(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定範囲の注目画素の画素値を、前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、前記変換処理を、前記入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
前記入力画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離する分離部と、
を備え、
前記第１の処理部は、前記高周波成分データの各画素で前記変換処理を行って、第１の高周波成分データを出力し、
前記第２の処理部は、前記高周波成分データの各画素で、前記前処理を行った後に、前記変換処理を行って、第２の高周波成分データを出力し、
前記合成部は、前記第１の高周波成分データと前記第２の高周波成分データとを重み付け加算により合成高周波成分データを合成し、更に、前記合成高周波成分データと前記低周波成分データとを合成した合成画像データを、前記表示部に出力する、画像処理装置。
【請求項２】
所定範囲の注目画素の画素値を、前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、前記変換処理を、前記入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
を備え、
前記第２の処理部は、前記前処理として、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内の画素値の平均値を算出して、前記注目画素の画素値を前記平均値に置換する、画像処理装置。
【請求項３】
前記第２の処理部は、前記前処理として、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内の画素値の平均値を算出して、前記注目画素の画素値を前記平均値に置換する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第２の処理部は、前記前処理として、更に、前記注目画素と隣接する画素であって、前記注目画素と同じ走行方向を有する画素である類似画素の画素値を、前記平均値に置換する、請求項２又は３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
所定範囲の注目画素の画素値を、前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、前記変換処理を、前記入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
を備え、
前記第２の処理部は、前記前処理として、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から任意の画素を選択して、前記注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換する、画像処理装置。
【請求項６】
前記第２の処理部は、前記前処理として、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から任意の画素を選択して、前記注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２の処理部は、前記前処理として、更に、前記注目画素と隣接する画素であって、前記注目画素と同じ走行方向を有する画素である類似画素の画素値を、前記選択した画素の画素値に置換する、請求項５又は６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２の処理部は、前記前処理として、更に、前記注目画素及び前記類似画素以外の画素である他画素の画素値を、前記他画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する、請求項４又は７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
所定範囲の注目画素の画素値を、前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、前記変換処理を、前記入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
を備え、
前記第２の処理部は、前記前処理として、前記注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する、画像処理装置。
【請求項１０】
前記第２の処理部は、前記前処理として、前記注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第２の処理部は、前記前処理として、更に、前記注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する、請求項２、３、５又は６に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第２の処理部は、前記前処理と前記変換処理とを複数回実行して前記入力画像データから複数の前記第２の画像データを出力する、請求項５〜１１のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項１３】
所定範囲の注目画素の画素値を、前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、前記変換処理を、前記入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
を備え、
前記合成部は、前記第１の画像データに用いる第１の重み係数よりも値の大きい第２の重み係数を、前記第２の画像データに用いる、画像処理装置。
【請求項１４】
前記合成部は、前記第１の画像データに用いる第１の重み係数よりも値の大きい第２の重み係数を、前記第２の画像データに用いる、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項１５】
入力画像データにおいて、所定範囲の注目画素の画素値を、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から選択した任意の画素の画素値に置換する前処理を行い、前記前処理を行った後に、前記注目画素の画素値を前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、前記入力画像データの各画素で行う画像処理部と、
前記変換処理された画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記前処理として、更に、前記注目画素と隣接する画素であって、前記注目画素と同じ走行方向を有する画素である類似画素の画素値を、前記選択した任意の画素の画素値に置換し、前記注目画素及び前記類似画素以外の画素である他画素の画素値を、前記他画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する、画像処理装置。
【請求項１６】
入力画像データにおいて、所定範囲の注目画素の画素値を、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から選択した任意の画素の画素値に置換する前処理を行い、前記前処理を行った後に、前記注目画素の画素値を前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、前記入力画像データの各画素で行う画像処理部と、
前記変換処理された画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記前処理として、更に、前記注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する、画像処理装置。
【請求項１７】
入力画像データにおいて、所定範囲の注目画素の画素値を、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から選択した任意の画素の画素値に置換する前処理を行い、前記前処理を行った後に、前記注目画素の画素値を前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、前記入力画像データの各画素で行う画像処理部と、
前記変換処理された画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
を備え、
前記画像処理部は、前記前処理と前記変換処理とを複数回実行して前記入力画像データから複数の前記変換処理された画像データを出力する、画像処理装置。
【請求項１８】
前記画像処理部は、前記前処理と前記変換処理とを複数回実行して前記入力画像データから複数の前記変換処理された画像データを出力する、請求項１５又は１６に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
