(57)【要約】  本発明によれば、Ｓ／Ｎ比が悪いライブ像であってもノイズを確実に除去することができる画像処理装置を提供することができる。本発明は、ターゲットブロックＢＴがフレームＦ０のどこに写り込んでいるかを探索するような構成となっている。フレームＦ０とフレームＦ１とを重ね合わせる際に、フレームＦ０の断片であるターゲットブロックＢＴと、フレームＦ１の断片である複数の重合対象ブロックとを設定し、重合対象ブロックＢＲの各々にターゲットブロックＢＴを重ね合わせて生成されたフュージョンブロックＢＦの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックＢＳとして選択するようにすれば、確実に被検体像の二重化を抑制できる。
2016113888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に被検体を撮影することで生成される時系列画像に属する元画像と重合対象画像とを重合して、前記元画像のノイズ低減処理を行う画像処理装置において、
前記元画像上の領域の少なくとも一部を複数のブロックに分割して、前記複数のブロックのうちの一つをターゲットブロックに設定するターゲット設定手段と、
設定された前記ターゲットブロックと同じ形状および大きさをしている重合対象ブロックを前記重合対象画像上の互いに異なる位置に複数設定する重合対象設定手段と、
前記重合対象ブロックの各々に前記ターゲットブロックを重ね合わせることにより、フュージョンブロックを生成する重合手段と、
複数の前記フュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックとして選択する選択手段と、
前記複数のブロックの各々について生成された前記選択ブロックをつなぎ合わせることにより、ノイズ低減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、
前記選択手段は、前記フュージョンブロックの各々についてコントラストを示す値を算出し、値同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、前記選択ブロックの選択を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記選択手段は、前記フュージョンブロックの各々について微分を利用した特徴量を算出し、特徴量同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、前記選択ブロックの選択を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記選択手段は、前記フュージョンブロックの各々についてフィルタ処理で特徴量を算出し、特徴量同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、前記選択ブロックの選択を行うことを特徴とする画像処理装置。
【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装置において、
前記重合対象画像は、連続的に被検体を撮影することで生成される画像のうち前記元画像の一つ前に撮影された画像であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記重合対象画像は、連続的に被検体を撮影することで生成される画像のうち前記元画像の一つ前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記ターゲット設定手段は、前記元画像を縦横に分割して矩形状のターゲットブロックを設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記ターゲット設定手段が設定するターゲットブロックは、正方形となっていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記重合対象設定手段が前記重合対象画像上における前記ターゲットブロックに相当する位置を中心とした範囲を設定し、前記範囲に属するターゲットブロックと同じ形状の部分に注目して重合対象ブロックを設定し、以降、前記範囲上で部分の位置を変えながら次々と重合対象ブロックを設定していくようにして動作することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記画像生成手段が前記選択ブロックを前記選択ブロック対応する前記ターゲットブロックの位置情報に従って配列することでつなぎ合わせの動作を実行することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像に重畳されているノイズを除去する画像処理装置に係り、特にライブ像を構成する各フレームの画質を改善す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、放射線画像を連続的に撮影し、その結果を動画として出力できるものがある。この様な動画は、ライブ像と呼ばれることがある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
