(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線画像情報に基づくオリジナル画像を表すオリジナル画像信号を処理して前記オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭い画像を担持する処理済み画像信号を得る放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理装置であって、
前記オリジナル画像と前記処理済み画像とを並べて表示する２枚表示と、前記処理済み画像のみを表示する１枚表示とのいずれか一方を選択する表示形態選択手段と、
該表示形態選択手段に従って画像を表示する表示手段と、
前記表示形態選択手段による表示形態の選択に応じてダイナミックレンジの圧縮度合いを変更する圧縮度合い変更手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理装置。
【請求項２】
前記圧縮度合い変更手段が、１枚表示のときに比べ２枚表示における圧縮度合いを大きくすることを特徴とする請求項２記載の放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理装置。
【請求項３】
被写体を透過した放射線画像情報に基づくオリジナル画像を表すオリジナル画像信号を処理して前記オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭い画像を担持する処理済み画像信号を得る放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理方法であって、
前記オリジナル画像と前記処理済み画像とを並べて表示する２枚表示と、前記処理済み画像のみを表示する１枚表示とのいずれを選択するかによって、ダイナミックレンジの圧縮度合いを変更することを特徴とする放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理方法。
【請求項４】
前記１枚表示のときに比べ前記２枚表示における圧縮度合いを大きくすることを特徴とする請求項３記載の放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理装置及び方法に関し、詳しくは、処理済み画像をより適正に表示させ得る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線画像において、領域内の微細構造の観察適正を確保しつつ、濃度域（ダイナミックレンジ）を圧縮する方法として、特許文献１に開示されるようなものがあった。
【０００３】
前記特許文献１に開示される圧縮方法は、各画素点に対応して該各画素点を含む所定マスク領域内のオリジナル画像信号Ｓｏｒｇ  を平均化することで非鮮鋭マスク信号（ボケマスク信号）Ｓｕｓを求め、この非鮮鋭マスク信号が増大するにつれて単調減少する関数をｆ（Ｓｕｓ）としたときに、処理済み画像信号Ｓｐｒｏｃを、Ｓｐｒｏｃ＝Ｓｏｒｇ  ＋ｆ（Ｓｕｓ）
として得るものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２２２５７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ダイナミックレンジの圧縮処理を施していない放射線画像を見慣れている者に、ダイナミックレンジの圧縮処理を施した画像を提供すると、かえって読影性を低下させてしまうことがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ダイナミックレンジ圧縮処理が施された画像を見慣れない場合であっても、読影性を悪化させることのない表示を行えるダイナミックレンジ圧縮処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載のダイナミックレンジ圧縮処理装置では、オリジナル画像と処理済み画像とを並べて表示する２枚表示と、処理済み画像のみを表示する１枚表示とのいずれか一方を選択する表示形態選択手段と、該表示形態選択手段に従って画像を表示する表示手段と、前記表示形態選択手段による表示形態の選択に応じてダイナミックレンジの圧縮度合いを変更する圧縮度合い変更手段と、を含んで構成される。
【０００８】
請求項２記載のダイナミックレンジ圧縮処理装置では、前記圧縮度合い変更手段が、１枚表示のときに比べ２枚表示における圧縮度合いを大きくする構成とした。
【０００９】
請求項３記載のダイナミックレンジ圧縮処理方法では、オリジナル画像と処理済み画像とを並べて表示する２枚表示と、処理済み画像のみを表示する１枚表示とのいずれを選択するかによって、ダイナミックレンジの圧縮度合いを変更する構成とした。
【００１０】
請求項４記載のダイナミックレンジ圧縮処理方法では、前記１枚表示のときに比べ前記２枚表示における圧縮度合いを大きくする構成とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を説明する。