入力画像データにおいて、所定範囲の注目画素の画素値を、前記注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から選択した任意の画素の画素値に置換する前処理を行い、前記前処理を行った後に、前記注目画素の画素値を前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、前記入力画像データの各画素で行う画像処理部と、
前記変換処理された画像データを表示部に表示させる表示制御部と、
を備え、
前記画像処理部は、
前記前処理を実行せずに前記変換処理を実行して第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記前処理を実行してから前記変換処理を実行して第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
を備える、画像処理装置。
【請求項２０】
前記画像処理部は、
前記前処理を実行せずに前記変換処理を実行して第１の画像データを出力する第１の処理部と、
前記前処理を実行してから前記変換処理を実行して第２の画像データを出力する第２の処理部と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する合成部と、
を備える、請求項１５〜１８のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記画像処理部は、
前記入力画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離する分離部を更に備え、
前記第１の処理部は、前記高周波成分データの各画素で前記変換処理を行って、第１の高周波成分データを出力し、
前記第２の処理部は、前記高周波成分データの各画素で、前記前処理を行った後に、前記変換処理を行って、第２の高周波成分データを出力し、
前記合成部は、前記第１の高周波成分データと前記第２の高周波成分データとを重み付け加算により合成高周波成分データを合成し、更に、前記合成高周波成分データと前記低周波成分データとを合成した合成画像データを、前記表示部に出力する、請求項１９又は２０に記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記合成部は、前記第１の画像データに用いる第１の重み係数よりも値の大きい第２の重み係数を、前記第２の画像データに用いる、請求項１９〜２１のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一つに記載の画像処理装置を備えた、Ｘ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置及びＸ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像に含まれる観察対象をより観察しやすくするために種々の画像処理が施されている。例えば、画像処理として、線形空間フィルタを画像に適用する場合には、係数マトリクス（フィルタカーネル）を重みとして画素を重みつき平均する操作が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１１８３５号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３３６０６号公報
【特許文献３】特開２０１４−２３３６０７号公報
【特許文献４】特開２０１４−２３３６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、画像データにおける線状信号の視認性を向上させることを可能にする画像処理装置及びＸ線診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の画像処理装置は、第１の処理部と、第２の処理部と、合成部と、分離部とを備える。第１の処理部は、所定範囲の注目画素の画素値を、前記所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する。第２の処理部は、前記所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、前記変換処理を、前記入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する。合成部は、前記第１の画像データと前記第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部に出力する。分離部は、前記入力画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離する。前記第１の処理部は、前記高周波成分データの各画素で前記変換処理を行って、第１の高周波成分データを出力する。前記第２の処理部は、前記高周波成分データの各画素で、前記前処理を行った後に、前記変換処理を行って、第２の高周波成分データを出力する。前記合成部は、前記第１の高周波成分データと前記第２の高周波成分データとを重み付け加算により合成高周波成分データを合成し、更に、前記合成高周波成分データと前記低周波成分データとを合成した合成画像データを、前記表示部に出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、従来技術を説明するための図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来技術を説明するための図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、従来技術を説明するための図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、従来技術を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る画像処理部の構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る第２の処理部による第１の方法の前処理を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る合成部による処理を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る合成部により生成される画像データの一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る第２の処理部による処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１の実施形態の変形例に係る第２の処理部による第２の方法の前処理を説明するための図である。
【図９Ａ】図９Ａは、第１の実施形態の変形例に係る第２の処理部により生成される画像データの一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、第１の実施形態の変形例に係る第２の処理部により生成される画像データの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る第２の処理部による第３の方法の前処理を説明するための図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第２の実施形態に係る第２の処理部により生成される線状信号でない領域の画像データの一例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第２の実施形態に係る第２の処理部により生成される線状信号でない領域の画像データの一例を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第２の実施形態に係る第２の処理部により生成される線状信号でない領域の画像データの一例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、その他の実施形態に係る第２の処理部による前処理を説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、その他の実施形態に係る第２の処理部による前処理を説明するための図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、その他の実施形態に係る第２の処理部による前処理を説明するための図である。
【図１３】図１３は、その他の実施形態に係る画像処理システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態に係る画像処理装置及びＸ線診断装置の詳細について説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、Ｘ線診断装置を一例に挙げて説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１１、Ｘ線管１１２、Ｘ線絞り装置１１３、天板１１４、Ｘ線検出器１１５、Ｃアーム１１６、Ｃアーム回転・移動機構１１７、天板移動機構１１８、Ｃアーム・天板機構制御部１１９、絞り制御部１２０、画像データ生成部１２１、画像データ記憶部１２２、画像処理部１２３、入力部１２４、表示部１２５、及びシステム制御部１２６を有する。