ライブ像は、低線量の放射線を被検体に照射することにより得られたものであるので、静止画撮影（スポット撮影）で得られる画像に比べてＳ／Ｎ比が悪く、多くのノイズを含んでいる。放射線撮影装置には、このノイズを低減する画像処理装置を備えている。この画像処理装置は、経時的に連続した２枚のフレームを重ね合わせることにより、Ｓ／Ｎ比が改善されたノイズ低減画像を得る構成となっている。【０００４】
ところで、ライブ像は、被検体が動く様子を捉えた動画である。したがって、画像同士を単純に重ね合わせるだけでは、被検体の像が二重に重なったようなノイズ低減画像が生成されてしまう。２枚の画像の間で被検体が写り込む位置や形状が互いに異なっているからである。しかも、被検体像同士のズレ具合は、画像の部分によってまちまちなので、一方の画像をもう一方の画像に対してある方向にずらして重ね合わせるだけでは、被検体の像の二重化を防ぐことができない。ライブ像上の被検体像には、各フレームの間で像が合う部分と合わない部分とがある。合う部分については、画像を単純に重ね合わせるだけでノイズの低減は図られる。しかし、合わない部分は、被検体像がブレてしまう。【０００５】
そこで、従来構成によれば、様々な工夫をすることで像の二重化を防ぐような構成を採用している。例えば、特許文献１においては、フレーム上の各画素が重合対象画像上のどこに対応するのかを画像解析により調べ、フレーム上の画素と重合対象画像上の対応画素とを重ね合わせる動作を行う構成となっている。このような構成とすれば、フレーム上の構造物と重合対象画像上の構造物とが位置合わせされながら重ねられることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０１−３１４４７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来構成では、確実な画像の重ね合わせができない。【０００８】
特許文献１に係る方法では、フレーム上の画素１つに対し、重合対象画像の画素を１つずつ比較していくことでフレーム上の画素に対応する重合対象画像の画素を探すようにしているので、対応画素を誤って認識してしまうこともしばしばである。このような事態となると、画像同士が正しく重ね合わせられなくなり、視認性の高いノイズ低減画像が得られない。【０００９】
特許文献１に係る方法は、特にノイズ成分が強く写り込んでいるフレームが不得手である。フレームのＳ／Ｎ比が悪くなると、ノイズを除去することができなくなる。この原理について説明する。特許文献１の構成では、フレーム上のごく狭い範囲（例えば１画素）における画素値に似た画素値を重合対象画像上から探してこれらを重ねわせるようにしている。従って、特許文献１の方法によれば、フレームに写り込む白っぽい部分に重合対象画像上の白っぽい部分が重ね合わせられるような画像処理となる。つまり、特許文献１の方法では、フレーム上の像に似せながら重合対象画像の重ね合わせを行うので、フレーム上の画素値を大胆に変えるような画像処理ができない。【００１０】
フレームおよび重合対象画像とに強いノイズが重畳していた場合、時としてフレーム上の画素値を大胆に変えるような画像処理が必要となる。例えば、フレームに写り込む白っぽく写るべき部分が強いノイズの影響で黒っぽくなっていたとする。ノイズを低減する観点から言えば、フレーム上の黒っぽい部分に重合対象画像においてノイズの重畳がない白っぽい部分を重ね合わせ、フレーム上のノイズを薄くする画像処理が必要となる。しかし、特許文献１に係る方法では、フレーム上の画素の画素値を大胆に変更するような構成とはなっていない。したがって、特許文献１の方法では、黒っぽい部分を重合対象画像上のどこかから探してきてこれをフレーム上の黒っぽい部分に重ねあわせるような動作をしてしまう。結果としてフレーム上の強いノイズは、薄められずそのまま残されてしまう。【００１１】
ノイズは、画像上の位置によって出方が変わり揺らいでいる。従って、特許文献１の方法を改良して、パターンマッチングに基づいて画像の重ね合わせを行えば、強いノイズでも除去できるようになる。パターンマッチングとは、ある程度の広さを有するフレーム上の部分に写り込む像に似た像を重合対象画像から探し出す技術である。激しいノイズの重畳によりフレームのある画素と重合対象画像上の対応画素との間で画素値に大幅な食い違いがあったとしても、パターンマッチングの相同性の評価へ与える影響は少ない。したがって、画素１つの画素値を大胆に変えるような画像の重ね合わせを実行できるようになる。しかし、ノイズが更に強くなり、被検体の注目部分と周辺部分の画素値の差をノイズの振幅が上回る場合が多いような状況になってくると、パターンマッチングの結果の正確さが悪くなってくる。パターンマッチングでは複数の画素の比較結果を均すことでノイズの影響が少なくなるが、各画素の比較結果の正しさが大きく損なわれた場合は、均しきれなくなってくるためである。【００１２】