一実施例を示す図１は、本発明にかかる放射線画像のダイナミックレンジ圧縮処理装置の構成例を示すものであり、医療用としての人体の胸部放射線撮影を行う例を示す。
【００１２】
ここで、放射線発生源１は、放射線制御装置２によって制御されて、被写体（人体胸部等）Ｍに向けて放射線（一般的にはＸ線）を照射する。
記録読取装置３は、被写体Ｍを挟んで放射線源１と対向する面に変換パネル４を備え、該変換パネル４は放射線源１からの照射放射線量に対する被写体Ｍの放射線透過率分布に従ったエネルギーを輝尽層に蓄積し、そこに被写体Ｍの潜像を形成する。
【００１３】
前記変換パネル４は、支持体上に輝尽層を、輝尽性蛍光体の気相堆積、或いは輝尽性蛍光体塗料塗布によって設けてあり、該輝尽層は環境による悪影響及び損傷を遮断するために保護部材によって遮蔽若しくは被覆される。該輝尽性蛍光体材料としては、例えば、特開昭６１−７２０９１号公報、或いは、特開昭５９−７５２００号公報に開示されるような材料が使われる。
【００１４】
光ビーム発生部（ガスレーザ，固体レーザ，半導体レーザ等）５は、出射強度が制御された光ビームを発生し、その光ビームは種々の光学系を経由して走査器６に到達し、そこで偏向を受け、更に、反射鏡７で光路を偏向させて、変換パネル４に輝尽励起走査光として導かれる。
【００１５】
集光体８は、輝尽励起光が走査される変換パネル４に近接して光ファイバである集光端が位置され、上記光ビームで走査された変換パネル４からの潜像エネルギーに比例した発光強度の輝尽発光を受光する。
【００１６】
９は、集光体８から導入された光から輝尽発光波長領域の光のみを通過させるフィルタであり、該フィルタ９を通過した光は、フォトマル１０に入射して、その入射光に対応した電流信号に光電変換される。
【００１７】
フォトマル１０からの出力電流は、電流／電圧変換器１１で電圧信号に変換され、増幅器１２で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１３で画素毎のディジタルデータからなる放射線画像信号に変換される。
【００１８】
そして、このディジタル放射線画像信号（オリジナル画像信号Ｓｏｒｇ  ）は、マイクロコンピュータを内蔵した画像処理装置１４に順次出力される。
１５は画像信号を記憶させておくための画像メモリ（磁気ディスク装置）である。
【００１９】
また、１６は画像処理装置１４から直接又は前記画像メモリ１５から読み出された放射線画像信号をプリンタ１７（表示手段）に伝送するためのインターフェイスである。
【００２０】
１８は読取ゲイン調整回路であり、この読取ゲイン調整回路１８により光ビーム発生部５の光ビーム強度調整、フォトマル用高圧電源１９の電源電圧調整によるフォトマル１０のゲイン調整、電流／電圧変換器１１と増幅器１２のゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換器１３の入力ダイナミックレンジの調整が行われ、放射線画像信号の読取ゲインが総合的に調整される。
【００２１】
更に、ＣＲＴ装置２０（表示手段）が設けられており、かかるＣＲＴ装置２０には、放射線画像情報の他、各種の処理情報が前記画像処理装置１４から送られて表示される。
【００２２】
また、２１は、キーボード，タッチパネル，マウス等のマン・マシン・インターフェイスであり、前記画像処理装置１４における画像処理の特性を修正するための修正データを、前記マン・マシン・インターフェイス２１を介して入力できるようになっている。
【００２３】
尚、前記画像処理装置１４に出力させるオリジナル放射線画像信号Ｓｏｒｇ  の取得方法を、輝尽性蛍光体を励起光で走査して発光せしめた輝尽発光を光電変化して得る方法に限定するものではなく、例えば放射線フィルムの画像を、光電変換によって読み取る方法や、被写体を透過した放射線を蛍光体に照射されて蛍光に変換し、該蛍光を光電変換して読み取る方法などであっても良い。
【００２４】
オリジナル放射線画像信号Ｓｏｒｇ  は、検出された放射線の強度に比例する形でも良いし、検出された放射線の強度の対数に比例する形でも良いが、後者の方が好ましい。
【００２５】
ここで、前記画像処理装置１４には、記録読取装置３から入力されるオリジナル画像信号Ｓｏｒｇ  のダイナミックレンジを圧縮して、オリジナル画像よりもダイナミックレンジの狭い画像を担持する処理済みの画像信号Ｓｐｒｏｃを得るダイナミックレンジ圧縮処理機能が備えられており、かかるダイナミックレンジ圧縮処理のための画像処理は、以下の式に従って行われる。
【００２６】
Ｓｐｒｏｃ＝Ｓｏｒｇ  ＋ｆ１（Ｓｕｓ）
上式で、Ｓｕｓは、各画素点に対応して該各画素点を含む所定マスク領域内のオリジナル画像信号Ｓｏｒｇ  を平均化することにより求められる非鮮鋭マスク信号である。
【００２７】
但し、前記非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓは、マスク領域内における平均化処理によって求める方法に限定されるものではなく、例えばメジアン値等に基づいて設定する構成であっても良い。
【００２８】
