて階調処理を行うことにより、Ｘ線条件が変動しても輝度及びコントラストが安定したＸ線画像データを得ることが可能となる。
【００４５】
ステップＳ９０５において、ダイナミックレンジ調整パラメータ算出部８０５は、プロトコル及び管電圧に応じてダイナミックレンジ調整パラメータを変更する。このダイナミックレンジ調整を用いた場合、全体のコントラストを保ちノイズやエッジの変化を抑えつつ、低輝度部及び高輝度部の視認性を向上させることが可能となる。
【００４６】
ここで、管電圧が低いほどより強くダイナミックレンジを圧縮するように、ダイナミックレンジ調整パラメータが算出される。これにより、管電圧が高い時の黒つぶれ、白つぶれを低減することが可能となる。また、管電圧が高い場合にはダイナミックレンジの圧縮をあまり強くしないように、ダイナミックレンジ調整パラメータを算出するようにしてもよい。これにより、高輝度部及び低輝度部のコントラストを保持することが可能となる。なお、ダイナミックレンジ圧縮方法は、低周波画像を変換する関数ｆ１（）をもって次の数式のように表される（国際公開第０２／４５０２０号パンフレット参照）。
ＳD＝ｆ１（Ｓus）＋（Ｓorg−Ｓus）
但し、ＳDは、処理後の画素値であり、Ｓorgは、オリジナル画像の画素値であり、Ｓusは、オリジナル画像においてマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとったときの平均画素値である。
【００４７】
また、プロトコルにて造影剤を使用する手技が選択された場合には、造影剤を使用する手技に比べてダイナミックレンジを強く圧縮するように、ダイナミックレンジ調整パラメータが算出される。これにより、特に縦隔などの低輝度領域での造影剤部分の視認性を向上させることが可能となる。
【００４８】
このように、プロトコル及びＸ線条件に応じて階調処理を行うことにより、輝度及びコントラストが安定したＸ線画像データを得ることが可能である。また、ＬＵＴを用いた変換処理とダイナミックレンジ調整とを併用することにより、それほど大きくコントラストを変化させなくとも、高輝度部から低輝度部を視認することが可能となる。これにより、コントラストの過度な上昇によるノイズの増強及びコントラストの過度な低下によるエッジの視認性の低下を防ぐことが可能となる。
【００４９】
第２の実施形態では、プロトコル及びＸ線エネルギーに応じてコントラストとダイナミックレンジ調整パラメータを両方制御する方法としたが、ダイナミックレンジ調整パラメータのみを制御する方法としてもよい。これにより、簡便な方法で管電圧が低いときの黒つぶれ、白つぶれを低減することが可能である。また、管電圧が高いときにダイナミックレンジ圧縮を小さくすると、高輝度部及び低輝度部のコントラストの低下を低減することが可能である。
【００５０】
第２の実施形態では、プロトコル及びＸ線エネルギーに応じて、コントラストとダイナミックレンジ調整パラメータとの両方を制御する方法としたが、プロトコルに応じてＬＵＴのみを制御し、Ｘ線エネルギーによってダイナミックレンジ調整パラメータを制御するという方法を用いてもよい。これにより、手技中にプロトコルの変更がない限り、ＬＵＴは初期設定のものが使用可能であり、ダイナミックレンジの調整のみでＸ線エネルギーの変化に対応可能であるため、処理を簡便化することが可能となる。
【００５１】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００５２】
１００、６００：Ｘ線撮影装置、１０１、６０１：プロトコル設定部、１０２、６０２：Ｘ線制御部、１０３、６０３：Ｘ線発生部、１０４、６０４：Ｘ線センサ部、１０５、６０６：画像処理部、６０５：入射線量解析部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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