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、ライブ像を構成する各フレームのノイズを確実に除去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】
【００１３】
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、連続的に被検体を撮影することで生成される時系列画像に属する元画像と重合対象画像とを重合して、元画像のノイズ低減処理を行う画像処理装置において、元画像上の領域の少なくとも一部を複数のブロックに分割して、複数のブロックのうちの一つをターゲットブロックに設定するターゲット設定手段と、設定されたターゲットブロックと同じ形状および大きさをしている重合対象ブロックを重合対象画像上の互いに異なる位置に複数設定する重合対象設定手段と、重合対象ブロックの各々にターゲットブロックを重ね合わせることにより、フュージョンブロックを生成する重合手段と、複数のフュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックとして選択する選択手段と、複数のブロックの各々について生成された選択ブロックをつなぎ合わせることにより、ノイズ低減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ものである。【００１４】
［作用・効果］本発明によれば、Ｓ／Ｎ比が悪いライブ像であってもノイズを確実に除去することができる。すなわち、本発明の画像処理装置では、元画像と重合対象画像とを重ね合わせる際に、元画像の断片であるターゲットブロックと、重合対象画像の断片である複数の重合対象ブロックとを設定し、重合対象ブロックの各々にターゲットブロックを重ね合わせて生成されたフュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックとして選択する。そして、本発明によれば、複数の選択ブロックをつなぎ合わせてノイズ低減画像が生成される。このようにターゲットブロックが重合対象画像のどこに写り込んでいるかを探索するような構成となっていれば、元画像上の被検体像上で追跡しつつ画像同士の重合を行うことができるので、誤った認識の下で重合対象画像が元画像に重ねられることがない。
特に、本発明の構成は、フュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックとして選択するようにしている。このようにすると、従来の方法とは異なる利点がある。
すなわち、従来の方法では、元画像のＳ／Ｎ比が悪い場合、うまく動作しない場合がある。従来の方法では、元画像上の画素値を大胆に変更するような動作ができない。したがって、元画像上の強いノイズは、そのままの形で残されたまま画像同士の重合が完了してしまう。更に、元画像上のノイズを確実に消そうとしてパターンマッチングを利用するような構成としても、ノイズの振幅が強い場合は、正確さが悪い場合がある。
本発明によれば、重ね合わせると被検体像がはっきりとするかどうかを指標にしてターゲットブロックの相手となる重合対象ブロックの選出を行うようにしているので、ノイズが低減された状態で被検体像が重合できているかどうかを判断することができる。すなわち、本発明の構成は、Ｓ／Ｎ比の悪いライブ像のノイズ低減処理に対して特に有効である。【００１５】
また、上述の画像処理装置において、選択手段は、フュージョンブロックの各々についてコントラストを示す値を算出し、値同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、選択ブロックの選択を行えばより望ましい。【００１６】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を表している。フュージョンブロックの各々についてコントラストを示す値を算出し、値同士を比較することでフュージョンブロックの選択を行えば、複数のフュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを確実に選択することができる。互いに異なる被検体像を写し込んだブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックは、低いコントラストを有する。重ね合わせの際に異なる被検体像が互いに弱め合ったからである。その一方で、同じ被検体像を有するブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックは、高いコントラストを有する。重ね合わせの際に同じ被検体像が互いに強め合ったからである。このように、フュージョンブロックをコントラストで比較すれば、容易にフュージョンブロックの選択が可能となるのである。【００１７】
