(57)【要約】【課題】術者が簡単に調節することができる画像処理方法およびそれを用いた放射線撮影装置を提供する。【解決手段】本発明の構成によれば、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγは、変換テーブルＴａを基に生成される。この変換テーブルＴａは、入力値の絶対値が閾値以下であるときは、入力値が０であり、入力値が閾値よりも大きい場合は、入力値と出力値との関係は、従来のような滑らかな曲線で表される。この様にすれば、従来のように複雑な関数によって入力値と出力値の関係を決定しなくても、変換テーブルＴａを容易に生成することができる。【選択図】図１
2011255032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の像が写り込んでいる元画像の周波数成分の一部を抽出して複数枚の帯域画像を生成する帯域画像生成ステップと、
変換前の入力値と変換後の出力値とが関連した変換テーブルを参照して、前記帯域画像の各々を画素データの絶対値が制限された絶対値抑制画像に変換する変換ステップと、
前記絶対値抑制画像を基に前記元画像に画像処理を施す画像処理ステップとを備え、
前記変換ステップにおいて、参照される前記変換テーブルは、前記入力値の絶対値が閾値以下である場合の前記出力値は０であり、
前記入力値が正の値でありかつ前記閾値よりも大きい場合は、前記入力値の増大に応じて前記出力値も増大し、
前記入力値が負の値でありかつ前記閾値の反数よりも小さい場合は、前記入力値の減少に応じて前記出力値も減少することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理方法において、
所定の値を上限に前記閾値を変更させる入力の指示を受信する閾値変更ステップを更に備えていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像処理方法において、
前記変換ステップにおいて前記帯域画像の変換に用いられる前記閾値は、撮影部位または術式の種類に応じて互いに異なっていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像処理方法において、
前記変換ステップにおいて前記帯域画像の変換に用いられる前記閾値は、前記帯域画像の各々で互いに異なっていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理方法において、
前記変換ステップにおいて前記帯域画像の変換に用いられる前記閾値は、前記元画像撮影時における露光量に応じて互いに異なっていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理方法において、
前記画像処理ステップにおいて、前記元画像に対し高周波成分を強調する高周波強調処理、または前記元画像の画素データの分布を調節するダイナミックレンジ圧縮処理が行われることを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載の画像処理方法において、
前記変換ステップにおいて前記帯域画像の変換に用いられる前記閾値は、画像処理の種類に応じて互いに異なっていることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
放射線を照射する放射線源と、
放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線検出手段から出力された検出信号を基に、被検体の像が写り込んだ元画像を生成する画像生成手段と、
前記元画像の周波数成分の一部を抽出して複数枚の帯域画像を生成する帯域画像生成手段と、
変換前の入力値と変換後の出力値とが関連した変換テーブルを参照して、前記帯域画像の各々を画素データの絶対値が制限された絶対値抑制画像に変換する変換手段と、
前記絶対値抑制画像を基に前記元画像に画像処理を施す画像処理手段とを備え、
前記変換手段が参照する前記変換テーブルは、前記入力値の絶対値が閾値以下である場合の前記出力値は０であり、
前記入力値が正の値でありかつ前記閾値よりも大きい場合は、前記入力値の増大に応じて前記出力値も増大し、
前記入力値が負の値でありかつ前記閾値の反数よりも小さい場合は、前記入力値の減少に応じて前記出力値も減少することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線撮影装置において、
所定の値を上限に前記閾値を変更させる入力の指示を受信する閾値変更手段を更に備えていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の放射線撮影装置において、
前記変換手段が前記帯域画像の変換に用いる前記閾値は、撮影部位または術式の種類に応じて互いに異なっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記変換手段が前記帯域画像の変換に用いる前記閾値は、前記帯域画像の各々で互いに異なっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１２】
請求項８ないし請求項１１のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記変換手段が前記帯域画像の変換に用いる前記閾値は、前記元画像撮影時における露光量に応じて互いに異なっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１３】
請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記画像処理手段は、前記元画像に対し高周波成分を強調する高周波強調処理、または前記元画像の画素データの分布を調節するダイナミックレンジ圧縮処理を行うことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の放射線撮影装置において、
前記変換手段が前記帯域画像の変換に用いる前記閾値は、画像処理の種類に応じて互いに異なっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体が写り込んだ放射線画像の画像処理方法およびそれを用いた放射線撮影装置に関し、特に、高周波強調処理、およびダイナミックレンジ圧縮処理を行うことができる画像処理方法およびそれを用いた放射線撮影装置に関する。
【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。画像に所定の画像処理を施すと、画像に写り込んでいる血管などの構造が強調されるなどして、診断が容易になる場合がある。そこで、従来の放射線撮影装置には、取得された画像を画像処理により加工することができるようになっている。放射線撮影装置が可能な画像処理は具体的に、高周波強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理などがある（特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４参照）。
【０００３】
上述の２つの画像処理を行うには、被検体が写り込んでいる放射線画像（適宜、元画像と呼ぶ）から複数の帯域画像を生成する必要がある。帯域画像とは、元画像の特定の帯域に存する周波数成分のみから構成される画像のことであり、元画像から所定の周波数成分を抽出したものとなっている。帯域画像は、元画像を基に複数枚生成され、それぞれで、元画像から抽出された周波数成分の帯域が異なっている。従って、ある帯域画像は元画像の高周波成分のみを含み、別の帯域画像は、元画像の低周波成分のみを含むようになっている。この複数枚の帯域画像は、元画像に画像処理を施すことで高周波側から順次生成される。元画像の高周波成分は、被検体の投影像の細かな構造を写し込んだ成分であり、元画像の低周波成分は、被検体の投影像の大まかな構造を写し込んだ成分となっている。
【０００４】