【０００９】
高電圧発生器１１１は、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１１２に供給する装置である。また、Ｘ線管１１２は、高電圧発生器１１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生するＸ線源である。ここで、高電圧発生器１１１は、Ｘ線管１１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｅに対して照射されるＸ線量の調整や、被検体ＥへのＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦの制御を行なう。
【００１０】
Ｘ線絞り装置１１３は、Ｘ線管１１２が発生したＸ線を被検体Ｅの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む装置である。例えば、Ｘ線絞り装置１１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これら絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｅに照射させる。
【００１１】
天板１１４は、被検体Ｅが載置されるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。
【００１２】
Ｘ線検出器１１５は、被検体Ｅを透過したＸ線を検出するための複数のＸ線検出素子がマトリックス状に配列された装置である。このＸ線検出器１１５が有する各Ｘ線検出素子は、被検体Ｅを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を後述する画像データ生成部１２１に送信する。
【００１３】
Ｃアーム１１６は、Ｘ線管１１２、Ｘ線絞り装置１１３およびＸ線検出器１１５を保持するＣ字状のアームである。このＣアーム１１６は、被検体Ｅを挟むように、Ｘ線管１１２およびＸ線絞り装置１１３とＸ線検出器１１５とを対向させて保持する。なお、Ｃアーム１１６と、Ｘ線管１１２と、Ｘ線絞り装置１１３と、Ｘ線検出器１１５とからなる機構を撮影ユニットと呼ぶ。また、以下では、Ｘ線診断装置１００が、Ｃアーム１１６を１つ有するシングルプレーン型のＸ線診断装置であるものとして説明する。
【００１４】
Ｃアーム回転・移動機構１１７は、Ｃアーム１１６を回転及び移動させる装置である。このＣアーム回転・移動機構１１７は、Ｘ線管１１２とＸ線検出器１１５との間を通る回転軸を中心に、Ｃアーム１１６を回転させる。
【００１５】
天板移動機構１１８は、天板１１４を移動させる装置である。Ｃアーム・天板機構制御部１１９は、Ｃアーム回転・移動機構１１７および天板移動機構１１８を制御することで、Ｃアーム１１６の回転調整および移動調整と、天板１１４の移動調整とを行なう処理部である。
【００１６】
絞り制御部１２０は、Ｘ線絞り装置１１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、Ｘ線の照射範囲を制御する処理部である。
【００１７】
画像データ生成部１２１は、Ｘ線検出器１１５によって被検体Ｅを透過したＸ線から変換された電気信号を用いてＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データを画像データ記憶部１２２に格納する処理部である。具体的には、画像データ生成部１２１は、Ｘ線検出器１１５から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換、Ａ／Ｄ変換およびパラレル・シリアル変換を行なってＸ線画像データを生成する。例えば、画像データ生成部１２１は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ(Field  Programmable  Gate  Array)などの集積回路、又は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などの電子回路である。
【００１８】
画像データ記憶部１２２は、画像データ生成部１２１によって生成されたＸ線画像データを記憶する記憶装置である。また、画像データ記憶部１２２は、画像処理部１２３によって画像処理されたＸ線画像データを記憶してもよい。例えば、画像データ記憶部１２２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory)、フラッシュメモリ(flash  memory)などの半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスクなどである。
【００１９】
画像処理部１２３は、画像データ記憶部１２２が記憶するＸ線画像データに対して各種画像処理を実行する処理部である。例えば、画像処理部１２３は、Ｘ線画像データに対してノイズ低減のためのリカーシブフィルタ処理（時間フィルター処理）や等方性拡散フィルター（空間フィルター処理）を実行する。例えば、画像処理部１２３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路、又は、ＣＰＵやＭＰＵなどの電子回路である。
【００２０】
入力部１２４は、Ｘ線診断装置１００を操作する医師や技師などの操作者から各種コマンドを受け付け、受け付けたコマンドをシステム制御部１２６に転送する入力装置である。例えば、入力部１２４は、操作者から各種コマンドを受け付けるためのマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有する。
【００２１】
表示部１２５は、入力部１２４を介して操作者からコマンドを受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、画像データ記憶部１２２に記憶されたＸ線画像データ、画像処理部１２３によって画像処理されたＸ線画像データなどを表示する表示装置である。例えば、表示部１２５は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode-Ray  Tube）ディスプレイなどである。表示部１２５には、撮像中のＸ線画像データを表示するために使用されるリアルタイムモニタ及び過去に撮像したＸ線画像データを表示するために使用される比較用モニタなどが含まれる。
【００２２】
システム制御部１２６は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する処理部である。例えば、システム制御部１２６は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などの電子回路である。そして、このシステム制御部１２６は、例えば、入力部１２４から転送された操作者からのコマンドに基づいて、高電圧発生器１１１、Ｃアーム・天板機構制御部１１９、絞り制御部１２０を制御することで、Ｘ線量の調整およびＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦ制御や、Ｃアーム１１６の回転・移動の調整、天板１１４の移動調整などを行なう。
【００２３】
また、システム制御部１２６は、操作者からのコマンドに基づいて、画像データ生成部１２１における画像生成処理や後述する画像処理部１２３における画像処理の制御を行なう。また、システム制御部１２６は、操作者からコマンドを受け付けるためのＧＵＩや、画像データ記憶部１２２が記憶するＸ線画像データおよび画像処理部１２３によって画像処理されたＸ線画像データなどを表示部１２５のモニタに表示するように制御する。
【００２４】
以上、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を説明した。かかる構成のもと、Ｘ線診断装置１００の画像処理部１２３は、画像に含まれる観察対象をより観察しやすくするために種々の画像処理を実行する。例えば、Ｘ線診断装置１００の画像処理部１２３は、Ｘ線透視により画像データ生成部１２１が生成した透視画像において、カテーテルやガイドワイヤなどの線状構造物を正確に検出して、表示させるために画像処理を実行する。ここで、従来技術においては、例えば、線形空間フィルタをＸ線画像データに適用する。これにより、係数マトリクス（フィルタカーネル）の重みでＸ線画像データの画素を重み付き平均する。図２Ａから図２Ｄは、従来技術を説明するための図である。
【００２５】
図２Ａでは、画像処理前のＸ線画像データの一例として透視画像を示す。図２Ａに示す透視画像は、被検体内に挿入されたガイドワイヤを透視した場合のＸ線画像データである。図２Ａに示すように、透視画像はノイズが多いので、術者は、ガイドワイヤのような線状信号を観察しにくい。そこで、従来技術では、図２Ａに示す透視画像に線形空間フィルタを適用する。