また、上述の画像処理装置において、選択手段は、フュージョンブロックの各々について微分を利用した特徴量を算出し、特徴量同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、選択ブロックの選択を行えばより望ましい。【００１８】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の具体的な構成を表している。フュージョンブロックの各々について微分値を利用した特徴量を算出し、値同士を比較することでフュージョンブロックの選択を行えば、複数のフュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを確実に選択することができる。互いに異なる被検体像を写し込んだブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックを、それに含まれる複数の画素について、それぞれの画素ごとに微分して得られる微分値の絶対値の総和は小さい。重ね合わせの際に異なる被検体像が互いに弱め合い、像がぼけたようになるからである。その一方で、同じ被検体像を有するブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックを、それに含まれる複数の画素について、それぞれの画素ごとに微分すると微分値の絶対値の総和は大きくなる。重ね合わせの際に同じ被検体像が互いに強め合い、像がくっきりとしたからである。このように、フュージョンブロックを微分値で比較すれば、容易にフュージョンブロックの選択が可能となるのである。【００１９】
また、上述の画像処理装置において、選択手段は、フュージョンブロックの各々についてフィルタ処理で特徴量を算出し、特徴量同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、選択ブロックの選択を行えばより望ましい。【００２０】
［作用・効果］本発明の選択手段の動作はフュージョンブロックに微分処理を施すようにする構成に限られず、フィルタ処理を利用することでも実現できる。本発明は、装置を構成する際の具体的な要請に合わせて、態様を変更できるようになっている。【００２１】
また、上述の画像処理装置において、元画像は、連続的に撮影された画像のうち元画像の一つ前に撮影された画像であればより望ましい。【００２２】
また、上述の画像処理装置において、元画像は、連続的に撮影された画像のうち元画像の一つ前に撮影された画像に対応するノイズ低減画像であればより望ましい。【００２３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示している。本発明は、様々な態様のノイズ低減処理に適用することができる。【００２４】
また、上述の画像処理装置において、ターゲット設定手段は、元画像を縦横に分割して矩形状のターゲットブロックを設定すればより望ましい。【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示している。元画像を縦横に分割して矩形状のターゲットブロックを設定すれば、元画像を複数のターゲットブロックで確実に埋め尽くすようにターゲットブロックの設定を実行することができる。【００２６】
また、上述の画像処理装置において、ターゲット設定手段が設定するターゲットブロックは、正方形となっていればより望ましい。【００２７】
［作用・効果］  上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示している。  ターゲットブロックが正方形であれば、本発明の画像処理装置が実行する処理がより単純となる。【００２８】
また、上述の画像処理装置において、重合対象設定手段が重合対象画像上におけるターゲットブロックに相当する位置を中心とした範囲を設定し、範囲に属するターゲットブロックと同じ形状の部分に注目して重合対象ブロックを設定し、以降、範囲上で部分の位置を変えながら次々と重合対象ブロックを設定していくようにして動作すればより望ましい。【００２９】
［作用・効果］  上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示している。重合対象画像上におけるターゲットブロックに相当する位置を中心とした範囲を設定し、範囲に属するターゲットブロックと同じ形状の部分に注目して重合対象ブロックを設定し、以降、範囲上で部分の位置を変えながら次々と重合対象ブロックを設定していくようにして動作すれば、より確実に重合対象ブロックの設定を実行できるようになる。【００３０】
また、上述の画像処理装置において、画像生成手段が選択ブロックを選択ブロック対応するターゲットブロックの位置情報に従って配列することでつなぎ合わせの動作を実行すればより望ましい。【００３１】
