(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に金属片が埋め込まれた被検体を放射線撮影することで得られる金属片を写し込んだ元画像に画像処理を施す画像処理装置であって、
前記元画像上の注目画素および前記注目画素の周辺の画素の画素値の標準偏差を算出する動作を前記注目画素を変えながら繰り返すことにより、前記元画像を構成する画素についての標準偏差がマッピングされた標準偏差画像を生成する標準偏差画像生成手段と、
前記元画像と前記標準偏差画像とを加算または減算することにより、演算画像を生成する画像演算手段と、
前記演算画像を二値化して二値化演算画像を生成する演算画像二値化手段と、
前記二値化演算画像を基に元画像上の金属片の分布を把握して、前記元画像の金属片の部分の画素値の代表値および金属片以外の部分の画素値の代表値を取得し、各代表値を参照しながら前記元画像に対してグラフカット処理を施して前記元画像における金属片の分布を示すマップを生成するグラフカット処理手段を備え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、
被検体に対して撮影方向を変えながら連写された前記元画像の各々を前記マップを参照して、前記元画像に写り込む金属片を前記元画像から消去して金属片除去画像を生成する金属片除去処理と、
複数の前記金属片除去画像を重ね合わせて金属片除去断層画像を生成する金属片除去断層画像生成処理と、
前記マップを参照して、前記元画像の各々から金属片に相当する部分を取り出したトリミング画像を生成する金属片トリミング処理と、
複数の前記トリミング画像を重ね合わせて金属片断層画像を生成する金属片断層画像生成処理と、
前記金属片除去断層画像と金属片断層画像とを加算して合成断層画像を生成する断層画像加算処理とを実行する断層画像生成手段を備え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を備えた放射線断層撮影装置であって、
放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、
被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出信号を基に元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断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像の視認性を向上させる画像処理装置に関し、特に、放射線画像に金属片が写り込んでいても視認性の高い画像を提供することができる画像処理装置に関する。
【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には、元画像に画像処理を加えることにより表示モニタに視認性の高い画像を表示させる画像処理装置が備えられている。【０００３】
この様な画像処理装置の中には断層画像を生成できるものがある。この様な画像処理装置に、撮影方向を変えながら連写された複数の元画像を入力すると、元画像が重ね合わせられることにより断層画像が出力される。断層画像とは、被検体をある平面で裁断したときに現れる像を写し込んだ画像である。【０００４】
ところで、過去に被検体が骨を金属片で補強するような手術を受けた経験がある場合、この金属片が撮影された元画像に写り込んでしまう。体内に金属片が埋め込まれている被検体について撮影を行うと、放射線が透過しにくい金属片が元画像上にはっきりと写り込んでしまうのである。この元画像上の金属片は、元画像上において極端に明るく写り込んでいる。【０００５】
画像処理装置は、このような金属片が写り込んだ元画像を単純に重ね合わせるだけでは視認性に優れた断層画像を生成することができない。生成された断層画像に写り込んだ金属片の周りに偽像が発生するからである。そこで従来の画像処理装置では、元画像の金属片の部分とそれ以外の部分とで別々の画像処理を行うことで断層画像を生成し、断層画像に偽像が発生しないように工夫がされている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
このような偽像の軽減が可能な画像処理を実行するには、元画像における金属片の分布を示すマップが必要となる。従来構成においてこのようなマップは、元画像に二値化処理を施すことにより生成される。元画像に二値化処理を行えば、元画像に極端に暗く写り込む金属片が抽出されたような画像が得られるのである。二値化処理における閾値の決定については大津法が利用できる（具体的には非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／００３５２５
【非特許文献１】Ｏｔｕｓ  Ｎ：  Ａ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｒｏｍ  ｇｒｅｙ  ｌｅｖｅｌ  ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ．    ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｍａｎ，  ａｎｄ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ  ９：  ６２−６６，  １９７９
【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、上述のような従来構成によれば、次のような問題点がある。すなわち、従来構成における二値化処理を用いた方法では、金属片の指定が不正確となる。【０００９】
従来方法に係る二値化処理では、金属片を正確に抽出することができない。被検体の金属片の回りには、放射線を吸収しやすいセメントなどが位置している場合があり、二値化処理を行う際に元画像に写り込むセメントと金属片とを見分けるのは難しいからである。したがって、従来の二値化処理では元画像上の金属片を抽出する際に、元画像上の金属片でない部分が金属片を示す部分に含まれてしまう。これが、元画像上における金属片の認定の誤認を招き、元画像に施される断層画像生成処理に悪影響を与える。【００１０】