また、オリジナル画像信号Ｓｏｒｇ  に加算されるｆ１（Ｓｕｓ）は、非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓの関数として求められる補正値である。
尚、ダイナミックレンジの圧縮方法を、上記の非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓを用いる方法に限定するものではない。
【００２９】
また、オリジナル画像信号Ｓｏｒｇ  の信号解析に基づいて被写体の輪郭を抽出し、例えば、胸部正面画像において、肺野領域，素抜け領域，肺野を除く被写体領域に領域を分け、それぞれの領域に対して異なる関数形の補正値ｆ１（Ｓｕｓ）を適用する構成とすることができる。
【００３０】
ここで、上記装置では、図２に示すように、ダイナミックレンジ圧縮処理が施された処理済み画像とオリジナル画像とを並べて２枚表示（プリンタ１７によるハードコピーとＣＲＴ装置２０によるソフトコピーとを含む）させるモードと、処理済み画像のみを表示させるモードとのいずれかを選択できるようになっている。
【００３１】
前記１枚表示モードの場合には、極端な圧縮を行うと、本来オリジナル画像がもっていた情報を失ったり、病変でないものが病変のように見えたり、或いは、情報は正しいが目の錯覚によって誤診を招く惧れがあるので、圧縮度合いはあまり大きくしない方が好ましい。
【００３２】
一方、２枚表示では、オリジナル画像と並べて処理済み画像を表示するので、たとえオリジナル画像で良く見えていた部分が圧縮処理によって見え難くなっても、オリジナル画像で見え難かった部分をより見えるようにすれば良いので、比較的大きな圧縮度合いの設定が許容される。
【００３３】
従って、前記２枚表示モードと１枚表示モードとの選択は、オペレータがマン・マシン・インターフェイス２１を介して任意に行う構成としても良いが、例えば被写体のダイナミックレンジが所定よりも広く、大幅な圧縮が望まれる場合には、２枚表示が自動的に選択されるようにすることができる。
【００３４】
オペレータがマン・マシン・インターフェイス２１を介して任意に表示モードを選択する場合には、前記マン・マシン・インターフェイス２１が表示形態選択手段に相当し、自動設定させる場合には、画像処理装置１４が表示形態選択手段に相当することになる。
【００３５】
かかる表示モードの自動選択について以下に説明する。
尚、ここでは、胸部正面画像の低濃度部を圧縮するものとする。
前記画像処理装置１４では、オリジナル画像に対して肺野を含む関心領域を自動設定し、かかる領域内の信号のヒストグラム解析を行って、関心領域内における信号の最大値Ｓｍａｘと最小値Ｓｍｉｎを求める。
【００３６】
補正関数ｆ１（Ｓｕｓ）としては、下式に示すものを用いるものとし、補正領域を決定する非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓの基準値Ｓｕｓ１は、Ｓｕｓ１＝ｋ・Ｓｍａｘ＋（１−ｋ）・Ｓｍｉｎ  として決定されるものとする。
【００３７】
ｆ１（Ｓｕｓ）＝β（Ｓｕｓ１−Ｓｕｓ）……Ｓｕｓ≦Ｓｕｓ１
ｆ１（Ｓｕｓ）＝０                ……Ｓｕｓ＞Ｓｕｓ１
そして、１枚表示と２枚表示とのいずれを選択するかの判断は、Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ＝ΔＳとして求められる被写体のダイナミックレンジΔＳと所定値を比較し、被写体のダイナミックレンジΔＳが所定値よりも大きい場合には、大幅な圧縮を行わせるべく２枚表示を選択させ、ダイナミックレンジΔＳが所定値よりも小さい場合には、極端な圧縮が不必要であり処理画像のみの１枚表示でも必要充分な診断性が得られるものと推定して１枚表示を選択させる。
【００３８】
かかる表示モードの選択に応じた圧縮度合いの設定は、前記補正関数ｆ１（Ｓｕｓ）における係数βと前記基準値Ｓｕｓ１の演算に用いる係数ｋとの少なくとも一方を表示モードの選択結果に応じて変化させることによって行われる。
【００３９】
具体的には、１枚表示モード用の係数β１，ｋ１と、２枚表示モード用の係数β２，ｋ２とを予め設定しておき、選択結果に応じていずれの係数を用いるかを決定する。
【００４０】
前記係数の値としては、例えばβ１＝０．６、ｋ１＝０．５、β２＝０．８、ｋ２＝０．６とし、２枚表示モード時には係数βを大きくして補正値をより大きく設定し、また、係数ｋを大きくして補正領域を広げるようにする。
【００４１】
従って、本実施例においては画像処理装置１４が圧縮度合い変更手段に相当することになる。
ところで、前記実施例において、非鮮鋭マスクのマスクサイズ或いは周波数特性は画像の診断性を左右する重要なパラメータである。
【００４２】
ダイナミックレンジ圧縮処理では、被写体の大まかな構造の変化（肺野部，縦隔部などの滑らかな信号差）に対応する超低周波数成分のみを非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓとして抽出し、Ｓｕｓに基づいて補正値ｆ１（Ｓｕｓ）を設定することによって、細かい構造物の変化（骨，血管など）を維持しつつ、全体の濃度範囲を圧縮することができるのである。