従来の画像処理の方法について説明する。従来に画像処理方法に従って高周波強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理を行うには、図１６に示すように、被検体が写り込んでいる元画像Ｐ０より、帯域画像α，β，γ，δを生成する。そして、これら帯域画像α，β，γ，δの各々を絶対値抑制画像ＬＵＴ（α），ＬＵＴ（β），ＬＵＴ（γ），ＬＵＴ（δ）に変換する。そして、生成された絶対値抑制画像ＬＵＴのそれぞれが足し合わされて合計画像ΣＬＵＴが生成される。このΣＬＵＴが後段の画像処理過程で使用される。
【０００５】
帯域画像α，β，γ，δは、変換用のテーブルを用いて絶対値抑制画像ＬＵＴ（α），ＬＵＴ（β），ＬＵＴ（γ），ＬＵＴ（δ）に変換される。この変換テーブルＴについて説明する。図１７は、変換テーブルＴの入力値と出力値とを関連させてグラフとして表している。入力値とは変換前の値を示しており、出力値は変換後の値を示している。そして、このグラフは、原点を変曲点とした形状となっている。より具体的には、入力値が±ａの範囲内にあるときは、入力値と出力値との関係が所定の関数ｆに準じており、入力値がａ以上ｂ以下、または−ｂ以上−ａ以下の場合は、入力値と出力値との関係が比例関係になるようになっている。そして、入力値がｂ以上または−ｂ以下の場合は、入力値と出力値との関係が所定の関数ｇに準じている。
【０００６】
絶対値抑制画像ＬＵＴを生成する処理によって、画像処理で最終的に得られる処理画像に表れる画像の乱れを抑制することができる。たとえば、絶対値抑制画像ＬＵＴを生成しないで、帯域画像α，β，γ，δをこのまま用いたとする。そうすると、帯域画像α，β，γから生成された画像と元画像Ｐ０とを重ね合わせて画像を生成するときに、帯域画像α，β，γ，δが有していた大きな正の値または負の値がそのまま元画像Ｐ０に重ね合わせられることになり、処理画像の視認性が悪くなる。
【０００７】
この様な現象は、たとえば、金属片が埋め込まれた被検体が元画像Ｐ０に写り込んでいる場合、処理画像における金属片と被検体の組織との境目に偽像が発生しやすくなる。元画像Ｐ０において金属片と被検体の組織とは画素データが極端に異なる。帯域画像α，β，γ，δにおいて、この極端な変化は、周波数成分として表されているはずであり、具体的には、極端に大きい正の値、または極端に小さい負の値（つまり、画素データの絶対値の大きな値）を割り当てることで境目を表している。これが処理画像の生成において境目を縁取るような偽像として表れてしまう。そこで、帯域画像α，β，γ，δに表れている画素データの絶対値の大きな画素データの値が小さな値に変換されて絶対値抑制画像ＬＵＴを生成するようになっている。
【０００８】
また、帯域画像α，β，γ，δが有していた０に近い絶対値の値がそのまま元画像Ｐ０に重ね合わせられることになり、処理画像の視認性が悪くなるという問題がある。元画像Ｐ０にノイズ成分を多く含んだ被検体が写り込んでいる場合、画像処理によってノイズ成分が強調されてしまい処理画像に偽像が発生しやすくなる。帯域画像α，β，γ，δにおいて、この偽像の原因となるノイズ成分は、周波数成分として表されているはずであり、具体的には、ノイズ成分は主に絶対値の極小さな値の画素データとして帯域画像α，β，γ，δに表れている。これが処理画像の生成においてノイズ成分を強調するような偽像として表れてしまう。そこで、帯域画像α，β，γ，δに表れている０に近い絶対値の画素データの値をより小さな値にいったん変換して絶対値抑制画像ＬＵＴを生成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０７５３９５号公報
【特許文献２】特開平１０−１７１９８３号公報
【特許文献３】特開平０６−３０１７６６号公報
【特許文献４】特開平０９−１６３２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の画像処理方法には、次のような問題点がある。
すなわち、従来の方法は、術者が画像処理の程度を簡便に調節できないという問題点がある。術者が画像処理の程度を調節するには、絶対値抑制画像ＬＵＴを生成するのに使用される変換テーブルＴを変更する必要がある。術者が変換テーブルＴの値の一つずつを手動で変換するのは繁雑な作業である。変換テーブルＴは、関数ｆ，ｇによって規定されているからである。そこで、変換テーブルＴの入力値と出力値との関係を規定する関数ｆ，ｇを術者が変更できるようにする構成はどうかというと、関数ｆ，ｇは非線形の関数であり、さらには、関数ｆ，ｇに後述の制約があるので、術者が思い通りに関数ｆ，ｇを変形するのはかなり難しい。また、関数ｆ，ｇの２つを調整しなければならないので、術者は、複雑でわかりにくいパラメータの調節を強いられることになる。
【００１１】
上述のような画像処理に融通が利かない理由の１つとして、図１７に示されている入力値と出力値との関係を示すグラフが滑らかなものとなっていなければならないという制約が挙げられる。図１７に示すグラフは、入力値が±ａ，±ｂの４つの位置において、入力値と出力値との関係を規定する関数が切り替わっている。この位置において、グラフ形状が連続かつ滑らかでないと、処理画像にアーチファクトが表れてしまうとされているので、この様な制約が設けられている。
【００１２】
この理由について説明する。例えば、入力値ｐ０の位置でグラフが連続でない、または滑らかでないものとする。ａは、入力値と出力値との関係を示すグラフにおいて、第１の関数と第２の関数の境目に位置することになる。例えば、ｐ０よりも僅かに小さい入力値ｐ１は、第１の関数で決定される出力値ｑ１に変換され、ｐ０より僅かに入力値ｐ２大きい第２の関数で決定される出力値ｑ２に変換される。そして、帯域画像α，β，γ，δにおける値ｐ１は、絶対値抑制画像ＬＵＴにおいてｑ１に変換され、帯域画像α，β，γ，δにおける値ｐ２は、絶対値抑制画像ＬＵＴにおいてｑ２に変換されることになる。
【００１３】
この第１の関数と第２の関数は連続していない、または滑らかでないのであるから、出力値ｑ１と出力値ｑ２とはかけ離れてしまう。すると、帯域画像α，β，γ，δにおいてｐ１とｐ２は、近い値であったのに、これが絶対値抑制画像ＬＵＴにおいてかけ離れたｑ１とｑ２の各々に変換されてしまうのである。この影響が最終的に取得される処理画像に重畳してしまうことが、処理画像の視認性が悪くなる原因とされている。
【００１４】
この様な事情があるので、変換テーブルＴを規定する入力値と出力値の関係を自由に規定することができなくなっている。これが、術者の変換テーブルＴの調節を困難にしている。
【００１５】
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、術者が簡単に調節することができる画像処理方法およびそれを用いた放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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方法は、被検体の像が写り込んでいる元画像の周波数成分の一部を抽出して複数枚の帯域画像を生成する帯域画像生成ステップと、変換前の入力値と変換後の出力値とが関連した変換テーブルを参照して、帯域画像の各々を画素データの絶対値が制限された絶対値抑制画像に変換する変換ステップと、絶対値抑制画像を基に元画像に画像処理を施す画像処理ステップとを備え、変換ステップにおいて、参照される変換テーブルは、入力値の絶対値が閾値以下である場合の出力値は０であり、入力値が正の値でありかつ閾値よりも大きい場合は、入力値の増大に応じて出力値も増大し、入力値が負の値でありかつ閾値の反数よりも小さい場合は、入力値の減少に応じて出力値も減少することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線検出手段から出力された検出信号を基に、被検体の像が写り込んだ元画像を生成する画像生成手段と、元画像の周波数成分の一部を抽出して複数枚の帯域画像を生成する帯域画像生成手段と、変換前の入力値と変換後の出力値とが関連した変換テーブルを参照して、帯域画像の各々を画素データの絶対値が制限された絶対値抑制画像に変換する変換手段と、絶対値抑制画像を基に元画像に画像処理を施す画像処理手段とを備え、変換手段が参照する変換テーブルは、入力値の絶対値が閾値以下である場合の出力値は０であり、入力値が正の値でありかつ閾値よりも大きい場合は、入力値の増大に応じて出力値も増大し、入力値が負の値でありかつ閾値の反数よりも小さい場合は、入力値の減少に応じて出力値も減少することを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］上述の構成によれば、絶対値抑制画像は、変換テーブルを基に生成される。この変換テーブルは、入力値の絶対値が閾値以下であるときは、入力値が０であり、入力値の絶対値が閾値よりも大きい場合は、入力値と出力値との関係は、従来のような滑らかな曲線で表すことができる。従来の構成によれば、入力値と出力値との関係は、全ての入力値について滑らかな曲線で表されるようにしなければ、絶対値抑制画像から生成される画像にアーチファクトが生じてしまうとされてきた。しかし、入力値と出力値との関係を示すグラフにおいて不連続な部分となる閾値（およびその反数）が十分に０に近ければ、視認できるアーチファクトが発生することはない。この様にすれば、従来のように複雑な関数によって入力値と出力値の関係を決定しなくても、変換テーブルを容易に生成することができる。