［作用・効果］  上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示している。選択ブロックを選択ブロック対応するターゲットブロックの位置情報に従って配列することでつなぎ合わせの動作を実行すれば、元画像のターゲットブロックと同じ並びで選択ブロックが配列されてノイズ低減画像が生成されるので、ノイズ低減画像は、確実に元画像からノイズを除去しただけの画像となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、Ｓ／Ｎ比が悪いライブ像であってもノイズを確実に除去することができる画像処理装置を提供することができる。本発明は、ターゲットブロックが元画像のどこに写り込んでいるかを探索するような構成となっている。元画像と重合対象画像とを重ね合わせる際に、元画像の断片であるターゲットブロックと、重合対象画像の断片である複数の重合対象ブロックとを設定し、重合対象ブロックの各々にターゲットブロックを重ね合わせて生成されたフュージョンブロックの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックとして選択するようにすれば、確実に被検体像の二重化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る画像処理装置の概要を説明する模式図である。
【図２】本発明に係る画像処理装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。
【図３】本発明の元画像を説明する模式図である。
【図４】本発明のターゲット設定部の動作を説明する模式図である。
【図５】本発明の重合対象設定部の動作を説明する模式図である。
【図６】本発明の重合対象設定部の動作を説明する模式図である。
【図７】本発明の重合部の動作を説明する模式図である。
【図８】本発明の選択部の動作を説明する模式図である。
【図９】本発明の画像生成部の動作を説明する模式図である。
【図１０】本発明の画像処理装置における動作の繰り返しを説明する模式図である。
【図１１】本発明の画像処理装置における動作の繰り返しを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に係る画像処理装置１０は、連続的に被検体を撮影することで生成される時系列画像に属する元画像と重合対象画像とを重合して、元画像に対してノイズ低減処理を行う。以下、実施例を参照ながら画像処理装置１０の具体的な構成について説明する。なお、フレームＦ０は本発明の元画像、フレームＦ１は本発明の重合対象画像に相当する。
【実施例１】
【００３５】
本発明の画像処理装置１０の構成について説明する。本発明の画像処理装置１０は、ライブ像のノイズを低減する用途として用いられる装置である。ライブ像撮影は、Ｘ線撮影の一種であり、透視像を動画として撮影することを目的としているから、ライブ像は、動画となる。このようなライブ像撮影においては、被検体が長時間に亘りＸ線に晒されることになることから、被検体の被曝線量抑制のため撮影に用いられるＸ線の線量は、比較的低く抑えられている。したがって、ライブ像は、統計ノイズによりＳ／Ｎ比が悪い傾向がある。【００３６】
本発明の画像処理装置１０にライブ像Ｖを入力すると、図１に示すように、ライブ像Ｖからノイズが低減されたノイズ低減動画Ｖαが出力される。このとき、画像処理装置１０は、ライブ像Ｖを構成するフレームごとに画像処理をすることで各フレームからノイズを低減し、これらを時系列順につなぎ合わせてノイズ低減動画Ｖαを生成する。画像処理装置１０がフレームに対して行う画像処理とは、具体的には、あるフレームとその一つ前に撮影されたフレームとを重合することで各フレームにランダムに現れるノイズを相殺することによりフレーム上のノイズを低減する。この様にして、図１の点線で示すライブ像Ｖ上のノイズは低減され、視認性が向上したノイズ低減動画Ｖαが生成されるのである。【００３７】
図２は、本発明の画像処理装置１０の構成を説明する機能ブロック図である。図２は、フレームＦ１とフレームＦ０とを基にした画像処理を動作の一例として示している。本発明の画像処理装置１０は、ライブ像Ｖを構成する任意のフレームＦｍとフレームＦｍの一つ前に撮影されたフレームＦｍ−１を基にした図２と同様の画像処理も行う。【００３８】
図２におけるフレームＦ０とフレームＦ１とについて簡単に説明する。フレームＦ０とは、ライブ像の撮影が開始されて初めて取得されるフレームであり、フレームＦ１とは、フレームＦ０の次に撮影される最初のフレームである。したがって、フレームＦ０の撮影とフレームＦ１の撮影とは互いに時系列的に隣接している撮影であることになる。【００３９】
なお、ここでは互いに時系列的に隣接しているフレームにて説明しているが、必ずしも時系列的に隣接している必要はなく、間に別のフレームが挟まっていてもよい。例えば任意のフレームＦｍとフレームＦｍ−ｋ（ｍ＞ｋ＞１）とを用いて処理を行ってもよい。【００４０】
図３の左側は、フレームＦ０を例示している。フレームＦ０は、図２で説明したフレームＦ１と同じような画像となっている。ライブ像撮影においては、被検体は動画撮影されるのであるから、図３の右側に示すようにフレームＦ０に写り込む被検体像とフレームＦ１に写り込む被検体像とは厳密には同じとならない。これは、フレームＦ０を撮影して次のフレームＦ１を撮影するまでの間に撮影対象の被検体が動いたことに由来する。フレームＦ０に写り込む被検体像は、フレームＦ１に写り込む被検体像と類似している。フレームＦ０に写り込む被検体の位置は、フレームＦ１に写り込む被検体の位置と異なっている。さらに、各フレームＦ０，Ｆ１に写り込む被検体像の形状は、類似しているが厳密には同一ではない。【００４１】