また、元画像には、金属片以外の部分に細かい構造物が白っぽく写し込んでいるものがある。このような状況で、同じく元画像に白っぽく写り込んでいる金属片を抽出しようとして二値化処理を行うと、細かい構造物も抽出してしまうことがある。この様な誤った抽出も断層画像生成処理に悪影響を与える。【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、その目的は、金属片が写り込んでいる画像に対して金属片とそれ以外の部分とを正確に判別することで、画像に写り込む金属片以外の部分について視認性を確実に向上することができる画像処理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、内部に金属片が埋め込まれた被検体を放射線撮影することで得られる金属片を写し込んだ元画像に画像処理を施す画像処理装置であって、元画像上の注目画素および注目画素の周辺の画素の画素値の標準偏差を算出する動作を注目画素を変えながら繰り返すことにより、元画差画像生成手段と、元画像と標準偏差画像とを加算または減算することにより、演算画像を生成する画像演算手段と、演算画像を二値化することにより、元画像における二値化演算画像を生成する演算画像二値化手段と、二値化演算画像を基に元画像上の金属片の分布を把握して、元画像の金属片の部分の画素値の代表値および金属片以外の部分の画素値の代表値を取得し、各代表値を参照しながら元画像に対してグラフカット処理を施して元画像における金属片の分布を示すマップを生成するグラフカット処理手段とを備えることを特徴とするものである。【００１３】
［作用・効果］本発明の構成によれば、元画像に写り込んだ金属片を確実に抽出できるような構成となっている。すなわち、本発明の画像処像を構成する画素についての標準偏差がマッピングされた標準偏差画像を生成する標準偏理装置は、元画像を構成する画素についての標準偏差がマッピングされた標準偏差画像を生成したあと、元画像と標準偏差画像とを加算または減算することにより演算画像を生成し、この演算画像を二値化することで金属片の抽出を行うようにしている。この演算画像は、元画像の金属片以外の部分に見られる構造物の像が消去されている。したがって、元画像で例えば白っぽく写り込んでいた金属片でない構造物が演算画像には現れていない。このような演算画像に例えば白っぽく写り込んでいる金属片を抽出する二値化処理を加えれば、正確なグラフカット処理ができるようになるので結果画像に金属片でない構造物に由来する像が現れることがない。【００１４】
また、上述の画像処理装置において、被検体に対して撮影方向を変えながら連写された元画像の各々をマップを参照して、元画像に写り込む金属片を元画像から消去して金属片除去画像を生成する金属片除去処理と、複数の金属片除去画像を重ね合わせて金属片除去断層画像を生成する金属片除去断層画像生成処理と、マップを参照して、元画像の各々から金属片に相当する部分を取り出したトリミング画像を生成する金属片トリミング処理と、複数のトリミング画像を重ね合わせて金属片断層画像を生成する金属片断層画像生成処理と、金属片除去断層画像と金属片断層画像とを加算して合成断層画像を生成する断層画像加算処理とを実行する断層画像生成手段を備えればより望ましい。【００１５】
［作用・効果］本発明の画像処理装置は、金属片の周りに偽像が生じさせないように断層画像を生成する場合に用いることができる。【００１６】
また、本発明に係る画像処理装置は、断層画像撮影装置に搭載することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像処理装置は、元画像を構成する画素についての標準偏差がマッピングされた標準偏差画像と元画像とを加算または減算することにより演算画像を生成する。この演算画像は、元画像の金属片以外の部分に見られる構造物の像が消去されている。したがって、元画像で例えば白っぽく写り込んでいた金属片でない構造物が演算画像には現れていない。このような演算画像に例えば白っぽく写り込んでいる金属片を抽出する二値化処理を加えれば、正確なグラフカット処理ができるようになるので結果画像に金属片でない構造物に由来する像が現れることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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に係る元画像の撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図３】実施例１に係る断層画像の取得原理を説明する模式図である。
【図４】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図８】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図９】実施例１に係る画像処理装置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模式図である。
【図１１】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１２】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１３】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１４】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１５】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１６】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１７】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１８】実施例１に係る画像処理装置の動作を説明する模式図である。
【図１９】実施例１に係る断層画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図２０】実施例１に係る断層画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図２１】実施例１に係る断層画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図２２】実施例１に係る断層画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図２３】実施例１に係る断層画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図２４】実施例１に係る断層画像生成部の動作を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る画像処理装置は、内部に金属片が埋め込まれた被検体を放射線撮影することで得られる金属片を写し込んだ元画像Ｐ０に画像処理を施す画像処理装置である。以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