【００１９】
また、上述の画像処理方法において、所定の値を上限に閾値を変更させる入力の指示を受信する閾値変更ステップを更に備えていればより望ましい。
【００２０】
また、上述の放射線撮影装置において、所定の値を上限に閾値を変更させる入力の指示を受信する閾値変更手段を更に備えていればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成によれば、閾値が変更できるようになっている。閾値を大きくすると、絶対値抑制画像を構成する画素データのより多くが０の値をとるようになる。すると、元画像に施される画像処理の様子が変化する。この様にすれば、術者は、閾値という単一の値を操作するだけで、元画像に施される画像処理の程度を調節することができる。
【００２２】
また、上述の画像処理方法において、変換ステップにおいて帯域画像の変換に用いられる閾値は、撮影部位または術式の種類に応じて互いに異なっていればより望ましい。
【００２３】
また、上述の放射線撮影装置において、変換手段が帯域画像の変換に用いる閾値は、撮影部位または術式の種類に応じて互いに異なっていればより望ましい。
【００２４】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成の一例を示すものとなっている。元画像に写り込む被検体の像の様子は、撮影部位または術式の種類に応じて変化する。そこで、閾値を撮影部位または術式の種類に応じて異なるようにすれば、元画像に写り込んだ被検体の像に対して的確に画像処理を行うことができる。
【００２５】
また、上述の画像処理方法において、変換ステップにおいて帯域画像の変換に用いられる閾値は、帯域画像の各々で互いに異なっていればより望ましい。
【００２６】
また、上述の放射線撮影装置において、変換手段が帯域画像の変換に用いる閾値は、帯域画像の各々で互いに異なっていればより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成の一例を示すものとなっている。閾値を帯域画像の各々で異なるようにすれば、より自由度の高い画像処理の調節が可能となる。しかも、このとき術者が行う操作としては、限られた種類のパラメータを調節するだけであり、操作性は優れていると言える。
【００２８】
また、上述の画像処理方法において、変換ステップにおいて帯域画像の変換に用いられる閾値は、元画像撮影時における露光量に応じて互いに異なっていればより望ましい。
【００２９】
また、上述の放射線撮影装置において、変換手段が帯域画像の変換に用いる閾値は、元画像撮影時における露光量に応じて互いに異なっていればより望ましい。
【００３０】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成の一例を示すものとなっている。閾値を元画像撮影時における露光量に応じて異なるようにすれば、より自由度の高い画像処理の調節が可能となる。
【００３１】
また、上述の画像処理方法において、画像処理ステップにおいて、元画像に対し高周波成分を強調する高周波強調処理または元画像の画素データの分布を調節するダイナミックレンジ圧縮処理が行われればより望ましい。
【００３２】
また、上述の放射線撮影装置において、画像処理手段は、元画像に対し高周波成分を強調する高周波強調処理または元画像の画素データの分布を調節するダイナミックレンジ圧縮処理を行えばより望ましい。
【００３３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成の一例を示すものとなっている。すなわち、本発明における画像処理は、高周波成分を強調する高周波強調処理、および元画像の画素データの分布を調節するダイナミックレンジ圧縮処理の２つである。いずれの画像処理においても、絶対値抑制画像を使用するものであるので、本発明を用いることができるのである。
【００３４】
また、上述の画像処理方法において、変換ステップにおいて帯域画像の変換に用いられる閾値は、画像処理の種類に応じて互いに異なっていればより望ましい。
【００３５】
また、上述の放射線撮影装置において、変換手段が帯域画像の変換に用いる閾値は、画像処理の種類に応じて互いに異なっていればより望ましい。
【００３６】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成の一例を示すものとなっている。閾値を画像処理に応じて異なるようにすれば、より自由度の高い画像処理の調節が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１に係るＸ線撮影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に係る元画像の周波数分布を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係る帯域画像の周波数分布を説明する模式図である。
【図４】実施例１に係る帯域画像の周波数分布を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係る帯域画像の周波数分布を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】実施例１に係るＸ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影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Ｘ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図１６】従来構成のＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図１７】従来構成のＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【実施例１】
【００３８】
以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤは、フラットパネル・ディテクタの略である。
【００３９】
＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上側に設けられたＸ線を照射するＸ線管３と、天板２の下側に設けられたＸ線を検出するＦＰＤ４とを備えている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００４０】
Ｘ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３から発せられ、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部１１に送出され、そこで被検体Ｍの投影像が写り込んだ元画像Ｐ０が生成される。表示部２５は、画像生成部１１が出力した被検体Ｍの投影像を表示する目的で設けられている。画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。