【００２６】
図２Ｂでは、図２Ａ中の矩形領域２ａを拡大して示す。図２Ｂの矩形領域２ａのサイズは、縦１９画素×横１９画素である場合を示す。図２Ｂにおいて画素２ｂを中心とした破線領域は、線状信号が存在しない領域であり、図２Ｂにおいて画素２ｃを中心とした破線領域は、線状信号が存在する領域である。例えば、従来技術では、図２Ｂに示す各画素に図２Ｃに示す線形空間フィルタを適用する。
【００２７】
図２Ｃでは、線形空間フィルタの一例を示す。図２Ｃでは、カーネルサイズが５×５である場合を示す。ここで、線形空間フィルタを適用する領域において線形空間フィルタの処理対象である画素のことを「注目画素」或いは「中心画素」と言う。図２Ｃに示す線形空間フィルタは、注目画素に位置するカーネルの係数が１．０以上であるハイパスフィルタである。言い換えると、ハイパスフィルタは、注目画素に乗ぜられる係数値が１．０以上である。例えば、従来技術では、図２Ｂにおいて画素２ｂを中心にした５×５の破線領域について、２次元フィルタ係数で重み付け平均を行い、画素２ｂの画素値を計算結果で置換する。従来技術では、ある注目画素で線形空間フィルタを適用した後は、注目画素を移動させて、同様に線形空間フィルタを適用する処理を、Ｘ線画像データの各画素で行う。例えば、画素２ｃを中心にした５×５の破線領域について、２次元フィルタ係数で重み付け平均を行い、画素２ｂの画素値を計算結果で置換する。なお、線形空間フィルタを適用する領域のことを「所定の範囲」とも言う。言い換えると、線形空間フィルタを適用する処理とは、所定範囲の注目画素の画素値を、所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行うことを示す。
【００２８】
図２Ｄでは、画像処理後のＸ線画像データの一例を示す。言い換えると、図２Ａに示す透視画像の全画素に線形空間フィルタを適用した結果を示す。ところで、従来技術においては、線状信号を強調しようとするとノイズも強調される場合がある。また、ノイズを減らそうとすると線状信号も低減してしまう場合がある。このような場合、線状信号が低減することで治療時間が長くなる。また、この結果として被検体に対する被曝が増えることになる。
【００２９】
このようなことから、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の画像処理部１２３は、線形空間フィルタを適用する操作において、各画素の画素値をそのまま使って線形空間フィルタを適用することに加えて、以下の処理を実行する。すなわち、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の画像処理部１２３は、線形空間フィルタを適用する操作において、各画素の画素値をそのまま使うのではなく、所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に線形空間フィルタを適用する処理を、Ｘ線画像データの各画素で行う。そして、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の画像処理部１２３は、各画素の画素値をそのまま使って線形空間フィルタを適用したＸ線画像データと、前処理を行った後に線形空間フィルタを適用したＸ線画像データとを重み付して加算する。
【００３０】
図３は、第１の実施形態に係る画像処理部１２３の構成の一例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、画像処理部１２３は、分離部１２３ａと、第１の処理部１２３ｂと、第２の処理部１２３ｃと、合成部１２３ｄとを有する。以下では、画像データ記憶部１２２に記憶されるＸ線画像データ或いは画像データ生成部１２１によって生成されたＸ線画像データを入力画像データとする場合について説明する。
【００３１】
分離部１２３ａは、入力画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離する。例えば、分離部１２３ａは、入力画像データであるＸ線画像データに対して平滑化処理を施すことで、低周波成分データを生成する。そして、分離部１２３ａは、入力画像データであるＸ線画像データから低周波成分データを減算することで、高周波成分データを生成する。なお、入力画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離する方法は、既知の他の技術を適用してもよい。
【００３２】
第１の処理部１２３ｂは、所定範囲の注目画素の画素値を、所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１のＸ線画像データを出力する。例えば、第１の処理部１２３ｂは、高周波成分データの各画素で変換処理を行って、第１の高周波成分データを出力する。
【００３３】
第２の処理部１２３ｃは、所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、変換処理を、入力画像データの各画素で行って第２のＸ線画像データを出力する。例えば、第２の処理部１２３ｃは、高周波成分データの各画素で、前処理を行った後に、変換処理を行って、第２の高周波成分データを出力する。ここで、第２の処理部１２３ｃは、複数種類の方法で前処理を実行可能である。第１の実施形態では、第２の処理部１２３ｃが、第１の方法の前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から任意の画素を選択して、注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換する場合について説明する。図４を用いて、第２の処理部１２３ｃによる前処理について説明する。図４は、第１の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃによる第１の方法の前処理を説明するための図である。
【００３４】
図４では、Ｘ線画像データから分離された高周波成分データのうち１６画素×１６画素の領域を図示している。なお、図４では、Ｘ線画像データに、図２Ｃに示した線形空間フィルタ２ｄを適用する場合の前処理を説明する。まず、第２の処理部１２３ｃは、Ｘ線画像データから分離された高周波成分データの全ての画素において、例えば、主成分分析を行って、各画素の走行方向を検出する。また、第２の処理部１２３ｃは、幅がＰ画素であり、長さがＱ画素である矩形領域を方向領域として設定する。ここで、例えば、Ｐ画素は、１〜５画素もしくは１ｍｍ以下であり、Ｑ画素は、５〜４０画素もしくは１〜８ｍｍの範囲であることが望ましい。図４では、第２の処理部１２３ｃは、Ｐ画素が２画素であり、Ｑ画素が６画素である方向領域を設定したものとする。
【００３５】
そして、第２の処理部１２３ｃは、Ｘ線画像データにおいて、注目画素の走行方向に基づいて、方向領域の方向を決定する。言い換えると、第２の処理部１２３ｃは、方向領域を位置決めする。
【００３６】
ここで、図４中の画素４ａを注目画素とした場合、画素４ａの走行方向に基づいて、方向領域４ｂが位置決めされる。また、図４中の画素４ｃを注目画素とした場合、画素４ｃの走行方向に基づいて、方向領域４ｄが位置決めされる。そして、第２の処理部１２３ｃは、前処理として、方向領域内から任意の画素を選択して、注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換する。具体的には、第２の処理部１２３ｃは、方向領域４ｂ内から任意の画素を選択して、注目画素４ａの画素値を選択した画素の画素値に置換する。また、第２の処理部１２３ｃは、方向領域４ｄ内から任意の画素を選択して、注目画素４ｃの画素値を選択した画素の画素値に置換する。すなわち、第２の処理部１２３ｃは、前処理として、方向領域の画素の中から任意の１つの画素をランダムに選択し、選択した画素の画素値を注目画素の画素値とする。
【００３７】
これにより、仮に線状信号にノイズが乗るような場合でも、注目画素は、線を構成する画素から選択される画素で置換されるので線が薄くなることはない。一方で、このような線状信号が実際には線が走行していないいわゆる背景領域である場合、方向領域内の画素はいわゆる背景上のノイズであり、ランダムに画素が選択されることで無相関化される。
【００３８】
ここで、第２の処理部１２３ｃは、入力画像データに対して、前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データから複数の第２の画像データを出力する。例えば、第２の処理部１２３ｃは、１秒間に１０コマで画像収集した場合に、１コマにつき３回の前処理と変換処理とを行って、１秒間に３０コマの画像を表示する。このように、第２の処理部１２３ｃが、表示用のフレームレートを高めることにより、フィルタを適用するたびにノイズが高速に変動し、ノイズパターンが変わる効果が生じる。すなわち、原画が同じでもフィルタをかけるたびにノイズだけが動いているように見える。この結果、人間の知覚過程でノイズの平滑化が発生して信号を観察しやすくなる。