まず、本発明に係る画像処理装置２２の実施例について説明する。本発明の画像処理装置２２は、図１に示すように元画像Ｐ０を入力すると、元画像Ｐ０に写り込んでいる金属片の分布を示すマップＭａが出力される構成となっている。元画像Ｐ０には、様々な画像が考えられるが、本発明の特徴を最も効果的に表す目的で、元画像Ｐ０は、金属片が埋め込まれた被検体をＸ線撮影して得られた画像であるものとする。そして、この元画像Ｐ０には、被検体内にある金属片の像が写り込んでいるものとする。すなわち、図１の元画像Ｐ０には、人工関節を構成する金属片ｍ０が示されている。【００２１】
画像処理装置２２は、元画像Ｐ０を元にマップＭａを生成する目的で、各部１１，１２，１２，１３，１４，１５，１６を備えている。このうち、標準偏差画像生成部１１は、元画像Ｐ０に標準偏差フィルタを施して標準偏差画像Ｐ１を生成する。画像減算部１２は、元画像Ｐ０から標準偏差画像Ｐ１を減算して減算画像Ｐ２を生成する。二値化部１３は、減算画像Ｐ２に対して二値化処理を行い二値化減算画像Ｐ３を生成する。輪郭抽出部１４は、二値化減算画像Ｐ３の輪郭が抽出された輪郭抽出画像Ｐ４を生成する。スネーク処理部１５は、輪郭抽出画像Ｐ４で抽出されている輪郭を初期状態と認識して、元画像Ｐ０に対してスネークによるセグメンテーション処理を行い元画像Ｐ０における金属片ｍ０の分布を示すマップＭａを生成する。グラフカット処理部１６は、元画像Ｐ０，および二値化減算画像Ｐ３に基づいて元画像Ｐ０における金属片ｍ０の分布を示すマップＭａを生成する。輪郭抽出部１４およびスネーク処理部１５が協働して行う動作と、グラフカット処理部１６が行う動作は、並列的な関係にある。二値化減算画像Ｐ３に対しては、スネーク処理に係る画像処理を加えてマップＭａを取得するようにしてもよいし、グラフカット処理に係る画像処理を加えてマップＭａを取得するようにしてもよい。【００２２】
上述の標準偏差画像生成部１１は、本発明の標準偏差画像生成手段に相当し、画像減算部１２は、本発明の画像演算手段に相当する。また、上述の二値化部１３は、本発明の演算画像二値化手段に相当し、輪郭抽出部１４は、本発明の輪郭抽出手段に相当する。そして、上述のスネーク処理部１５は、本発明のスネーク処理手段に相当し、グラフカット処理部１６は、本発明のグラフカット処理手段に相当する。また、上述の減算画像Ｐ２は、本発明の演算画像に相当する。【００２３】
画像処理装置２２に入力される元画像Ｐ０としては具体的には、トモシンセシス装置で撮影される一連のＸ線画像がある。本発明の画像処理装置２２によりトモシンセシス装置で生成された断層画像を鮮明にするように工夫がされている。ここでいう断層画像は、被検体Ｍをある裁断面で裁断したときに得られる像が写り込んだ画像のことであり、放射線撮影装置を用いて生成される。図２は、この様な装置を具体的に示している。図２に係る画像処理装置２２とは、図１における各部１１，１２，１３，１４，１５，１６から構成されている。【００２４】
実施例１に係る断層画像を生成することができる放射線断層撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例におけるＸ線は、本発明の構成の放射線に相当する。なお、ＦＰＤは、フラットパネル型Ｘ線検出器（フラット・パネル・ディテクタ）の略である。本発明のＸ線撮影装置５０は、人工関節置換手術後の経過観察用となっている。【００２５】
図２は、実施例１に係るＸ線撮影装置５０の構成を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置５０は、Ｘ線断層撮影の対象である被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上部（天板２の１面側）に設けられた被検体Ｍに対してコーン状のＸ線ビームを被検体Ｍに向けて照射するＸ線管３と、天板２の下部（天板の他面側）に設けられ、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ４と、コーン状のＸ線ビームの中心軸とＦＰＤ４の中心点とが常に一致する状態でＸ線管３とＦＰＤ４との各々を被検体Ｍの関心部位を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構７と、これを制御する同期移動制御部８と、ＦＰＤ４のＸ線を検出するＸ線検出面を覆うように設けられた散乱Ｘ線を吸収するＸ線グリッド５とを備えている。この様に、天板２は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とに挟まれる位置に配置されている。【００２６】
同期移動機構７は、Ｘ線管３を被検体Ｍに対して体軸方向Ａに移動させるＸ線管移動機構７ａと、ＦＰＤ４を被検体Ｍに対して体軸方向Ａに移動させるＦＰＤ移動機構７ｂとを備えている。また、同期移動制御部８は、Ｘ線管移動機構７ａを制御するＸ線管移動制御部８ａとＦＰＤ移動機構７ｂを制御するＦＰＤ移動制御部８ｂとを備えている。同期移動制御部８は、元画像Ｐ０が連写される際に、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を互いに反対方向に移動させる。【００２７】
Ｘ線管３は、Ｘ線管制御部６の制御にしたがってコーン状でパルス状のＸ線ビームを被検体Ｍに対して繰り返し照射する構成となっている。このＸ線管３には、Ｘ線ビームを角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータが付属している。そして、このＸ線管３と、ＦＰＤ４はＸ線投影画像を撮像する撮像系３，４を生成している。Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３を制御するときの管電流、管電圧、パルス幅などを示す設定値に従いＸ線管３を制御する。【００２８】
同期移動機構７は、被検体Ｍに対してＸ線管３とＦＰＤ４とを同期させて移動させる構成となっている。この同期移動機構７は、同期移動制御部８の制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道（天板２の長手方向）に沿ってＸ線管３を直進移動させる。このＸ線管３とＦＰＤ４との移動方向は、天板２の長手方向に一致している。しかも、検査中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっており、このＸ線照射角度は、Ｘ線管３の角度を変更することによって、たとえば初期角度−２０°から最終角度２０°まで変更される。この様なＸ線照射角度の変更は、Ｘ線管傾斜機構９が行う。Ｘ線管傾斜制御部１０は、Ｘ線管傾斜機構９を制御する目的で設けられている。【００２９】