【００４１】
また、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、元画像Ｐ０から各帯域の周波数成分が抽出された帯域画像α，β，γ，……を生成する帯域画像生成部１２と、帯域画像α，β，γ，……の画像データを低い絶対値の値に変換して絶対値抑制画像（ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγ，……）を生成する画像変換部１３と、画像変換部１３が動作するときに参照する閾値を変更する閾値変更部１４と、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγ，……を用いて元画像Ｐ０の画像処理を行って処理画像Ｐｎを生成する画像処理部１５を備えている。帯域画像生成部１２は、本発明の帯域画像生成手段に相当し、画像変換部１３は、本発明の変換手段に相当する。また、閾値変更部１４は、本発明の閾値変更手段に相当し、画像処理部１５は、本発明の画像処理手段に相当する。
【００４２】
この帯域画像α，β，γについて説明する。図２は、元画像Ｐ０を周波数解析した結果である。元画像Ｐ０は、高周波から低周波まで幅広い周波数成分を有している。説明の便宜上、各周波数のレスポンスは全て１であるとする。図３は、第１帯域画像αを周波数解析した結果である。図３に示すように、第１帯域画像αは、元画像Ｐ０の最も高周波側の周波数領域に存する周波数成分を抽出したものとなっている。図４は、第２帯域画像βを周波数解析した結果である。図４に示すように、第２帯域画像βは、元画像Ｐ０の２番目に高周波側の周波数領域に存する周波数成分を抽出したものとなっている。図５は、第３帯域画像γを周波数解析した結果である。図５に示すように、第３帯域画像γは、元画像Ｐ０の３番目に高周波側の周波数領域に存する周波数成分を抽出したものとなっている。このように、帯域画像α，β，γはこの順に高周波の元画像Ｐ０由来の周波数成分を有している。
【００４３】
操作卓２６は、術者によるＸ線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７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Ｘ線管制御部６，各部１１，１２，１３，１４，１５を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部２８は、画像処理に用いられるパラメータ、画像処理に伴って生成される中間画像、テーブル等のＸ線撮影装置１の制御に関するパラメータの一切を記憶する。
【００４４】
帯域画像生成部１２，画像変換部１３，閾値変更部１４，画像処理部１５は、一連の動作を行うことで元画像Ｐ０に高周波強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理などの画像処理を施す。具体的には図６に示すように、まず、帯域画像α，β，γが生成され（帯域画像生成ステップＳ１），閾値が変更される（閾値変更ステップＳ２）。そして、帯域画像α，β，γがＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγに変換され（変換ステップＳ３），ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを用いて各種の画像処理が行われる（画像処理ステップＳ４）。これら、各ステップの具体的な操作について順を追って説明する。
【００４５】
＜帯域画像生成ステップＳ１＞
帯域画像生成部１２の動作について説明する。帯域画像生成部１２は、図７に示すように第１帯域画像α，第２帯域画像β，第３帯域画像γをこの順に取得する。これら各動作について順を追って説明する。
【００４６】
まず、第１帯域画像αの取得について説明する。画像生成部１１で生成された元画像Ｐ０（図８参照）は、帯域画像生成部１２に送出される。帯域画像生成部１２は、元画像Ｐ０を構成する画素の各々に対して、ハイパスフィルタとして機能する行列を作用させる。図９は、元画像Ｐ０を構成する画素ｓについて、ハイパスフィルタ処理が行われている時の様子を示している。帯域画像生成部１２は、例えば、５×５のハイパスフィルタ用の行列を記憶部２８より読み出して、画素ｓに対してこの行列を作用させる。すると、行列は、図９に示すように、画素ｓを中心とした５行５列の大きさの画素領域Ｒに作用することになる。そして、帯域画像生成部１２は、行列を作用させて得られた画素データを第１帯域画像αにおける画素ｓに相当する位置に配置する。帯域画像生成部１２は、同様の動作を元画像Ｐ０を構成する画素ｓ以外の画素の全てについて行い、その度に、取得された画素データを元画像Ｐ０に対応させて第１帯域画像αにマッピングする。ハイパスフィルタは、領域Ｒに含まれる高周波成分のみを通過させるので、第１帯域画像αは、画素データが細かく変化するザラついた画像となる。このハイパスフィルタ処理は、図７においては、記号ＨＰＦで表されている。
【００４７】
次に、第２帯域画像βの取得について説明する。帯域画像生成部１２は、まず図７に示すように元画像Ｐ０を例えば縦、横ともに１／２に縮小された縮小画像Ｐ１を生成する。図７においては、この画像縮小処理がＭａｇ（−）で表されている。
【００４８】
そして、帯域画像生成部１２は、縮小画像Ｐ１に対してローパスフィルタを施す。すなわち、帯域画像生成部１２は、ハイパスフィルタ用の行列と同じサイズである５×５のローパスフィルタ用の行列を記憶部２８より読み出して、縮小画像Ｐ１を構成する画素の各々に対してこの行列を作用させる。行列の作用によって得られた画素データは、縮小画像Ｐ１に対応させてローパス画像Ｌ１にマッピングされる。この様子は、図９を用いた説明と同様である。異なる点は、用いる行列が違うことと、画像のサイズが小さくなっていることである。このように、いったん元画像Ｐ０を縮小してローパスフィルタをかけるようにすれば、ローパスフィルタを規定する行列を大きくしなくても、周波数成分を抽出できるので、計算コストを大幅に抑制することができる。このローパスフィルタ処理は、図７においては、記号ＬＰＦで表されている。
【００４９】
帯域画像生成部１２は、図７に示すようにローパス画像Ｌ１を例えば縦、横ともに２倍に拡大された拡大ローパス画像Ｍ１を生成する。図７においては、この画像縮小処理がＭａｇ（＋）で表されている。つまり、拡大ローパス画像Ｍ１と元画像Ｐ０の画像の大きさは、同じである。帯域画像生成部１２は、元画像Ｐ０から第１帯域画像αおよび拡大ローパス画像Ｍ１を減算して、第２帯域画像βを生成する。
【００５０】
この第２帯域画像βについて説明する。図１０は、各画像に含まれる周波数成分の範囲を模式的に表したものである。元画像Ｐ０は、図１０に示すように全てに周波数成分を有している。そして、第１帯域画像αは、最も高周波側の成分のみから構成されるので、低周波成分を有していない。一方、拡大ローパス画像Ｍ１は、縮小画像Ｐ１の低周波成分のみから構成されるので、高周波成分を有していない。元画像Ｐ０から第１帯域画像αおよび拡大ローパス画像Ｍ１が減算された第２帯域画像βは、図１０に示すように、元画像Ｐ０の全周波数成分のうち、第１帯域画像αが有する最低の周波数から拡大ローパス画像Ｍ１が有する最高の周波数までに挟まれた区間内の周波数成分を有していることになる。
【００５１】
次に、第３帯域画像γの取得について説明する。帯域画像生成部１２は、ハイパスフィルタ用の行列の約２倍の大きさである９×９のバンドパスフィルタ用の行列を記憶部２８より読み出して、縮小画像Ｐ１を構成する画素の各々に対してこの行列を作用させる。行列の作用によって得られた画素データは、縮小画像Ｐ１に対応させて第３帯域画像γにマッピングされる。この様子は、図９を用いた説明と同様である。異なる点は、用いる行列の種類が違うこと、行列の大きさが縦横ともに２倍となっていること、処理対象の縮小画像Ｐ１の面積が元画像Ｐ０の約１／４となっていることである。このバンドパスフィルタ処理は、図７においては、記号ＢＰＦで表されている。こうして生成された第３帯域画像γは、第２帯域画像βよりも更に低周波側の帯域について元画像Ｐ０の周波数成分を抽出したものとなっている。