なお、フレームＦ０にはフレームＦ１と同様にノイズを含んでいる。両フレームに由来するノイズ成分を比較するとその出現パターンは互いに異なっている。ということは、フレームＦ０とフレームＦ１とを重ね合わせれば、各フレームＦ０，Ｆ１に含まれるノイズ成分は相殺され、視認性に優れた画像が生成できそうである。フレームＦ０，Ｆ１を重ねわせれば、フレームに含まれる被検体像は強め合う一方、フレームに含まれるノイズ成分は弱め合うものと予想されるからである。しかし、単純に各フレームＦ０，Ｆ１を重ね合わせるのでは、図３の右側に示すように各フレームＦ０，Ｆ１に写り込む被検体像が互いにずれて重ねられてしまう。すなわち、重ね合わせ処理により確かにノイズ成分は相殺できるものの、被検体像の視認性が悪化してしまう。【００４２】
このような各フレームＦ０，Ｆ１を重ね合わせるときの被検体のズレを抑制するには、フレームＦ１を小さな区画（ターゲットブロックＢＴ）に分けて、ターゲットブロックＢＴごとにフレームＦ０をずらして被検体像を重ね合わせる必要がある。各部１１，１２，１３，１４，１５はこの様な動作を実現する目的で設けられている。以降、各部１１，１２，１３，１４，１５の具体的な動作について順を追って説明する。【００４３】
＜ターゲット設定部１１の動作＞
図４は、実施例１のターゲット設定部１１の動作について説明している。ターゲット設定部１１は、後に撮影された方のフレームＦ１を縦横に分割して矩形のターゲットブロックＢＴ１，ＢＴ２，ＢＴ３，……ＢＴｅｎｄを設定する。図４の説明においては、説明の便宜上、ターゲットブロックをオーバーラップしないタイル状としているが、実施例１の構成はこれに限られず、ターゲットブロックをオーバーラップするように設定してもよい。ターゲットブロックの形状としては正方形を選択することができる。ターゲット設定部１１は、本発明のターゲット設定手段に相当する。このように、ターゲット設定部１１は、被検体像が写り込んでいるフレームＦ１の領域の少なくとも一部を複数のブロックに分割して、前記複数のブロックのうちの一つをターゲットブロックＢＴに設定する。ターゲットブロックＢＴは、フレームＦ１上の飛び地を有しない正方形の１領域であって複数の画素が属している。【００４４】
＜重合対象設定部１２の動作＞
ターゲット設定部１１が設定したターゲットブロックＢＴ１，ＢＴ２，ＢＴ３，……ＢＴｅｎｄの位置情報は、重合対象設定部１２に送出される。この重合対象設定部１２は、ターゲットブロックＢＴ１，ＢＴ２，ＢＴ３，……ＢＴｅｎｄに対して同様の動作をする。以降の説明においては、このうちのターゲットブロックＢＴｍになされる重合対象設定部１２の動作について説明するものとする。重合対象設定部１２は、本発明の重合対象設定手段に相当する。【００４５】
図５は、重合対象設定部１２がターゲットブロックＢＴｍに対応する範囲ＲｍをフレームＦ０上に設定する様子を示している。重合対象設定部１２は、フレームＦ０上におけるターゲットブロックＢＴｍに相当する位置を中心としたターゲットブロックＢＴｍよりも広い矩形の範囲を設定する。したがって、この範囲は、前のフレームＦ０上に設定されることになる。この設定された範囲を範囲Ｒｍと呼ぶことにする。範囲Ｒｍは、ターゲットブロックＢＴｍに対応した範囲となっている。【００４６】
範囲Ｒｍの広さの決定方法について説明する。フレームＦ０とフレームＦ１とは、それぞれ継時的に連写された画像なので写り込んでいる被検体像はさほど大きな変化はないはずである。被検体像が両フレームＦ０，Ｆ１間でどの程度激しく動くかは、被検体像の移動を事前に実測しておくことで知ることができる。例えば、心臓を写し込むような撮影をする場合、画像中における心臓の像の大きさは概ね決まっている。したがって、過去に撮影されたライブ像のフレームＦ０，Ｆ１間で被検体像が何ピクセル移動したかを計数しておけば、今回の撮影におけるフレームＦ１上でターゲットブロックＢＴの移動量をある程度予想することができる。したがって、範囲Ｒｍは、この実測結果で得られた被検体像の移動量に基づいて決定されるように構成されている。すなわち、範囲Ｒｍは、実測結果により予想されるターゲットブロックＢＴの移動先が確実に含まれるように、実測結果によって示される範囲よりも十分に広く設定される。【００４７】
また、連写の頻度がまばらになるにつれ両フレームＦ０，Ｆ１に写り込む被検体像の移動量は大きくなる。したがって、範囲Ｒｍは、フレームレートが下がるにつれ次第に広くなるように設定を変更することができる。【００４８】