そして、さらに実施例１に係るＸ線撮影装置５０は、各制御部６，８，１０，１１，１２を統括的に制御する主制御部２５と、断層画像を表示する表示部２７とを備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部６，８，１０および後述の各部２１，２２，２３を実現している。記憶部２８は、Ｘ線管３の制御に関わるパラメータなどのＸ線撮影装置５０の制御に関するデータの一切を記憶する。操作卓２６は、術者のＸ線撮影装置５０に対する各操作を入力させるものである。【００３０】
また、同期移動機構７は、上述のＸ線管３の直進移動に同期して、天板２の下部に設けられたＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸方向Ａ（天板２の長手方向）に直進移動させる。そして、その移動方向は、Ｘ線管３の移動方向と反対方向となっている。つまり、Ｘ線管３が移動することによってＸ線管３の焦点の位置と照射方向が変化するコーン状のＸ線ビームは、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光される構成となっている。このように、一度の検査において、ＦＰＤ４は、Ｘ線管３と互いに反対方向に同期して移動しながら、たとえば７４枚の投影画像を取得するようになっている。具体的には、撮像系３，４は、実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、図２に示した一点鎖線で示す位置まで対向移動する。すなわち、Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置を変化させながら複数のＸ線投影画像が撮影されることになる。ところで、コーン状のＸ線ビームは常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光されるので、撮影中コーン状のＸ線ビームの中心軸は、常にＦＰＤ４の中心点と一致している。また、撮影中、ＦＰＤ４の中心は、直進移動するが、この移動はＸ線管３の移動の反対方向となっている。つまり、体軸方向ＡにＸ線管３とＦＰＤ４とを同期的、かつ互いに反対方向に移動させる構成となっている。【００３１】
＜断層画像の取得原理＞
続いて、実施例１に係るＸ線撮影装置５０の断層画像の取得原理について説明する。実施例１の構成では、被検体Ｍを平面上で裁断したときの画像である断層画像を複数生成することにより断層画像を生成する。図３は、実施例１に係るＸ線撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。例えば、天板２に平行な（鉛直方向に対して水平な）仮想平面（基準裁断面ＭＡ）について説明すると、図３に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビームＢの照射方向に合わせてＦＰＤ４をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら一連の元画像Ｐ０が画像生成部２１にて生成される。一連の元画像Ｐ０には、被検体Ｍの投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連の元画像Ｐ０を断層画像生成部２３にて再構成すれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ４における投影位置を変化させながら一連の被検体Ｍ画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、断層画像生成部２３でＸ線投影画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の投影画像の重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、投影画像を単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおける断層画像が得られる。断層画像生成部２３は、本発明の断層画像生成手段に相当する。断層画像生成部２３は、本発明の断層画像生成手段に相当する。【００３２】
さらに、断層画像生成部２３は、基準裁断面ＭＡに水平な任意の裁断面においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ４において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体Ｍ画像を所定のピッチで体軸方向Ａにずらしながら再構成を行うようにすれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断面における断層画像が得られる。このような一連の断層画像の再構成は、断層画像生成部２３が行う。【００３３】
＜画像処理装置２２の動作：標準偏差画像生成部１１の動作＞
続いて画像処理装置２２の動作について具体的に説明する。画像処理装置２２に金属片ｍ０が写り込んだ元画像Ｐ０を入力すると、元画像Ｐ０は、標準偏差画像生成部１１に入力され、図４に示すような標準偏差画像Ｐ１が生成される。この標準偏差画像Ｐ１は、元画像Ｐ０を構成する画素についての標準偏差がマッピングされたものとなっている。標準偏差とは、統計で用いられるバラツキの指標であり、具体的には、元画像Ｐ０を構成するある画素およびその画素の周辺の画素の画素値のバラツキの指標である。【００３４】
標準偏差画像生成部１１が標準偏差画像Ｐ１を生成するときの動作について説明する。標準偏差画像生成部１１は、図５に示すように元画像Ｐ０を構成する画素のうちの一つを注目画素ａとする。そして標準偏差画像生成部１１は、この注目画素ａを中心として例えば縦１１×横１１の正方形の領域を注目領域Ｒとする。この注目領域Ｒには、注目画素ａも含まれていることになる。標準偏差画像生成部１１は、注目領域Ｒに含まれる画素の画素値を元画像Ｐ０から取得してこれらの標準偏差を計算する。このとき計算された標準偏差値は、注目画素ａについての値であることになる。なお、図５においては、作図の都合上、注目領域Ｒは縦５×横５の正方形として描かれている。【００３５】
標準偏差画像生成部１１は、元画像Ｐ０を構成する画素の全てを順番に注目画素ａしていき、注目画素ａごとの標準偏差値を算出する。標準偏差画像生成部１１は、元画像Ｐ０を構成する画素の全てについて標準偏差値を算出し終えると、今度は、標準偏差値のマッピングを行う。すなわち、標準偏差画像生成部１１は、標準偏差値を算出の際の注目画素ａの位置に配置する動作を繰り返す。こうして、算出された標準偏差値は、全て一つの画像に配置される。こうしてできあがった標準偏差画像Ｐ１は、算出された標準偏差値が画素値となっている。このような一連の標準偏差画像生成部１１が行う動作は、元画像Ｐ０を構成する各画素に対し、注目領域Ｒと標準偏差の算出方法とを規定した標準偏差フィルタを作用させることにより標準偏差画像Ｐ１を生成するとも表現することができる。【００３６】