【００５２】
帯域画像生成部１２は、縮小画像Ｐ１以外に、縮小画像Ｐ１を縦横１／２ずつ縮小した縮小画像Ｐ２も生成している。この縮小画像Ｐ２もバンドパスフィルタが施され、第４帯域画像δが生成される。こうして生成された第４帯域画像δは、第３帯域画像γよりも更に低周波側の帯域について元画像Ｐ０の周波数成分を抽出したものとなっている。このように、帯域画像生成部１２は、第３帯域画像γよりも、低周波側の帯域画像を生成するようにしてもよい。これらの帯域画像も後段の画像処理に用いてもよい。しかし、実施例１の説明においては、簡単な説明の目的で、帯域画像α，β，γのみで画像処理を行うものとする。
【００５３】
画像変換部１３には、帯域画像α，β，γ，……が送られてきている。画像変換部１３は、帯域画像α，β，γを構成する画素データを変換して絶対値抑制画像（ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγ）の各々を生成する。
【００５４】
ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγの生成について具体的に説明する。帯域画像は、画素データがマッピングされて構成されていることは、説明済みである。この画素データは、正から負までの範囲を取り得るのである。図１１には、第１帯域画像αの具体的な構成を示している。第１帯域画像αを構成する値（強度）は、位置に応じて正の場合もあれば、負の場合もある。
【００５５】
＜閾値変更ステップＳ２，変換ステップＳ３＞
画像変換部１３は、記憶部２８に記憶されている変換テーブルＴを読み出して、帯域画像α，β，γのそれぞれをＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγに変換する。この処理によって、最終的に得られる画像処理後の処理画像Ｐｎに表れる画像の乱れを抑制することができる。たとえば、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを生成しないで、帯域画像α，β，γをこのまま用いたとする。そうすると、帯域画像α，β，γから生成された画像と元画像Ｐ０とを重ね合わせて処理画像Ｐｎを生成するときに、帯域画像α，β，γが有していた大きな正の値または負の値がそのまま元画像Ｐ０に重ね合わせられることになり、処理画像Ｐｎの視認性が悪くなる。この様な現象は、たとえば、金属片が埋め込まれた被検体Ｍが元画像Ｐ０に写り込んでいる場合、処理画像Ｐｎにおける金属片と被検体Ｍの組織との境目に偽像が発生しやすくなる。元画像Ｐ０において金属片と被検体Ｍの組織とは画素データが極端に異なる。帯域画像α，β，γにおいて、この極端な変化は、周波数成分として表されているはずであり、具体的には、極端に大きい正の値、または極端に小さい負の値（つまり、画素データの絶対値の大きな値）を割り当てることで境目を表している。これが処理画像Ｐｎの生成において境目を縁取るような偽像として表れてしまう。
【００５６】
そこで、画像変換部１３は、高周波強調処理用に、帯域画像α，β，γに表れている画素データの絶対値の大きな画素データの値を小さな値に変換してＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを生成するとともに、ダイナミックレンジ圧縮処理用に、帯域画像α，β，γに表れている画素データの絶対値の小さな画素データの値をより小さな値に変換してＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを生成するようになっている。このように、画像変換部１３は、画像処理の種類に応じて異なるＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを生成する。
【００５７】
画像変換部１３が上述の変換に用いる変換テーブルＴについて説明する。図１２は、変換テーブルＴの入力値と出力値とを関連させてグラフとして表している。このグラフは、原点対称の非線形形状となっている。画像変換部１３は、帯域画像α，β，γを構成する画素データを読み出してこれを入力値としたときの出力値を変換テーブルＴより取得する。画像変換部１３は、この出力値の取得を第１帯域画像αを構成する画素データの全てについて行い、出力値を２次元的にマッピングすることで、第１ＬＵＴ画像Ｌαを取得するのである。これにより、高周波強調処理、またはダイナミックレンジ圧縮処理をする場合のＬＵＴ画像Ｌαはいずれも、第１帯域画像αに存していた極端に大きな正の値、および極端に小さな負の値（極端に絶対値の小さな値）が除去されたもとのなっている。画像変換部１３は、同様な処理を第２帯域画像βについて行い、第２ＬＵＴ画像Ｌβを生成する。そして、同様な処理を第３帯域画像γについて行い、第３ＬＵＴ画像Ｌγを生成する。この様子は図１４の左側に示されている。
【００５８】
次に、本発明に最も特徴的な画像変換部１３が参照する閾値ａについて説明する。まず、高周波強調処理においては、この閾値ａを設定することによって処理画像ＰｎおけるＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγに含まれるノイズ成分の影響を調整することができるようになっている。また、ダイナミックレンジ圧縮処理においては、この閾値ａを設定することによって処理画像ＰｎおけるＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγに含まれる微細な高周波成分の影響を調整することができるようになっている。図１２に示した変換テーブルＴは、閾値ａが０のときのものを示している。ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγは、後段の高周波強調処理、またはダイナミックレンジ圧縮処理において、元画像Ｐ０に重ねられて処理画像Ｐｎに表れる。閾値ａが０のとき、変換テーブルＴの出力値が０のときは、入力値が０のときしかあり得ないので、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを構成する画素データのほとんどは０でない。したがって、処理画像Ｐｎには、高周波強調処理においては、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγに含まれるノイズ成分の影響が強く表れ、ダイナミックレンジ圧縮処理においては、ノイズ成分の影響が強く表れるのに加えて微細な高周波成分が抑制されて過ぎてしまうことになる。
【００５９】
ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを元画像Ｐ０に重畳させない方が視認性に優れている場合がある。とはいえ、この様な現象は、元画像Ｐ０を構成する画素データが０付近である場合に限って起こるに止まる。仮に、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを全く使わずに画像処理を行ってしまうと、帯域画像α，β，γに含まれる絶対値の大きい画素データがそのまま元画像Ｐ０に重ねられることになり、処理画像Ｐｎの視認性は確実に悪化する。そこで、実施例１の構成によれば、帯域画像α，β，γを構成する画素データのうち、閾値ａよりも絶対値の大きいものと小さいものとで画素の変換の方法を変更する構成となっている。
【００６０】
術者が操作卓２６を通じて閾値の変更を指示すると、閾値変更部１４は、閾値を変更させる入力の指示を受信し、０であった閾値を指示通りの閾値ａに変更する。すると、閾値変更部１４は、変換テーブルＴを図１３のように変更する。変更後の変換テーブルをＴａとする。変換テーブルＴａの基で行われるＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγの生成について説明する。変換テーブルＴａにおける入力値が−ａ以上ａ以下のとき、出力値は０となっている。そして、入力値が−ａ未満または、ａよりも大きい場合は、出力値は、図１２と同じ原点対称の非線形形状のグラフによって決定される。この変換テーブルＴａを用いてＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγを生成すると次のようになる。すなわち、帯域画像α，β，γに含まれる画素データが−ａ以上ａ以下のとき、出力値は０に変換され、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγにマッピングされる。また、帯域画像α，β，γに含まれる画素データが−ａ未満または、ａよりも大きいときは、値は絶対値が小さくなるように変換される。