図６は、重合対象設定部１２が範囲Ｒｍの中から重合対象ブロックを設定する様子を表している。重合対象設定部１２は、範囲Ｒｍに属するターゲットブロックＢＴと同じ形状および大きさの矩形の部分に注目しこの部分を重合対象ブロックＢＲとして認定する。そして、重合対象設定部１２は、範囲Ｒｍ上で部分の位置を縦方向または横方向に一画素ずつ変更しながら次々と重合対象ブロックＢＲを設定していく。図６は、部分が範囲Ｒｍ上の左上の端部から右下の端部まで移動する間に複数の重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑが設定されていく様子を示している。こうして重合対象設定部１２は、フレームＦ１とは異なる位置に被検体が写り込むフレームＦ０上で互いに異なる位置にある複数の重合対象ブロックＢＲを設定する。したがって、複数の重合対象画像ＢＲは、互いにオーバーラップしている。【００４９】
＜重合部１３の動作＞
ターゲット設定部１１が設定したターゲットブロックＢＴｍおよび重合対象設定部１２が設定した複数の重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑは、重合部１３に送出される。重合部１３は、図７に示すように、重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑの各々にターゲットブロックＢＴｍを重ね合わせる動作を行う。こうして重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑのそれぞれに対応したフュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑが生成される。重合部１３が行うブロックの重ね合わせ動作の具体的な方法は、重ね合わせ対象の各ブロックにおける互いに同一位置にある画素同士の画素値の平均して、得られた平均値を当該画素に  対応する位置に配置して新たなブロックを生成するというものである。【００５０】
このフュージョンブロックの生成の際、図７において網掛けで示すターゲットブロックＢＴｍのノイズ成分と、同じく網掛けで示す重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑのノイズ成分とが相殺される。したがって、フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑのノイズ成分は低減がなされている。重合部１３は、本発明の重合手段に相当する。このようにして、重合部１３は、重合対象ブロックＢＲの各々にターゲットブロックＢＴを重ね合わせることにより、両ブロックに写り込む被検体像が重なったフュージョンブロックＢＦを生成する。【００５１】
＜選択部１４の動作＞
フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑは、選択部１４に送出される。このフュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑは、フレームＦ０の一部（ターゲットブロックＢＴ）とフレームＦ１の一部（重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑ）とが重合されたものである。【００５２】
フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑは互いに何が違うかというと、重合対象ブロックのフレームＦ０における位置が違う。したがって、フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑの中には、被検体像が２重に写り込んでいるものもあれば、被検体像がちょうど重なり合って写り込んでいるものもある。選択部１４は、複数のフュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑの中から被検体像がちょうど重なり合って写り込んでいるものを選択して、これを選択ブロックＢＳｍに設定する。選択部１４は、本発明の選択手段に相当する。【００５３】
図８は、選択部１４の動作を表現している。選択部１４は、図８に示すように、フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑの各々についてコントラスト値Ｃを算出する。コントラスト値Ｃの算出方法としては、例えば次のような式が利用できる。
Ｃ＝（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）
ここで、Ｐｍａｘとは、フュージョンブロックＢＦを構成する画素の画素値のうち最大のものを示し、Ｐｍｉｎとは、フュージョンブロックＢＦを構成する画素の画素値のうち最小のものを示す。そして、選択部１４は、フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＰｑの各々に対応するコントラスト値Ｃ１，…Ｃｐ，…Ｃｑのそれぞれを比較し、最も値の大きいものを探し出す。そして、選択部１４は、図８の下側に示すように、探し出された最大のコントラスト値Ｃｐに対応するフュージョンブロックＢＦｐを選択ブロックＢＳｍに設定する。こうして選択部１４は、フュージョンブロックＢＦの選択を完了する。【００５４】