この様にして生成された標準偏差画像Ｐ１の意味について説明する。図５は、標準偏差画像生成部１１が元画像Ｐ０上においてある注目画素ａおよび注目領域Ｒを設定したときを表している。このときの注目画素ａの周囲には似通った画素値を有する画素が存在している。この場合、注目画素ａの標準偏差は低い値となる傾向がある。【００３７】
図６も標準偏差画像生成部１１が元画像Ｐ０上においてある注目画素ａおよび注目領域Ｒを設定したときを表している。このときの注目画素ａは、元画像Ｐ０において、金属片ｍ０とそれ以外の部分との境目に位置する画素であるものとする。このとき、注目画素ａと周囲の画素の画素値はバラついたものとなる。この場合、注目画素ａの標準偏差は高い値となる傾向がある。【００３８】
つまり、標準偏差画像Ｐ１において、画素値が高い部分は、元画像Ｐ０上で画素値がバラついている部分に相当し、画素値が低い部分は、元画像Ｐ０上で画素値が似通っている部分に相当するのである。この様な事情があるので、標準偏差画像Ｐ１は、元画像Ｐ０における金属片ｍ０とそれ以外の部分との境界に当たる部分が高い画素値として目立っているような画像となる（図４右側参照）。【００３９】
ちなみに、元画像Ｐ０には、明るい点ｓ０が写り込んでいる。この点ｓ０は、明らかに金属片ｍ０には属しないが、元画像Ｐ０には金属片ｍ０と同様に明るく目立っている。この様な点ｓ０は、被検体Ｍにおける金属片以外の領域において、Ｘ線を通しにくい構造物が元画像Ｐ０に写り込んだ結果である。この様な点ｓ０は、元画像Ｐ０から金属片ｍ０を抽出しようとするときに、いっしょに抽出されやすい。この様な事態は、金属片の正確な抽出の観点から避けるべきである。【００４０】
この点ｓ０が標準偏差画像Ｐ１上でどのようになっているかを説明する。標準偏差画像Ｐ１上における点ｓ０に相当する部分は、金属片ｍ０と同様、高い画素値として画像上で目立っている。点ｓ０を構成する画素の標準偏差値が高いからである。点ｓ０は、元画像Ｐ０において目立っている画素である。したがって、点ｓ０を構成する画素は明るく、その周りには、比較的暗い画素が分布する。したがって、点ｓ０について標準偏差値の算出を行うと、ちょうど図６で説明したような状態となり、高い標準偏差値が取得されるのである。【００４１】
＜画像処理装置２２の動作：画像減算部１２の動作＞
生成された標準偏差画像Ｐ１は、画像減算部１２に入力される。画像減算部１２は、図７に示すように、元画像Ｐ０から標準偏差画像Ｐ１を減算することで減算画像Ｐ２を生成する。【００４２】
この減算画像Ｐ２はいかなるものであるか説明する。減算画像Ｐ２は、図７右側に示すように、明るい金属片ｍ０の周りを暗く囲んだような像を写し込んでいる。減算画像Ｐ２がこの様になる理由について説明する。元画像Ｐ０から標準偏差画像Ｐ１を減算する場合、減算のされ具合が元画像Ｐ０の部分によってどのように違うかを考えてみる。標準偏差画像Ｐ１には、画素値の高い部分と画素値の低い部分とが混在しているから、元画像Ｐ０が受ける減算の程度は、画像の部分によって変化する。標準偏差画像Ｐ１において画素値の高い部分に相当する元画像Ｐ０の画素は、減算処理により大きく画素値を減らすはずであり、標準偏差画像Ｐ１において画素値の低い部分に相当する元画像Ｐ０の画素は、減算処理によりそれほど画素値が減少しないはずである。【００４３】
標準偏差画像Ｐ１において、画素値が高いのは、上述のように、元画像Ｐ０において金属片ｍ０とそれ以外の部分との境界であった。したがって、元画像Ｐ０に減算処理を行うと、この境界の部分に位置する画素の画素値が大きく減少し、図７左側のような画像になるというわけである。この減算画像Ｐ２は、元画像Ｐ０上の金属片ｍ０の輪郭に位置する金属片に属するかどうか曖昧な画素が暗い画素により塗りつぶされたような画像となっている。【００４４】
続いて、元画像Ｐ０上の金属片以外の部分に位置している明るい点ｓ０がこの減算処理でどのようになったか考える。標準偏差画像Ｐ１における点ｓ０に相当する部分は、高い画素値が割り当てられている。したがって、元画像Ｐ０から標準偏差画像Ｐ１を減算すると、点ｓ０を構成する画素の画素値は、大きく減少することになる。こうして、元画像Ｐ０の金属片以外の部分において明るい点ｓ０となって現れていた構造物の像は、消去されれて、減算画像Ｐ２上で目立たなくなる。【００４５】
＜画像処理装置２２の動作：二値化部１３の動作＞
減算画像Ｐ２は、二値化部１３に送出され、減算画像Ｐ２に二値化処理が施される。この様にすると、元画像Ｐ０において金属片ｍ０に間違いのない部分を抽出することができるのでこれについて説明する。図８は、元画像Ｐ０を画素値で展開したヒストグラムである。元画像Ｐ０には、元画像Ｐ０における金属片ｍ０に由来するピークと、金属片以外の部分に由来するピークの二つのピークが現れている。元画像Ｐ０から金属片ｍ０を抽出しようした場合を考える。この場合、この二つのピークの間に閾値を設け、元画像Ｐ０を構成する画素の画素値が閾値よりも高いかどうかでその画素が金属片ｍ０に属するかどうかを判定すればいいように思える。【００４６】
ところが、この二つのピークの間には、符号Ａで示す中間的な画素値を有する画素が分布している。この様な画素は、元画像Ｐ０上では、金属片ｍ０とそ例外の部分との境界に多く存在している。このような金属かどうか曖昧な部分について閾値処理を行うと、判定に誤認が生じてしまう。すなわち、元画像Ｐ０において金属片ｍ０に属しない画素なのに金属片ｍ０に属するものと判定がなされたり、元画像Ｐ０において金属片ｍ０に属する画素なのに金属片ｍ０に属しないものと判定がなされたりしてしまう。また、元画像Ｐ０の金属片以外の部分に現れた明るい点ｓ０もこの符号Ａで示す中間的な帯域に属している。元画像Ｐ０を二値化しようとするときに、点ｓ０が閾値よりも明るい画素値であると、点ｓ０が金属片に属しているという誤認が生じてしまう。【００４７】
そこで、実施例１の構成では、金属片ｍ０を抽出するときに元画像Ｐ０に直接閾値処理をしないようにしている。図９は、減算画像Ｐ２のヒストグラムである。図８と比較すると、符号Ａで示された部分の画素の個数が減少していることに気が付く。元画像Ｐ０上の金属片ｍ０を囲むようにして存在していた金属片かどうか曖昧な画素や元画像Ｐ０上の点ｓ０を構成する画素は、画素値が全て大きく減少されて図９では、網掛けで示す金属片に属さない集団に組み入れられたからである。【００４８】