【００４３】
マスクサイズが小さいと、非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓが被写体の大まかな変化に対応する超低周波数成分だけでなく、細かい構造物の変化に相当する周波数成分をも含んでしまい、非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓに基づく補正値を加算することによって細かい構造物の変化が打ち消されて骨や血管などのコントラストが低下してしまう。
【００４４】
一方、マスクサイズが大きいと信号値の変化が急激な部分での非鮮鋭画像のエッジ切れが悪くなり、圧縮を行いたい領域と行いたくない領域との境界付近で望まない圧縮が施されてしまう。
【００４５】
また、マスクサイズを更に大きくし過ぎると、被写体の大まかな変化に相当する周波数成分までも失ってしまう（極端な場合全く平坦な画像になってしまう）ので、非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓに基づく補正値を加算してもダイナミックレンジ圧縮効果が得られなくなる。
【００４６】
以上のような観点で発明者が検討した結果、マスクサイズの大きさは等身大画像上の長さで１０ｍｍから６０ｍｍが好ましく、より好ましくは１５ｍｍから３０ｍｍであり、最も好ましくは２０ｍｍから３０ｍｍであることを見出した。
【００４７】
マスクサイズが１０ｍｍよりも小さいと、細かい構造物の変化に対応する周波数成分が急激に増加するので、このようなマスクサイズで求めた非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓに基づいて補正値を設定すると、著しく診断性能が低下してしまう。
【００４８】
また、特に、胸部画像や腹部画像においては、マスクサイズを１５ｍｍ以上にすれば、Ｓｕｓは大動脈などの太い血管に対応する周波数成分を持たなくなり、マスクサイズを２０ｍｍ以上にすればＳｕｓは肋骨などに対応する比較的低周波数であるが、コントラストを下げたくない周波数成分を含まなくなるので、診断性能の高い画像が得られる。
【００４９】
ここでマスクサイズは、矩形ならば短辺の長さと長辺の長さの平均値、正方形なら一辺の長さ、円ならば直径、楕円ならば長径と短径の平均値を指す。
また、マスクサイズのかわりに非鮮鋭マスクのもつ周波数特性で記述すると、非鮮鋭マスクの変調伝達関数が０．０１サイクル／ｍｍのとき０．５  以上かつ０．０６サイクル／ｍｍのとき０．５  以下であることが好ましく、より好ましくは０．０２サイクル／ｍｍのとき０．５  以上かつ０．０４サイクル／ｍｍのとき０．５  以下、更に好ましくは０．０２サイクル／ｍｍのとき０．５  以上かつ０．０３サイクル／ｍｍのとき０．５  以下である。
【００５０】
更に本発明において、非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓの関数である補正値ｆ１（Ｓｕｓ）の絶対値の最大値は被写体の関心領域のダイナミックレンジの１／８から１／２であることが好ましい。
【００５１】
例えば、被写体の関心領域のダイナミックレンジが２桁であるとき、圧縮補正量の絶対値の最大値は１／４桁から１桁であることが好ましい。
また、補正値ｆ１（Ｓｕｓ）が、β（Ｓｕｓ１−Ｓｕｓ）の様に非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓの一次関数で表されるとき、その傾きであって圧縮度合いを決めるβの好ましい範囲は０．２〜１．０であり、より好ましくは０．４〜０．８である。
【００５２】
補正量が小さすぎるとダイナミックレンジ圧縮効果が現れず、一方、補正量が大きすぎるとオリジナル画像における領域毎の濃度の大小関係が逆転して（例えば肺野の平均濃度よりも縦隔部の平均濃度の方が高くなって）しまい、診断に耐えない画像になってしまう。
【００５３】
例えば、上記一次関数の傾きβを１より大きくした場合このような問題が起こる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、オリジナル画像と処理済み画像とを並べて表示する２枚表示と、処理済み画像のみの１枚表示とのいずれかを選択できるようにし、然も、２枚表示が選択されたときにより大きな圧縮を施すようにしたので、読影性を悪化させることなく大きな圧縮度合いの設定が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される放射線画像読取処理装置を示すブロック図。
【図２】２枚表示モードにおける表示状態を示す図。
【符号の説明】
１…放射線発生源
３…記録読取装置
１４…画像処理装置
１５…画像メモリ
１６…インタフェイス
１７…プリンタ
２０…ＣＲＴ装置
２１…マン・マシン・インターフェイス
【図１】
0003586274.tif 000002
【図２】
0003586274.tif 000003