【００３９】
そして、第２の処理部１２３ｃは、前処理を行った後に、変換処理を、Ｘ線画像データの各画素で行って第２のＸ線画像データを合成部１２３ｄに出力する。
【００４０】
合成部１２３ｄは、第１のＸ線画像データと第２のＸ線画像データとを重み付け加算により合成した合成Ｘ線画像データを、表示部１２５に出力する。例えば、合成部１２３ｄは、第１の高周波成分データと第２の高周波成分データとを重み付け加算により合成高周波成分データを合成し、更に、合成高周波成分データと低周波成分データとを合成した合成Ｘ線画像データを、表示部１２５に出力する。
【００４１】
図５は、第１の実施形態に係る合成部１２３ｄによる処理を説明するための図である。図５では、Ｘ線画像データを原画とする。図５に示すように、この原画から低周波成分データと高周波成分データとが分離部１２３ａによって抽出される。そして、第１の処理部１２３ｂによって、前処理を経ずに単純線形処理が実行され、第１の高周波成分データが得られる。また、第２の処理部１２３ｃによって、前処理を経て非線形処理が実行され、第２の高周波成分データが得られる。
【００４２】
合成部１２３ｄは、図５に示すように、例えば、第１の高周波成分データに係数Ｂを乗じ、第２の高周波成分データに係数Ａを乗じて合成することで合成高周波成分データを得る。ここで、合成部１２３ｄは、第１の画像データに用いる係数Ｂよりも値の大きい係数Ａを、第２の画像データに用いる。より具体的には、合成部１２３ｄは、例えば、第１の画像データを３割、第２の画像データを７割となるように係数Ａの値及び係数Ｂの値を設定する。また、線形空間フィルタの注目画素に対する係数と、第１の画像データの重み付けに用いる係数Ｂとを乗じた値が１．０以下となることが望ましい。なお、第１の高周波成分データの重み付けに用いる係数Ｂのことを第１の重み係数とも言い、第２の高周波成分データの重み付けに用いる係数Ａのことを第２の重み係数とも言う。
【００４３】
そして、合成部１２３ｄは、合成高周波成分データと低周波成分データとを合成して、合成Ｘ線画像データを生成する。合成部１２３ｄは、生成した合成Ｘ線画像データを表示部１２５に出力する。
【００４４】
図６は、第１の実施形態に係る合成部１２３ｄにより生成される画像データの一例を示す図である。図６左図は、分離部１２３ａによって抽出された高周波成分データを示す。図６左図に示すように、高周波成分データでは、ノイズが高いが、矢印で示す線状信号が視認可能である。
【００４５】
図６中図は、第２の処理部１２３ｃによって線形空間フィルタ処理された第２の高周波成分データを示す。図６中図に示すように、第２の高周波成分データでは、高周波成分データよりもノイズが低減しているが、矢印で示す線状信号の途切れが発生している。すなわち、第２の処理部１２３ｃによる線形空間フィルタ処理では、誤検出が発生している。この第２の高周波成分データをそのまま表示すると何らかの不自然さが残る。例えば、パターンのアーチファクト(False  Positive)や線の途切れ（False  Negative)が発生する。
【００４６】
図６右図は、合成部１２３ｄによって得られた合成高周波成分データを示す。図６右図に示すように、合成高周波成分データでは、第２の高周波成分データよりもノイズは高いものの、高周波成分データよりもノイズが低減している。更に、矢印で示す線状信号が途切れておらず視認可能である。すなわち、合成部１２３ｄは、第１の高周波成分データと第２の高周波成分データとを重み付け加算することで、パターンのアーチファクト(False  Positive)や線の途切れ（False  Negative)を軽減することが可能である。
【００４７】
次に、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の第２の処理部１２３ｃによる処理の手順について、図７を用いて説明する。図７は、第１の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃによる処理の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
図７に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００においては、第２の処理部１２３ｃは、高周波成分のＸ線画像データを取得すると（ステップＳ１０１）、高周波成分のＸ線画像データからパターン認識によって各画素の走行方向を検出する（ステップＳ１０２）。そして、第２の処理部１２３ｃは、注目画素を設定する（ステップＳ１０３）。すなわち、第２の処理部１２３ｃは、Ｘ線画像データにおいて、線形空間フィルタを適用する画素を設定する。
【００４９】
続いて、第２の処理部１２３ｃは、方向領域の走行方向を決定する（ステップＳ１０４）。そして、第２の処理部１２３ｃは、方向領域内の任意の画素を選択し（ステップＳ１０５）、選択した画素の画素値で注目画素の画素値を置換する（ステップＳ１０６）。その後、第２の処理部１２３ｃは、未処理の注目画素が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００５０】
ここで、第２の処理部１２３ｃは、未処理の注目画素が存在すると判定した場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に移行する。一方、第２の処理部１２３ｃは、未処理の注目画素が存在すると判定しなかった場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）、処理を終了する。
【００５１】
上述したように、第１の実施形態では、所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、変換処理を、画像データの各画素で行う。この結果、第１の実施形態によれば、画像データにおける線状信号の視認性を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、第１の実施形態では、前処理を経ずに単純線形処理を実行して、第１の高周波成分データを得、前処理を経て非線形処理を実行して、第２の高周波成分データを得る。そして、第１の高周波成分データに係数Ｂを乗じ、第２の高周波成分データに係数Ａを乗じて合成することで合成高周波成分データを得る。これにより、第１の実施形態によれば、パターンのアーチファクト(False  Positive)や線の途切れ（False  Negative)を軽減することが可能である。
【００５３】
（第１の実施形態の変形例）
ところで、上述した第１の実施形態では、第２の処理部１２３ｃは、前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から任意の画素を選択して、注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換するものとして説明した。しかしながら、第２の処理部１２３ｃは、例えば、第２の方法の前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内の画素値の平均値を算出して、注目画素の画素値を平均値に置換するようにしてもよい。図８を用いて、第１の実施形態の変形例に係る第２の処理部１２３ｃによる第２の方法の前処理について説明する。図８は、第１の実施形態の変形例に係る第２の処理部１２３ｃによる第２の方法の前処理を説明するための図である。
【００５４】
図８では、Ｘ線画像データのうち縦１０画素×横１２画素の領域を図示している。なお、図８では、Ｘ線画像データに、図２Ｃに示した線形空間フィルタ２ｄを適用する場合の前処理を説明する。また、図８では、画素８ａを注目画素とした場合、方向領域８ｂが決定された場合を示す。そして、第２の処理部１２３ｃは、方向領域内の画素値の平均値を算出して、注目画素の画素値を平均値に置換する前処理を行う。具体的には、第２の処理部１２３ｃは、方向領域８ｂ内の画素について画素値の平均値を算出し、算出した平均値を注目画素８ａの画素値に置換する。すなわち、第２の処理部１２３ｃは、線形フィルタを適用するとき、この注目画素の濃度をそのまま使うのではなく、方向領域内の画素濃度の平均値で置き換える前処理を行う。
【００５５】
このように前処理を行うことで、実際に線が存在している領域に線形空間フィルタを適用する場合、注目画素は線状信号の画素値が適正でノイズの影響をそれほど受けていない画素値に置換される。このため、係数マトリクスがハイパスフィルタの場合に注目画素を強調しても、前処理を経ずに変換処理を行う場合に比べて、ノイズの増強が発生せず、線状信号だけを強調することが可能である。
【００５６】
図９Ａ及び図９Ｂは、第１の実施形態の変形例に係る第２の処理部１２３ｃにより生成される画像データの一例を示す図である。図９Ａは、分離部１２３ａによって抽出された高周波成分データを示す。図９Ａでは、ノイズによって線状信号が不鮮明である。図９Ｂは、第２の処理部１２３ｃによって線形空間フィルタ処理された第２の高周波成分データを示す。図９Ｂでは、ノイズが低減するため、線状信号が鮮明になる。