二値化部１３は、減算画像Ｐ２に閾値処理を施すことにより、図１０に示すように、元画像Ｐ０において確実に金属片ｍ０に属する領域と、金属片ではないかあるいは金属片かどうかが曖昧な領域の二つの領域の分布を示す二値化減算画像Ｐ３を生成する。このときの二値化部１３が用いる閾値は、元画像Ｐ０に写り込む金属片ｍ０の画素値があらかじめ分かっている場合は、この画素値に基づいて決めてもよいし、大津法により閾値を自動で決めるようにしても良い。二値化減算画像Ｐ３は、本発明の二値化演算画像に相当する。【００４９】
図１１は、減算画像Ｐ２一部を取り出すことにより二値化部１３が減算画像Ｐ２に施す処理について具体的に説明している。減算画像Ｐ２には、金属片ｍ０が写り込んでいる明るい部分と、符号ｎ０で示す金属片ｍ０ではない暗い部分との間に、暗い帯状の領域Ｃが混在した状態となっている。この帯状の領域Ｃは、元画像Ｐ０に写り込む金属片ｍ０の輪郭に位置する部分であり、画像減算処理により激しく画素値が減少した部分でもある。このような減算画像Ｐ２に二値化処理を行うと、帯状の領域Ｃは、金属を示す領域には組み入れられない。こうして、二値化部１３は、元画像Ｐ０を確実に金属片ｍ０に属する領域と、金属片ではないかあるいは金属片かどうかが曖昧な領域とに分割するのである。【００５０】
＜画像処理装置２２の動作：元画像Ｐ０に写り込む金属片ｍ０の分布の確定＞
この様にして生成された二値化減算画像Ｐ３は、単に元画像Ｐ０を二値化した画像と比べると、元画像Ｐ０から金属片ｍ０を正確に取り出した画像となっている。しかし、二値化減算画像Ｐ３を基にして金属片の抽出を更に正確に行う方法がある。【００５１】
そもそも二値化減算画像Ｐ３は、金属片かどうかが曖昧な領域は、とりあえず金属でない領域に組み入れられた画像であるから、元画像Ｐ０上の金属片の分布は、二値化減算画像Ｐ３の示す分布よりも広いはずである。そこで、実施例１の画像処理装置２２では、後続の画像処理により二値化減算画像Ｐ３を用いて元画像Ｐ０に写り込む金属片ｍ０の分布の確定を行うようにしている。この画像処理には、二つの方法があり、どちらを用いても元画像Ｐ０から金属片ｍ０が確実に抽出される。二つの方法とは、具体的にはスネーク法を利用した方法とグラフカット法を利用した方法である。この二つの方法について、以降、順に説明する。【００５２】
＜画像処理装置２２の動作：スネーク法に係る動作＞
まず、スネーク法について説明する。この方法を採用した場合、二値化減算画像Ｐ３は、まず輪郭抽出部１４に送出される。輪郭抽出部１４は、図１２に示すように二値化減算画像Ｐ３に輪郭抽出処理を施し、輪郭抽出画像Ｐ４を生成する。輪郭抽出画像Ｐ４は、二値化減算画像Ｐ３に写り込む金属領域（元画像Ｐ０において確実に金属片ｍ０に属する領域）のシルエットをペンでなぞったような画像である。輪郭抽出処理により、二値化減算画像Ｐ３の金属領域は、太さ一定の線が閉じられて描画される輪として輪郭抽出画像Ｐ４上に現れる。【００５３】
輪郭抽出画像Ｐ４は、スネーク処理部１５に送出される。スネーク処理部１５では、輪郭抽出画像Ｐ４上の環状の図形の形状を解析して、図１３左側に示すように図形を変形するときの指標となるノードｎｄ設定する。そして、スネーク処理部１５は、図１３右側に示すようにノードｎｄをゆらす要領で動かしながら元画像Ｐ０における金属片ｍ０の正しい輪郭を決定する。スネーク処理部１５は動作の際、元画像Ｐ０も参照する。スネーク処理部１５は、元画像Ｐ０に図形を当てはめながら変形を繰り返し、図形が滑らかでありつつ、元画像Ｐ０上の図形に含まれる画素の画素値と含まれない画素の画素値との違いからしても妥当な図形の形状を探索する。スネーク処理部１５は、最終的に決定した図形の形状を認識し、この図形の内側と外側との領域を分けるように元画像Ｐ０を二値化する。すると、図１に示すように、元画像Ｐ０から金属片ｍ０が適切に抽出された二値化画像であるマップＭａが生成される。【００５４】
＜画像処理装置２２の動作：グラフカット法に係る動作＞
画像処理装置２２は、上述のスネーク法とは別の方法でマップＭａを生成することもできる。すなわち、画像処理装置２２はグラフカット法に基づいて元画像Ｐ０から金属片ｍ０を適切に抽出してマップＭａを生成するのである。このグラフカット法においても二値化減算画像Ｐ３が処理の出発点となる。【００５５】
マップＭａの作成にグラフカット法が採用された場合、二値化減算画像Ｐ３は、グラフカット処理部１６に送出される。グラフカット処理部１６は、図１４に示すように、二値化減算画像Ｐ３に基づいて、元画像Ｐ０における金属片ｍ０に相当する部分の画素値の代表値ｏｂｊを取得する。この代表値ｏｂｊは、金属片ｍ０において最もありふれた画素値である。グラフカット処理部１６が代表値ｏｂｊを算出するには、まず、二値化減算画像Ｐ３を参照して、元画像Ｐ０において確実に金属片ｍ０に属する部分の設定がなされる。そして、グラフカット処理部１６は、図１５に示すようにこの部分についてヒストグラム解析を行い、この部分において最も多く出現する画素値を取得する。このヒストグラムにより得られた画素値が金属片の代表値ｏｂｊである。【００５６】
同様に、グラフカット処理部１６は、元画像Ｐ０における金属片ｍ０以外に相当する部分の画素値の代表値ｂｇを取得する。この代表値ｂｇは、金属片ｍ０以外の部分において最もありふれた画素値である。グラフカット処理部１６が代表値ｂｇを算出するには、代表値ｏｂｊと同様に、まず二値化減算画像Ｐ３を参照して、元画像Ｐ０において金属片ｍ０以外の部分の設定がなされる。そして、グラフカット処理部１６は、この部分についてヒストグラム解析を行い、この部分において最も多く出現する画素値を取得する。このヒストグラムにより得られた画素値が金属片の代表値ｂｇである。【００５７】
このとき、二値化減算画像Ｐ３は、金属片ｍ０以外に相当する部分には、元画像Ｐ０において金属片に属するかどうかが曖昧な部分も含まれている。したがって、代表値ｂｇを決定する際に、曖昧な部分の画素値の影響を受けて、取得された代表値ｂｇが金属片ｍ０以外の部分において最も多く出現する画素値からずれる可能性があるようにも思われる。確かに、グラフカット処理部１６が代表値ｂｇを取得する時に作成したヒストグラムには曖昧な部分の画素も含まれてはいる。【００５８】
しかし、曖昧な部分についての画素値はもとより金属片の画素値に似通っており、しかも、ヒストグラムに現れている曖昧な部分について画素は、金属片ｍ０以外の部分についての画素と比べて少数である。したがって、ヒストグラムにおいて曖昧な画素が形作るピークは、金属片ｍ０以外の部分の画素が形作る主ピークから離れているとともに、主ピークよりも低い。グラフカット処理部１６は、主ピークの頂点を参照して代表値ｂｇを取得することになるわけであるから、代表値ｂｇの決定には金属片かどうか曖昧な部分の画素は加味されないということになる。【００５９】