【００６１】
すなわち、変換テーブルＴａは、入力値の絶対値が閾値以下である場合の出力値は０であり、入力値が正の値でありかつ閾値ａよりも大きい場合は、入力値の増大に応じて出力値も増大するとともに、入力値が大きくなるに従って出力値の増加量が次第に小さくなっており、入力値が負の値でありかつ閾値ａの反数である値−ａよりも小さい場合は、入力値の減少に応じて出力値も減少するとともに、入力値が小さくなるに従って出力値の減少量が次第に小さくなっている。
【００６２】
帯域画像α，β，γに含まれる絶対値が小さい画素データを０に変換する意味について説明する。後述のように高周波強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理などの画像処理は、元画像Ｐ０にＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγ（まとめてＬＵＴ画像Ｌと呼ぶ）を重ね合わせることで行われる。元画像Ｐ０はＬＵＴ画像Ｌの画素データの値が０である部分において、ＬＵＴ画像Ｌの影響を何ら受けずに、画像処理される。ＬＵＴ画像Ｌの画素データが０となっているのは、帯域画像α，β，γに含まれる画素データの絶対値が小さかった部分である。すなわち、高周波強調処理をしようとするとき、この部分については、元画像Ｐ０には、重畳しているノイズ成分の多くが写り込んでいるので、このまま画像処理を施さない方がノイズ成分が強調されない鮮明な画像となる場合がある。また、ダイナミックレンジ圧縮処理をしようとするとき、この部分については、微細な高周波数成分のみが写り込んでいるので、オーバーシュートが起こらず、このまま画像処理を施さない方が微細な高周波数成分が保存された鮮明な画像となる場合がある。一方、帯域画像α，β，γに含まれる絶対値の大きな画素データは、閾値以上であるので、０でない絶対値の小さな画素データに確実に変換される。これにより、最終的に生成される処理画像Ｐｎに写り込んでいる被検体に埋め込まれた金属片と被検体の組織の境目を縁取るような偽像が表れることがない。
【００６３】
変換テーブルＴａを示す入力値と出力値との関係を表すグラフ（図１３参照）の閾値付近のグラフの不連続性について説明する。例えば、図１３のグラフは、入力値が閾値ａで決定されるａと−ａとの２点において、グラフが不連続となっている。このように変換テーブルを規定するグラフが不連続となっていると、処理画像Ｐｎを構成する画素データに連続しない段差が生じてしまい、処理画像Ｐｎにアーチファクトが出現することが本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者にとっての常識である。しかし、実際に変換テーブルＴａを用いて処理画像Ｐｎを生成してみると、アーチファクトは視認することができない。ａを十分に小さな値とすると、術者は段差を認識することはできないのである。
【００６４】
術者が操作卓２６を通じて閾値ａを増減させることができる。術者が閾値ａを増加させると、図１３に示すａの値が大きくなって、高周波強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理などの画像処理におけるＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγの影響は次第に無くなっていく。しかし、術者がａの値を大きくしすぎると、グラフの不連続部分に表れる段差に伴う画素値の急変が視認できるようになり、処理画像Ｐｎの視認性が悪くなる。
【００６５】
そこで、実施例１の構成によれば、閾値ａの上限値が設けられている。これにより、術者は、ａを図１３において入力値が正の領域に描かれている点線の位置よりも大きくすることができず、同様に、−ａを図１３において入力値が負の領域に描かれている点線の位置よりも小さくすることができない。
【００６６】
閾値ａの増減と、処理画像Ｐｎの関係について説明する。まず高周波強調処理においては、閾値ａを下げると、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγには、信号の小さな高周波成分とノイズ成分とがより多く保存されるので、処理画像Ｐｎの高周波成分は元画像Ｐ０に比べて微細な高周波成分とノイズ成分とが強調されたような画像となる。逆に閾値ａを上げると、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγには、信号の小さな高周波成分とノイズ成分との一部を失い、処理画像Ｐｎに施される微細な高周波成分とノイズ成分との強調は弱くなる。一方、ダイナミックレンジ圧縮処理では、閾値ａを下げると、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγには、信号の小さな高周波成分がより多く保存されるので、処理画像Ｐｎの高周波成分は元画像Ｐ０に比べて微細な高周波成分と微細なオーバーシュートとが抑制されたような画像となる。逆に閾値ａを上げると、ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγには、信号の小さな高周波成分がより抑制されるので、処理画像Ｐｎに微細な高周波成分がより保存されるとともに極端なオーバーシュートのみが抑制される。
【００６７】
＜画像処理ステップＳ４＞
画像処理部１５は、画像変換部１３が生成したＬＵＴ画像Ｌを用いて、高周波強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理などの画像処理を行う。以降、この具体的な構成について説明する。
【００６８】
＜高周波強調処理＞
高周波強調処理について説明する。高周波強調処理を行うには、まず、画像処理部１５は、取得されたＬＵＴ画像Ｌを足し合わせて抑制合計画像ΣＬＵＴを生成する。第３ＬＵＴ画像Ｌγは、第１ＬＵＴ画像Ｌαおよび第２ＬＵＴ画像Ｌβと比べて画像の大きさが異なるのでそのままでは足し合わせることができない（図１４参照）。そこで、画像処理部１５は、第３ＬＵＴ画像Ｌγをいったん拡大して、この拡大画像を第１ＬＵＴ画像Ｌαおよび第２ＬＵＴ画像Ｌβに足し合わせるような動作を行う。抑制合計画像ΣＬＵＴには、元画像Ｐ０の低周波成分が含まれていない。第３帯域画像γによって抽出された低周波成分よりも更に低周波の成分は、抑制合計画像ΣＬＵＴに合計されないからである。
【００６９】
そして、画像処理部１５は、抑制合計画像ΣＬＵＴに濃度変換処理を施して濃度変換画像ＵＳＭを生成する（図１４参照）。この濃度変換画像ＵＳＭには、元画像Ｐ０に含まれている高周波成分を含んでいる。最後に画像処理部１５は、元画像Ｐ０と濃度変換画像ＵＳＭとを足し合わせて、高周波強調画像（処理画像Ｐｎの一種）を生成する。
【００７０】
＜ダイナミックレンジ圧縮処理＞
次に、元画像Ｐ０の画素データの広がりを調節するダイナミックレンジ圧縮処理について説明する。これにより、元画像Ｐ０のコントラストを調節することができる。元画像Ｐ０に対し、ダイナミックレンジ圧縮処理を行う場合、画像処理部１５は、まず、帯域画像α，β，γを適宜拡大しつつ、足し合わせて、圧縮用合計画像ΣＢＰを生成する。この圧縮用合計画像ΣＢＰは、元画像Ｐ０から低い方の周波数成分を除去したものとなっており、画素データから構成される。
【００７１】