【００５７】
一般にノイズを低下させる場合にはローパスフィルタを用いる。また、線状信号が観察対象である場合、ノイズを細かくする作用があるハイパスフィルタを用いることで、線状信号を見やすくすることができる。しかし、ハイパスフィルタはノイズの大きさも増強させるため、通常は信号が見やすくならない。しかし、線状信号に沿った画素値の平均値を注目画素に用いる前処理を行うことで、画像自体のノイズを低減するためノイズの増強が抑えられ、かつ、線状信号を見やすくすることができる。
【００５８】
なお、第１の実施形態の変形例において、第２の処理部１２３ｃは、方向領域内の画素について画素値の平均値を算出する際に、注目画素からの距離に応じて、重み付けして平均値を算出するようにしてもよい。
【００５９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、前処理として、所定範囲の注目画素の画素値を置換する第１の方法及び第２の方法について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置１００は、第３の方法の前処理として、所定範囲の注目画素以外の画素の画素値を置換してもよい。
【００６０】
第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成は、第２の処理部１２３ｃの機能の一部が異なる点を除いて、図１に示した第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成及び図２に示した画像処理部１２３の構成と同様である。このため、第２の実施形態では、第２の処理部１２３ｃの機能についてのみ説明する。
【００６１】
図１０は、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃによる第３の方法の前処理を説明するための図である。図１０では、Ｘ線画像データのうち縦１０画素×横１２画素の領域を図示している。なお、図１０では、Ｘ線画像データに、図２Ｃに示した線形空間フィルタ２ｄを適用する場合の前処理を説明する。
【００６２】
第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、図１０中の画素１０ａを注目画素とする所定範囲１０ｄに線形空間フィルタを適用する場合、例えば、前処理として、画素１０ｂの画素値を所定の値に置換する。より具体的には、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、画素１０ｂを中心とする方向領域１０ｃの画素群から任意の画素を一つ選択する。図１０に示す例では、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、画素１０ｂを中心とする３画素×３画素の方向領域１０ｃを設定する。そして、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、画素１０ｂの画素値を、選択した画素の画素値で置換する。なお、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、注目画素である画素１０ａ以外の画素であって、画素１０ｂ以外の全ての画素について、前処理を行うようにしてもよい。すなわち、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、前処理として、注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する。
【００６３】
このように、ランダムな画素を選択することによって、原画における相関性ノイズ（ＭＴＦでぼけてごつごつした感じのノイズ）の相関が減り、フィルタ出力画像のノイズはさらさらした粒の細かいノイズに近づく。この結果、第２の実施形態によれば、細い線状信号や細かい線状信号を観察しやすくすることが可能になる。
【００６４】
図１１Ａから図１１Ｃは、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃにより生成される線状信号でない領域の画像データの一例を示す図である。図１１Ａは、分離部１２３ａによって抽出された高周波成分データを示す。図１１Ａでは、ノイズが高い。図１１Ｂは、第１の処理部１２３ｂによって線形空間フィルタ処理された第１の高周波成分データを示す。図１１Ｂでは、図１１Ａに示した高周波成分データより、ノイズが低減している。図１１Ｃは、第２の処理部１２３ｃによって線形空間フィルタ処理された第２の高周波成分データを示す。図１１Ｃでは、図１１Ｂに示した第１の高周波成分データより更にノイズが低減する。
【００６５】
一般に細いものや細かいものを観察するときは、相関ノイズ（Correlated  noise）よりも無相関ノイズのほうがさらさらしていて視認性が良い。通常、ハイパスフィルタは無相関に近づけるが、ランダム選択を加えることで無相関化が更に深まる。また、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、画像データに対して、前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データのフレームレートを高めるようにしてもよい。例えば、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、１秒間に１０コマで画像収集した場合に、１コマにつき３回の前処理と変換処理とを行って、１秒間に３０コマの画像を表示する。このように、背景領域に前処理を経てから線形フィルタを適用すると、線形フィルタを適用するたびにノイズパターンが変わる。これにより、背景ノイズを高フレームレートで変動させることができる。この結果、第２の実施形態によれば、信号認識能を改善することが可能となる。
【００６６】
なお、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第３の方法の前処理を、第１の方法の前処理又は第２の方法の前処理と組み合わせてもよい。例えば、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第１の方法の前処理と第３の方法の前処理とを組み合わせた第４の方法の前処理として、以下の処理を実行する。すなわち、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第４の方法の前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から任意の画素を選択して、注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換するとともに、注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する。かかる場合、第２の処理部１２３ｃは、入力画像データに対して、第４の方法の前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データから複数の第２の画像データを出力するようにしてもよい。
【００６７】
或いは、例えば、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第２の方法の前処理と第３の方法の前処理とを組み合わせた第５の方法の前処理として、以下の処理を実行する。すなわち、第２の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第５の方法の前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内の画素値の平均値を算出して、注目画素の画素値を平均値に置換するとともに、注目画素以外の画素の画素値を当該注目画素以外の画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する。
【００６８】
（前処理）
上述した第１の実施形態では、第２の処理部１２３ｃは、Ｘ線画像データにおいて、前処理として、注目画素を置換するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２の処理部１２３ｃは、前処理として、注目画素と隣接する画素であって、注目画素と同じ走行方向を有する画素についても、画素値を所定の値に置換してもよい。図１２Ａから図１２Ｃは、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃによる前処理を説明するための図である。
【００６９】
図１２Ａでは、Ｘ線画像データのうち縦１０画素×横１２画素の領域を図示している。なお、図１２Ａでは、Ｘ線画像データに、図２Ｃに示した線形空間フィルタ２ｄを適用する場合の前処理を説明する。なお、図１２Ａに示す例では、方向領域１２ｂが決定された場合を示す。
【００７０】