グラフカット処理部１６は、代表値ｏｂｊおよび代表値ｂｇを基に元画像Ｐ０にグラフカット処理を行い、元画像Ｐ０に写り込む金属片ｍ０の分布を正確に抽出する。グラフカット処理された画素は、金属片に属するのかそれとも非金属領域に属するのか正確に振り分けられることになる。【００６０】
図１６は、グラフカット法で用いるノードｎの概念を説明している。図１６の左側にあるような二次元的に配列された画素ａから構成された画像があったとする。グラフカット法では、これら画素ａを互いに接続されたノードｎと解釈する。ノードｎの各々は、画素ａの各々に相当する。従って、ノードｎは二次元的に配列されていることになる。二次元的配列されたノードｎの各々は互いに隣り合うノードｎと接続されている。互いに接続されたノードｎ同士は関連性が深く、一つの塊を構成する。これより、ノードｎ同士の接続の解除を次々と行うことにより、画像全体で一つとなっている塊を二つの塊に分解する。こうして分解された塊のうちの一つは、金属片に属する画素に相当するノードｎのみで構成される。もう一つの塊は、非金属領域に属する画素に相当するノードｎのみで構成される。【００６１】
図１７は、グラフカット法の第一段階を表している。説明を簡単とするため、図１６における符号Ｒ１が付けられたノードｎの列について抜き出して説明する。まず、画素ａに相当するノードｎに加えて２つのノードｎａ，ｎｂを追加する。ノードｎａは、金属片に属する画素を代表する仮想的なノードである。このノードｎａは、全てのノードｎに接続される。同様に、ノードｎｂは、非金属領域に属する画素を代表する仮想的なノードである。このノードｎｂも全てのノードｎに接続される。【００６２】
続いて、グラフカット処理部１６は、代表値ｏｂｊをノードｎａに関連づけるとともに、代表値ｂｇをノードｎｂに関連づける。その上で、グラフカット処理部１６は、ノードｎの振り分けを行う。例えば、グラフカット処理部１６は、図１７に示すようにノードｎのうち画素値が代表値ｏｂｊと同じとなっているノードｎ１をノードｎａに結びつける。また同様に、ノードｎのうち画素値が代表値ｂｇと同じとなっているノードｎ５はノードｎｂに結びつける。【００６３】
図１８に示すノードｎ２は、金属片に属するかどうか曖昧な画素である。グラフカット処理部１６は、このノードｎ２を振り分ける際に、ノードｎ２に接続する接続線に注目する。これら接続線には、コストと呼ばれる評価値が割り当てられている。グラフカット処理部１６は、このコスト同士を比較することで接続線の切断を行う。このコストは、ノードｎに対応する画素の画素値で決定される。すなわち、隣り合う画素の画素値同士が似通っている場合、この隣り合う画素に対応するノードｎの間にある接続線のコストは低く設定される。そして、ある画素の画素値がＸ線の少露光を表す値である場合、この画素に対応するノードｎとノードｎａとの間にある接続線のコストは低く設定される。同様に、ある画素の画素値がＸ線の多露光を表す値である場合、この画素に対応するノードｎとノードｎｂとの間にある接続線のコストは低く設定される。このように、コストの低さは、ノード同士の関連性の深さを表している。【００６４】
グラフカット処理部１６は、コストの低い接続線が維持されるようにしながら、接続線の切断を繰り返す。例えば、図１８の例では、ノードｎ２は、右隣のノードｎとノードｎｂとの接続が解除され、これに対応する画素ａが金属片に属するものとの判定を受けている。グラフカット処理部１６は、このようなノードｎの振り分けを全てのノードｎについて実行し、振り分けの結果を二値画像で表したマップＭａを生成する。マップＭａには、元画像Ｐ０における金属片の分布が正確に表されている。【００６５】
＜断層画像生成部について＞
続いて、元画像Ｐ０を重ね合わせて断層画像を生成する断層画像生成部２３について説明する。実施例１における断層画像生成部２３は、動作の際、元画像Ｐ０のみならず上述のマップＭａをも参照する。図３を用いた断層画像の生成の原理についての説明によれば、７４枚の元画像Ｐ０を断層画像生成部２３で重ね合わせれば、断層画像が生成されるとしている。従って、断層画像を生成するだけであれば画像処理装置２２によるマップＭａの生成は必要ないということになる。【００６６】
しかしながら、元画像Ｐ０を単純に重ね合わせるだけでは偽像が現れた断層画像しか得られない。元画像Ｐ０の各々には、金属片が写り込んでいるからである。この金属片は、画素値が極端であるが故に元画像Ｐ０の重ね合わせでは十分にぼかしきれない。したがって、断層画像における金属片の周りには、画像の重ね合わせでは相殺しきれなかった金属片の残像が現れてしまう。この残像が断層画像に現れる偽像の正体である。【００６７】
実施例１のＸ線断層撮影装置においては、断層画像にこの様な偽像が生じないように工夫がされている。すなわち、実施例１のＸ線断層撮影装置は、画像処理装置２２の機能により金属片の重ね合わせに工夫を施すことで断層画像に偽像が現れないように構成されているのである。すなわち、実施例１における断層画像は、元画像Ｐ０をそのまま重ねあせて生成されるのではない。すなわち、断層画像は、図１９に示すように、元画像Ｐ０の各々から金属片が抽出されたマップＭａ参照しながら断層画像生成部２３が生成したものとなっている。マップＭａは、画像処理装置２２が７４枚の元画像Ｐ０の各々について金属片の抽出処理を施すことによりなされる。したがって、マップＭａは、７４枚生成されることになる。【００６８】
＜断層画像生成部２３の動作：金属片除去処理＞
実施例１の断層画像生成部２３は、画像処理装置２２が生成したマップＭａを参照しながら断層画像を生成する。この様子について具体的に説明する。断層画像生成部２３は、まず、元画像Ｐ０の各々に写り込んでいる金属片の像を消去する画像処理を行う。すなわち、断層画像生成部２３は、図２０に示すように、マップＭａを参照して元画像Ｐ０に写り込んでいる金属片の位置・大きさ・範囲を把握する。そして、断層画像生成部２３は、金属片内部の画素の画素値を金属片の周りの画素の画素値に変換する。このときの変換に係る画素値は、例えば、金属片の周りの画素の画素値の平均値である。この様にして、元画像Ｐ０に写り込んでいる金属片が周囲に同化したような金属片除去画像Ｐ８が生成される。この金属片除去画像Ｐ８は、７４枚ある元画像Ｐ０の各々について生成される。このように、断層画像生成部２３は、被検体Ｍに対して撮影方向を変えながら連写された元画像Ｐ０の各々から金属片の像が抽出されたマップＭａを参照して、元画像Ｐ０に写り込む金属片を元画像Ｐ０から消去して金属片除去画像Ｐ８を生成する金属片除去処理を行う。【００６９】
＜断層画像生成部２３の動作：金属片除去断層画像の生成＞