そして、画像処理部１５は、図１５に示すように、元画像Ｐ０から圧縮用合計画像ΣＢＰを減算し、低周波成分のみからなる低周波成分画像ＢＰＬを取得する。続いて、画像処理部１５は、記憶部２８より反転テーブルを読み出して、低周波成分画像ＢＰＬの画素データを反転させ、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖを生成する。このときの反転テーブルは、単に低周波成分画像ＢＰＬを線形的に反転させるのではない。つまり、注目したい濃度域では反転の程度小さく、それ以外の領域では注目領域から離れるほど反転の程度を大きくすることで、注目したい濃度域のコントラストを保ったまま、画像全体のダイナミックレンジを圧縮する。
【００７２】
ダイナミックレンジ圧縮処理は、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖと元画像Ｐ０とを足し合わせることで行われる。このとき、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖには元画像Ｐ０の高周波成分が含まれておらず、元画像Ｐ０に含まれる低周波成分が反転されたものとなっている。この状態で、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖと元画像Ｐ０との足し合わせを行うと、生成される処理画像Ｐｎは部分的に高周波数成分が相対的に過剰となりオーバーシュートが発生してしまう。
【００７３】
このオーバーシュートを抑制する目的で、画像処理部１５は、抑制合計画像ΣＬＵＴを画像変換部１３より受信する。ただし、ＬＵＴ画像Ｌを生成するのに際して用いられる変換テーブルは、ダイナミックレンジ圧縮処理用のものであり、必ずしも高周波強調処理に用いたものと同じものとする必要はなく、図入力値と出力値との関係を表すグラフは、原点対称の非線形形状である。また下記のように、ＬＵＴ画像Ｌを生成するのに際して変換テーブルＴａ（このテーブルＴａにおける入力値と出力値との関係を表すグラフとして図１３参照）を用いることができる。
【００７４】
変換テーブルＴａを用いて生成されたＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγは、帯域画像α，β，γに含まれる画素値の絶対値が大きい部分を抜き出したものとなっている。生成されたＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌγは、帯域画像α，β，γに極端な画素値のみをパスするようなフィルタがかけられた結果の画像となっているからである。
【００７５】
ＬＵＴ画像Ｌα，Ｌβ，Ｌから生成された合計ＬＵＴ画像ΣＬは、元画像Ｐ０の高周波成分に高周波成分の相対的に過剰になりやすさに応じて重み付けがされたものとなっている。合計ＬＵＴ画像ΣＬは、帯域画像α，β，γが有する極端に絶対値が大きな画素値が抽出されたＬＵＴ画像Ｌを基に生成されることからすれば、合計ＬＵＴ画像ΣＬにおいて画素値が０なっていないのは、帯域画像α，β，γにおいて画素値の絶対値が極端に大きい画素である。合計ＬＵＴ画像ΣＬが０となっていない部分は処理画像Ｐｎにおいて高周波成分が過剰となってしまう部分と一致する。
【００７６】
画像処理部１５は、抑制合計画像ΣＬＵＴの画素データを反転させ、反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖを生成する（図１５参照）。この時の反転テーブルは、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖを生成したときの反転テーブルの傾き（出力値を入力値で微分した微分値）が用いられる。このようにすることで、反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖは反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖを生成する際に反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖに画素値変換の傾向が強く表れてしまう部分に相当する抑制合計画像ΣＬＵＴ上の画素値のみで構成される。この抑制合計画像ΣＬＵＴには、元画像Ｐ０の低周波成分が含まれていない。
【００７７】
そして、画像処理部１５は、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖに反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖを足し合わせる。この際、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖのほうが反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖよりも、重み付けが重くなるような足し合わせを行って、反転画像ＤＲＣを生成する（図１５参照）。画像処理部１５は、元画像Ｐ０と反転画像ＤＲＣとを足し合わせて、ダイナミックレンジ圧縮処理画像を生成する。
【００７８】
ダイナミックレンジ圧縮処理を生成する際に、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖと反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖとを別々に求める理由について説明する。反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖには元画像Ｐ０の低周波成分をより多く含み、反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖは、元画像Ｐ０の高周波成分をより多く含んでいる。両合計画像を生成するのに用いられるテーブルを変化させることで、高周波成分におけるダイナミックレンジ圧縮処理と低周波成分におけるダイナミックレンジ圧縮処理とのバランスを調整することができる。
【００７９】
反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖを生成する際の反転テーブルについて説明する。反転テーブルは、低周波成分画像ＢＰＬを構成する画素データを示す入力値と反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖを構成する画素データを示す出力値が関連したテーブルで、入力値が基準値に近い部分では、出力値は０に近い値をとる。反転テーブル内で基準値から入力値を大きくなる順に見ていくと、出力値は、負の値をとり、その絶対値は、入力値が大きくなるにつれ急に大きくなる。また、反転テーブル内で基準値から入力値を小さくなる順に見ていくと、出力値は、正の値をとり、その絶対値は、入力値が大きくなるにつれ急に大きくなる。
【００８０】
説明の簡単のため、元画像Ｐ０と反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖとを足し合わせるとダイナミックレンジ圧縮処理画像が生成できるものとし、反転抑制合計画像ΣＬＵＴｉｎｖは考慮に入れないものとする。このとき、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖの構成する画素データが全て０であるとすると、元画像Ｐ０とダイナミックレンジ圧縮処理画像とは同じものとなる。また、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖの右半分が正の値で、左半分が負の値で構成されていたとすると、元画像Ｐ０の右半分は明るくなり、左半分は暗くなる。
【００８１】
これを踏まえて、元画像Ｐ０と実際の反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖとの足し算の結果を示すと次のようになる。すなわち、元画像Ｐ０のうち基準値に近い画素データを有する部分は、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖの画素データが０に近いので何も引かれない。そして、元画像Ｐ０のうち基準値よりも大きな値をとっている部分（明るい部分）は、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖの画素データが負の値であるので暗くなる。また、元画像Ｐ０のうち基準値よりも小さな値をとっている部分（暗い部分）は、反転低周波成分画像ＢＰＬｉｎｖの画素データが正の値であるので明るくなる。こうして、元画像Ｐ０のダイナミックレンジが調節され、ダイナミックレンジ圧縮処理画像（処理画像の一種）が生成されるのである。