図１２Ｂでは、走行方向の定義を示す。図１２Ｂに示す例では、線形空間フィルタ２ｄのように５×５の領域において８方向の走行方向を定義する場合を説明する。図１２Ｂに示すように、注目画素１２ａと、５×５の領域の最も外側の画素との方向を走行方向とする。また、各走行方向を方向０から方向７にて定義する。一例をあげると、注目画素１２ａに対して水平方向を方向０と定義し、注目画素１２ａに対して鉛直方向を方向４と定義する。
【００７１】
図１２Ｃでは、注目画素１２ａの走行方向が方向２である場合を示す。また、図１２Ｃでは、注目画素１２ａと隣接する８つの画素において、各走行方向を数字で示す。ここで、図１２Ｃに示す例では、画素１２ｃ、画素１２ｄ及び画素１２ｅの走行方向が方向２であり、注目画素１２ａの走行方向と同じである。なお、注目画素と隣接する画素であって、注目画素と同じ走行方向を有する画素のことを「類似画素」と言う。このようなことから、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、図１２Ｃに示す例において、注目画素１２ａに加えて、類似画素である画素１２ｃ、画素１２ｄ及び画素１２ｅについて画素値を所定の値に置換する。ここで、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第１の方法の前処理と組み合わせた第６の方法の前処理又は第２の方法の前処理と組み合わせた第７の方法の前処理を実行する。
【００７２】
まず、第６の方法の前処理について説明する。例えば、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第１の方法の前処理と組み合わせた第６の方法の前処理として、方向領域１２ｂの任意の画素を選択し、選択した画素の画素値で、注目画素１２ａ、画素１２ｃ、画素１２ｄ及び画素１２ｅの画素値を置換する。すなわち、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第６の方法の前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から任意の画素を選択して、注目画素の画素値を選択した画素の画素値に置換するとともに、更に、注目画素と隣接する画素であって、注目画素と同じ走行方向を有する画素である類似画素の画素値を、選択した画素の画素値に置換する。ここで、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、方向領域内に含まれる画素から１つの画素を選択して、注目画素と類似画素とを、同一の画素の画素値で置換してもよい。或いは、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、方向領域内に含まれる画素から複数の画素を選択して、注目画素と類似画素とを、各々異なる画素の画素値で置換してもよい。なお、かかる場合、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、入力画像データに対して、第６の方法の前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データから複数の第２の画像データを出力するようにしてもよい。
【００７３】
続いて、第７の方法の前処理について説明する。その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第２の方法の前処理と組み合わせた第７の方法の前処理として、方向領域１２ｂ内の画素値の平均値を算出して、注目画素１２ａ、画素１２ｃ、画素１２ｄ及び画素１２ｅの画素値を算出した平均値に置換する。すなわち、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、第７の方法の前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内の画素値の平均値を算出して、注目画素の画素値を平均値に置換するとともに、更に、注目画素と隣接する画素であって、注目画素と同じ走行方向を有する画素である類似画素の画素値を、選択した画素の画素値に置換する。ここで、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、注目画素の走行方向に基づく方向領域１２ｂ内の画素値の平均値を算出して、注目画素と類似画素とを、同一の平均値で置換してもよい。或いは、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、類似画素の走行方向に基づく方向領域をそれぞれ決定して、決定した方向領域内の画素値の平均値を算出し、注目画素と類似画素とを、各々異なる平均値で置換してもよい。なお、かかる場合、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、入力画像データに対して、第７の方法の前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データから複数の第２の画像データを出力するようにしてもよい。
【００７４】
（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
【００７５】
（前処理の組み合わせ）
上述した実施形態では、第２の処理部１２３ｃは、前処理として、第１の方法の前処理から第７の方法の前処理のいずれかを実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２の処理部１２３ｃは、第８の方法の前処理として、第３の方法の前処理と第６の方法の前処理とを組み合わせてもよい。より具体的には、第２の処理部１２３ｃは、第８の方法の前処理として、第６の方法の前処理を実行するとともに、更に、注目画素及び類似画素以外の画素である他画素の画素値を、他画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する。なお、かかる場合、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、入力画像データに対して、第８の方法の前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データから複数の第２の画像データを出力するようにしてもよい。
【００７６】
また、例えば、第２の処理部１２３ｃは、第９の方法の前処理として、第３の方法の前処理と第７の方法の前処理とを組み合わせてもよい。より具体的には、第２の処理部１２３ｃは、第９の方法の前処理として、第７の方法の前処理を実行するとともに、更に、注目画素及び類似画素以外の画素である他画素の画素値を、他画素の近傍の任意の画素の画素値に置換する。なお、かかる場合、その他の実施形態に係る第２の処理部１２３ｃは、入力画像データに対して、第９の方法の前処理と変換処理とを複数回実行してＸ線画像データから複数の第２の画像データを出力するようにしてもよい。
【００７７】
なお、上述した実施形態では、分離部１２３ａは、Ｘ線画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、画像処理部１２３は、Ｘ線画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離せずに、画像処理を実行してもよい。かかる場合、第１の処理部１２３ｂは、高周波成分データと低周波成分データとに分離せずに、Ｘ線画像データに対して変換処理を行って、第１のＸ線画像データを出力する。また、第２の処理部１２３ｃは、高周波成分データと低周波成分データとに分離せずに、Ｘ線画像データに対して前処理を行ってから、変換処理を行って、第２のＸ線画像データを出力する。そして、合成部１２３ｄは、第１のＸ線画像データと第２のＸ線画像データとを合成した合成画像データを生成し、生成した合成画像データを表示部１２５に出力する。
【００７８】
また、上述した実施形態では、第１のＸ線画像データと第２のＸ線画像データとを合成した合成画像データを生成し、生成した合成画像データを表示部１２５に出力するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２のＸ線画像データを表示部１２５に出力するようにしてもよい。かかる場合、画像処理部１２３は、前処理として、注目画素の走行方向に基づく方向領域内に含まれる画素から選択した任意の画素の画素値に置換する。そして、画像処理部１２３は、前処理を行った後に、入力画像データにおいて、所定範囲の注目画素の画素値を、所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行う。その後、システム制御部１２６は、変換処理された画像データを表示部１２５に表示させる。
【００７９】
（方向領域の大きさ）