断層画像生成部２３は、図２１に示すように７４枚ある金属片除去画像Ｐ８を重ね合わせて断層画像を生成する。このとき生成された画像を区別のため金属片除去断層画像Ｄ１と呼ぶことにする。この金属片除去断層画像Ｄ１は、金属片が金属片の周りと同化したような画像を重ね合わせて生成されたものであるので、金属片の周りには、偽像が現れない。しかしながら、図２１の金属片除去断層画像Ｄ１における斜線部に示す金属片に相当する部分は、正しくない画素値で埋め尽くされている。金属片除去断層画像Ｄ１の基になった金属片除去画像Ｐ８における金属片内部の画素の画素値は、本来とは異なる画素値に変換されたからである。以降、断層画像生成部２３は、この金属片除去断層画像Ｄ１における金属片の部分の画素値を正しいものに近づけるような動作をする。このように断層画像生成部２３は、複数の金属片除去画像Ｐ８を重ね合わせて金属片除去断層画像Ｄ１を生成する金属片除去断層画像生成処理を行う。【００７０】
＜断層画像生成部２３の動作：金属片トリミング処理＞
すなわち、断層画像生成部２３は、７４枚の元画像Ｐ０に対して別の画像処理をする。断層画像生成部２３は、図２２に示すように元画像Ｐ０の各々から対応する金属片除去画像Ｐ８を減算する。元画像Ｐ０と金属片除去画像Ｐ８とは、金属片以外の部分は同じ画像であるから、減算処理によりこの同じ部分が相殺されて消去されることになる。つまり、断層画像生成部２３の減算処理により、元画像Ｐ０の各々から金属片に相当する部分がトリミングされたようなトリミング画像Ｐ９が生成される。このトリミング画像Ｐ９は、上述のマップＭａとは似て非なるものである。マップＭａは、二値化画像であり、元画像Ｐ０上の金属片の形状を表しているのに対し、トリミング画像Ｐ９は、金属片の形状のみならず、金属片の内部の濃淡をも表した画像となっている。ちなみに、トリミング画像Ｐ９における金属片は、元画像Ｐ０に写り込む金属片を薄くしたように見える。画像同士の減算処理の際、元画像Ｐ０の金属片上の画素の画素値から金属片除去画像Ｐ８の金属片の画素値（元画像Ｐ０における金属片の周りの画素の画素値）が減算されるからである。このように、断層画像生成部２３は、マップＭａを参照して、元画像Ｐ０の各々から金属片に相当する部分を取り出したトリミング画像Ｐ９を生成する金属片トリミング処理を行う。【００７１】
＜断層画像生成部２３の動作：金属片断層画像の生成＞
断層画像生成部２３は、図２３に示すように７４枚あるトリミング画像Ｐ９を重ね合わせて断層画像を生成する。このとき生成された画像を区別のため金属片断層画像Ｄ２と呼ぶことにする。この金属片断層画像Ｄ２は、裁断面が金属片除去断層画像Ｄ１と共通となっている断層画像である。また、この金属片断層画像Ｄ２は、金属片のみが写り込んだ画像を重ね合わせて生成されたものであるので、金属片の断層画像を写し込んだものとなっている。したがって、図２３の金属片断層画像Ｄ２における斜線部に示す金属片の周りに相当する部分は、何ら画像化がされていない。このように、断層画像生成部２３は、複数のトリミング画像Ｐ９を重ね合わせて金属片断層画像Ｄ２を生成する金属片断層画像生成処理を行う。【００７２】
＜断層画像生成部２３の動作：断層画像の加算＞
このように、断層画像生成部２３は、異なる２系統の断層画像を生成する。断層画像生成部２３は、最後に図２４に示すように、これら断層画像Ｄ１，Ｄ２を加算する処理を行う。この様に生成された断層画像を区別のため合成断層画像Ｄ３と呼ぶことにする。この合成断層画像Ｄ３は、視認性に優れたものとなっている。すなわち、合成断層画像Ｄ３における金属片以外の部分は、金属片除去断層画像Ｄ１に由来するので、偽像が現れていない。そして、合成断層画像Ｄ３における金属片の部分は金属片断層画像Ｄ２に由来するので、画素値の信頼性が高い。このように、断層画像生成部２３は、金属片除去断層画像Ｄ１と金属片断層画像Ｄ２とを加算して合成断層画像Ｄ３を生成する。合成断層画像Ｄ３が表示部２７に表示されて実施例１に係る装置の動作は終了となる。【００７３】
本発明の構成によれば、元画像に写り込んだ金属片を確実に抽出できるような構成となっている。すなわち、本発明の画像処理装置２２は、元画像を構成する画素についての標準偏差がマッピングされた標準偏差画像Ｐ１を生成したあと、元画像と標準偏差画像Ｐ１とを加算または減算することにより減算画像Ｐ２を生成し、この減算画像Ｐ２を二値化することで金属片の抽出を行うようにしている。この減算画像Ｐ２は、元画像の金属片以外の部分に見られる構造物の像が消去されている。したがって、元画像で例えば白っぽく写り込んでいた金属片でない構造物が減算画像Ｐ２には現れていない。このような減算画像Ｐ２に例えば白っぽく写り込んでいる金属片を抽出する二値化処理を加えれば、正確なグラフカット処理ができるようになるので結果画像に金属片でない構造物に由来する像が現れることがない。【００７４】
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。【００７５】
（１）上述の画像処理装置２２は、画像減算部１２を備え、元画像Ｐ０から標準偏差画像Ｐ１を減算することで減算画像Ｐ２を備えるようにしていたが、これは、上述の例においては、元画像Ｐ０において金属片ｍ０が明るく目立ってたからである。すなわち、上述の例は、元画像Ｐ０における金属片ｍ０の画素が高い画素値を有している場合に有効なのである。【００７６】
上述の例とは違い、元画像Ｐ０における金属片ｍ０が暗く目立っている場合には、画像減算部１２の代わりに、画像加算部を備えた方がより有効である。画像加算部は、元画像Ｐ０と標準偏差画像Ｐ１とを足し合わせ、加算画像を生成する構成である。加算画像を生成しようとすると、元画像Ｐ０の金属片ｍ０の輪郭付近と、金属片以外の部分の暗い構造物が写り込む部分とで画素値が大きく加算される。従って、加算画像は、確実に金属片である部分とそうでない部分との見分けがつきやすい画像となっている。この加算画像を二値化すれば、実施例１で説明した二値化減算画像Ｐ３と同等の画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明に係る画像処理装置は、医用分野に適している。
【符号の説明】
【００７８】
Ｐ１   標準偏差画像
Ｐ２   減算画像（演算画像）
Ｐ３   二値化減算画像（二値化演算画像）
Ｐ４   輪郭抽出画像
１１   標準偏差画像生成部（標準偏差画像生成手段）
１２   画像減算部（画像演算手段）
１３   二値化部（演算画像二値化手段）
１４   輪郭抽出部（輪郭抽出手段）
１５   スネーク処理部（スネーク処理手段）
１６   グラフカット処理部（グラフカット処理手段）
２３   断層画像生成部（断層画像生成手段）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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