【００８２】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線撮影装置１の動作について説明する。まず、被検体Ｍが天板２に載置され、術者は操作卓２６を通じて放射線照射の開始を指示する。すると、Ｘ線管３からＸ線が照射され、被検体Ｍを透過したＸ線がＦＰＤ４で検出される。このとき元画像Ｐ０が生成される。この元画像Ｐ０を基に、ＬＵＴ画像Ｌが生成される。
【００８３】
術者が操作卓２６を通じて、高周波強調処理、およびダイナミックレンジ圧縮処理のどちらかを選択し、いずれかの画像処理の実行を指示すると、画像処理部１５は、術者の指示に合わせて高周波強調処理、およびダイナミックレンジ圧縮処理を行う。画像処理が施された被検体Ｍの投影像が表示部２５に表示されてＸ線撮影装置１の動作は終了となる。
【００８４】
以上のように、実施例１の構成によれば、ＬＵＴ画像Ｌは、変換テーブルＴａを基に生成される。この変換テーブルＴａは、入力値の絶対値が閾値以下であるときは、入力値が０であり、入力値の絶対値が閾値ａよりも大きい場合は、入力値と出力値との関係は、従来のような滑らかな曲線で表すことができる。従来の構成によれば、入力値と出力値との関係は、全ての入力値について滑らかな曲線で表されるようにしなければ、ＬＵＴ画像Ｌから生成される画像にアーチファクトが生じてしまうとされてきた。しかし、入力値と出力値との関係を示すグラフにおいて不連続な部分となる閾値（およびその反数）が十分に０に近ければ、視認できるアーチファクトが発生することはない。この様にすれば、従来のように複雑な関数によって入力値と出力値の関係を決定しなくても、変換テーブルＴａを容易に生成することができる。
【００８５】
また、実施例１の構成によれば、閾値ａが変更できるようになっている。閾値ａを大きくすると、ＬＵＴ画像Ｌを構成する画素データのより多くが０の値をとるようになる。すると、元画像Ｐ０に施される画像処理の様子が変化する。この様にすれば、術者は、閾値ａという単一の値を操作するだけで、元画像Ｐ０に施される画像処理の程度を調節することができる。
【００８６】
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。高周波強調処理を例に説明する。
【００８７】
（１）上述した実施例の構成に加えて、閾値ａを撮影部位または術式の種類に応じて変更させる構成としてもよい。すなわち、元画像Ｐ０には、撮影部位または術式のデータが付加されている。閾値変更部１４は、この撮影部位または術式のデータを読み取って閾値ａを決定する。具体的には、記憶部２８が記憶する閾値と撮影部位または術式とが関連した関連テーブルを閾値変更部１４が用いることで閾値ａの決定がなされる。
【００８８】
元画像Ｐ０に写り込む被検体Ｍの像の様子は、撮影部位または術式の種類に応じて変化する。そこで、閾値ａを撮影部位または術式の種類に応じて異なるようにすれば、元画像Ｐ０に写り込んだ被検体Ｍの像に対して的確に画像処理を行うことができる。この閾値ａの変更について具体的に説明する。まず、術者が操作卓２６を通じて、骨梁のような微細構造観察用の撮影部位または術式を選択して、撮影を行った場合、閾値変更部１４は、閾値ａを小さなものに変更する。これにより、元画像Ｐ０に含まれる高周波成分が確実に強調されて画像処理が行われるので、被検体の微細構造の観察に適している。
【００８９】
また、術者が操作卓２６を通じて、軟部組織観察用の撮影部位または術式を選択して、撮影を行った場合、閾値変更部１４は、閾値ａを大きなものに変更する。これにより、元画像Ｐ０に含まれるノイズ成分が強調されずに、大まかな構造のみが強調されて画像処理が行われるので、被検体の大まかな構造の観察に適している。
【００９０】
（２）上述した構成に加えて、閾値ａを帯域画像α，β，γの各々で変更させる構成としてもよい。閾値ａを帯域画像α，β，γの各々で異なるようにすれば、より自由度の高い画像処理の調節が可能となる。しかも、このとき術者が行う操作としては、限られた種類のパラメータを調節するだけであり、操作性は優れていると言える。この閾値ａの変更について具体的に説明する。元画像Ｐ０に含まれる微細構造が強調された画像処理を行いたい場合は、術者は、操作卓２６を通じて、帯域画像α，β，γに含まれる周波数成分が高いほど閾値ａが小さくなるように閾値ａを設定する旨の指示を閾値変更部１４に行う。これにより、元画像Ｐ０に含まれる高周波成分が確実に強調されて画像処理が行われるので、被検体の微細構造の観察に適している。
【００９１】
また、元画像Ｐ０に含まれる軟部組織が強調された画像処理を行いたい場合は、術者は、操作卓２６を通じて、帯域画像α，β，γに含まれる周波数成分が高いほど閾値ａが大きくなるように閾値ａを設定する旨の指示を閾値変更部１４に行う。これにより、元画像Ｐ０に含まれるノイズ成分が強調されずに、大まかな構造のみが確実に強調されて画像処理が行われるので、被検体の軟部組織の観察に適している。
【００９２】
（３）また、上述した構成に加えて、閾値ａを元画像Ｐ０の撮影時における露光量（Ｘ線量）に応じて変更させる構成としてもよい。すなわち、閾値変更部１４には主制御部２７からＸ線量のデータが送られる。閾値変更部１４は、このＸ線量のデータから閾値ａを決定する。具体的には、記憶部２８が記憶する閾値とＸ線量とが関連した関連テーブルを閾値変更部１４が用いることで閾値ａの決定がなされる。
【００９３】
上述の構成は、本発明の具体的な構成の一例を示すものとなっている。閾値ａを元画像撮影時における露光量に応じて異なるようにすれば、より自由度の高い画像処理の調節が可能となる。この閾値ａの変更について具体的に説明する。例えば、元画像Ｐ０撮影時のＸ線量が少なくなればなるほど閾値変更部１４は、閾値ａを大きくする。Ｘ線量が少なくなれば、元画像Ｐ０に含まれるノイズ成分が増加し、処理画像Ｐｎのノイズ成分の強調をより抑制する必要があるからである。
【００９４】
上述の説明からすれば、Ｘ線線量が少なくなれば、それに従い閾値ａが大きくなることになる。しかし、この様にすると、今度は、図１３で説明した段差の影響が処理画像Ｐｎに表れてしまう。そこで、Ｘ線量がある程度まで少なくなれば、これ以上Ｘ線量が少なくなっても、閾値ａを大きくしないように設定することもできる。
【００９５】
また、骨部を観察したい場合は、元画像Ｐ０撮影時のＸ線線量が少なくなるほど閾値変更部１４は、閾値ａを小さくする。この理由について説明する。骨部は、Ｘ線を通しにくいので、元画像Ｐ０における骨部の像は、それ以外の部分と比べて暗い。Ｘ線量が小さくなると、骨部の像は、更に暗くなってしまう。この骨部の微細な像を強調しようとすれば、閾値ａを小さくすればよいことになる。
【００９６】
（４）実施例１の構成において、術者が操作卓２６を通じて設定した画像処理の種類に連動して閾値変更部１４が閾値を変更させるようにするように構成して、画像処理の調節をより自由度の高いものとしてもよい。本変形例において、操作卓２６における画像処理の選択指示が閾値変更部１４に送出されており、閾値変更部１４は、選択指示に合わせ閾値を変更する。
【符号の説明】
【００９７】
Ｐ０   元画像
α，β，γ    帯域画像
Ｌα，Ｌβ，Ｌγ     絶対値抑制画像（ＬＵＴ画像）
Ｓ１   帯域画像生成ステップ
Ｓ２   閾値変更ステップ
Ｓ３   変換ステップ
Ｓ４   画像処理ステップ
Ｔ，Ｔａ      変換テーブル
３     Ｘ線管（放射線源）
４     ＦＰＤ（放射線検出手段）
１１   画像生成部（画像生成手段）
１２   帯域画像生成部（帯域画像生成手段）
１３   画像変換部（変換手段）
１４   閾値変更部（閾値変更手段）
１５   画像処理部（画像処理手段）
【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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