なお、第２の処理部１２３ｃは、方向領域の走行方向を注目画素ごとに決定する際に、全ての注目画素で同じ大きさの方向領域を用いてもよいし、注目画素ごとに方向領域の大きさや形状を変更してもよい。例えば、第２の処理部１２３ｃは、線状信号の存在確率に応じて、方向領域の大きさを変更してもよい。より具体的には、第２の処理部１２３ｃは、線状信号の存在確率が所定の閾値以上と判定された注目画素では、方向領域の大きさを大きくし、線状信号の存在確率が所定の閾値未満と判定された注目画素では、方向領域の大きさを小さくする。
【００８０】
（線形空間フィルタ適用範囲）
なお、上述した実施形態では、全ての画素について線形空間フィルタを適用するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２の処理部１２３ｃは、操作者から事前に選択された領域についてのみ前処理と変換処理とを実行してもよい。或いは、第２の処理部１２３ｃは、線状信号の存在確率が所定の閾値以上である注目画素についてのみ前処理と変換処理とを実行してもよい。
【００８１】
（画像処理装置）
また、上述した実施形態では、Ｘ線診断装置１００によって画像処理が実行される場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、画像処理装置が、上述した実施形態と同様の画像処理を実行するようにしてもよい。その他の実施形態では、画像処理装置を含む画像処理システムを一例に挙げて説明する。図１３は、その他の実施形態に係る画像処理システムの構成の一例を示す図である。
【００８２】
図１３に示すように、その他の実施形態に係る画像処理システムは、医用画像診断装置２００と、画像保管装置３００と、画像処理装置４００とを有する。図１３に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local  Area  Network）により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システムにＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital  Imaging  and  Communications  in  Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００８３】
医用画像診断装置２００は、例えば、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single  Photon  Emission  Computed  Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron  Emission  Computed  Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、又はこれらの装置群等である。そして、医用画像診断装置２００は、それぞれの技師の操作に応じて医用画像を収集する。
【００８４】
そして、医用画像診断装置２００は、収集した画像データを画像処理装置１００や、画像保管装置３００に送信する。なお、医用画像診断装置２００は、画像データを画像保管装置３００に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ＩＤ、検査を識別する検査ＩＤ、医用画像診断装置２００を識別する装置ＩＤ、医用画像診断装置２００による１回の撮影を識別するシリーズＩＤ等を送信する。
【００８５】
画像保管装置３００は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、画像保管装置３００は、医用画像診断装置２００から送信された画像データや、各画像データの付帯情報などを記憶部に格納し、これを保管する。
【００８６】
画像処理装置４００は、医用画像診断装置２００、或いは、画像保管装置３００から画像データを取得する。そして、画像処理装置４００は、取得した画像データに線形空間フィルタを適用することで、画像データにおける線状信号の視認性を向上させる。
【００８７】
図１３に示すように、画像処理装置４００は、入力部４１０と、表示部４２０と、通信部４３０と、記憶部４４０と、制御部４５０とを有する。例えば、画像処理装置４００は、ワークステーションや、任意のパーソナルコンピュータなどであり、医用画像診断装置２００や、画像保管装置３００などとネットワークを介して接続される。
【００８８】
入力部４１０は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、画像処理装置４００に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、入力部４１０は、画像データなどを取得するための入力などを受付ける。
【００８９】
表示部４２０は、モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、表示部４２０は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、後述する制御部４５０による処理結果を表示する。通信部４３０は、ＮＩＣ（Network  Interface  Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００９０】
記憶部４４０は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（Flash  Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置などであり、後述する制御部４５０によって取得された医用画像の画像データなどを記憶する。また、記憶部４４０は、後述する制御部４５０によって用いられる種々の情報を記憶する。
【００９１】
制御部４５０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路であり、画像処理装置４００の全体制御を行なう。制御部４５０は、図１３に示すように、例えば、分離部４５１と、第１の処理部４５２と、第２の処理部４５３と、合成部４５４とを有する。以下では、医用画像診断装置２００、或いは、画像保管装置３００から取得した画像データを入力画像データとする場合について説明する。
【００９２】
分離部４５１は、入力画像データを高周波成分データと低周波成分データとに分離する。
【００９３】
第１の処理部４５２は、所定範囲の注目画素の画素値を、所定範囲に含まれる画素の画素値を用いて算出した値に変換する変換処理を、入力画像データの各画素で行って第１の画像データを出力する。例えば、第１の処理部４５２は、高周波成分データの各画素で変換処理を行って、第１の高周波成分データを出力する。
【００９４】
第２の処理部４５３は、所定範囲における所定の画素の画素値を所定の値に置換する前処理を行った後に、変換処理を、入力画像データの各画素で行って第２の画像データを出力する。例えば、第２の処理部４５３は、高周波成分データの各画素で、前処理を行った後に、変換処理を行って、第２の高周波成分データを出力する。
【００９５】
合成部４５４は、第１の画像データと第２の画像データとを重み付け加算により合成した合成画像データを、表示部４２０に出力する。例えば、合成部４５４は、第１の高周波成分データと第２の高周波成分データとを重み付け加算により合成した合成高周波成分データと、低周波成分データとを合成した合成画像データを、表示部４２０に出力する。
【００９６】
（その他の適用）
上述した実施形態では、Ｘ線診断装置などの医用画像診断装置によって生成された医用画像データに対して、線形空間フィルタを適用して、画像データにおける線状信号の視認性を向上させる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、画像処理装置は、トンネル内を撮影した画像データにおいて、線状信号としてひび割れの有無の判定や、自動車を撮影した画像データにおいて、線状信号としてナンバープレートの読み取りにも適用可能である。
【００９７】
上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００９８】
また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【００９９】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、画像データにおける線状信号の視認性を向上させることができる。
【０１００】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０１】
４００  画像処理装置
４５０  制御部
４５１  分離部
４５２  第１の処理部
４５３  第２の処理部
４５４  合成部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0006586678.tif 000004
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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