選択部１４は、このような動作をすることによりフュージョンブロックＢＦの中からターゲットブロックＢＴｍ由来の被検体像と重合対象ブロックＢＲｍ由来の被検体像とがちょうど重なって写り込んでいるものを選択ブロックＢＳｍとして選択することになる。図８に示した動作することでどうしてこのような選択が可能となるのかについては、以下で説明する。【００５５】
図７において、ターゲットブロックＢＴｍおよび重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑに写り込む被検体像は、斜線で表されている。重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑに写り込む被検体像は、互いに異なる。重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑは、フレームＦ０上では互いに異なる場所に位置しているからである。これに対して、ターゲットブロックＢＴｍに写り込む被検体像は、ある一定のパターンを有している。【００５６】
異なる被検体像を写し込む重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑの中にはターゲットブロックＢＴｍ上の被検体像を写し込んでいるものがあるはずである。というのも、フレームＦ０とフレームＦ１は連写画像なので、フレームＦ１上の一部は、フレームＦ０のどこかに位置している。フレームＦ０において、ターゲットブロックＢＴｍに対応する部分は、特にフレームＦ１におけるフレームＦ０のターゲットブロックＢＴｍと同じ位置の近辺にあるはずである。重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑは、まさにこの近辺から取得されている。したがって、重合対象ブロックＢＲ１，…ＢＲｐ，…ＢＲｑの中にはターゲットブロックＢＴｍ上の被検体像を写し込んでいるものがあるということになる。【００５７】
図７におけるフュージョンブロックＢＦ１，ＢＦｑは、写し込む被検体像のパターンが互いに異なるターゲットブロックＢＴｍと重合対象ブロックＢＲとを重ね合わせた結果を示している。フュージョンブロックＢＦ１，ＢＦｑは、ターゲットブロックＢＴｍと重合対象ブロックＢＲとを平均した結果である。重ね合わせられたブロックの被検体像のパターンが互いに違うので、フュージョンブロックＢＦ１，ＢＦｑにはターゲットブロックＢＴｍに写り込む被検体像が薄くなったものと、重合対象ブロックＢＲに写り込む被検体像が薄くなったものとがズレた状態で２重化して写り込んでいる。被検体像が重ね合わせられた際、被検体像同士が弱め合ってしまったのである。【００５８】
したがって、写し込む被検体像のパターンが互いに異なるターゲットブロックＢＴｍと重合対象ブロックＢＲとを重ね合わせて生成されたフュージョンブロックＢＦ１，ＢＦｑのコントラスト値Ｃ１，Ｃｑは低くなる。フュージョンブロックＢＦ１，ＢＦｑには、被検体像が薄く写り込んでおり、被検体以外のバックグラウンドの部分と見分けがつきにくくなっているからである。【００５９】
図７におけるフュージョンブロックＢＦｐは、写し込む被検体像のパターンが一致したターゲットブロックＢＴｍと重合対象ブロックＢＲとを重ね合わせた結果を示している。重ね合わせられたブロックの被検体像のパターンが一致しているので、フュージョンブロックＢＦｐには被検体像が重なり合って濃く写り込んでいる。被検体像が重ね合わせられた際、被検体像同士が強め合ったのである。【００６０】
したがって、写し込む被検体像のパターンが一致したターゲットブロックＢＴｍと重合対象ブロックＢＲとを重ね合わせて生成されたフュージョンブロックＢＦｐのコントラスト値Ｃｐは高くなる。フュージョンブロックＢＦｐには、被検体像が濃く写り込んでおり、被検体以外のバックグラウンドの部分と見分けがつきやすくなっているからである。【００６１】
つまり、選択部１４がフュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑの間でコントラスト値Ｃ１，…Ｃｐ，…Ｃｑを算出して比較し、最も高いコントラストを有するフュージョンブロックＢＦｐを選択するような動作をすれば、フュージョンブロックＢＦ１，…ＢＦｐ，…ＢＦｑの中からターゲットブロックＢＴと重合対象ブロックＢＲｐに写り込む被検体像のパターンが一致した状態で重ね合わせられたものが選択できるというわけである。こうして、選択部１４は、複数のフュージョンブロックＢＦの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックＢＳとして選択する。その際、選択部１４は、フュージョンブロックＢＦの各々についてコントラスト値Ｃを示す値を算出し、値同士を比較することで重なった被検体像同士が強め合っている度合いを算出し、フュージョンブロックＢＦの選択を行う。【００６２】
＜各部１１，１２，１３，１４の繰り返し動作＞
上述の各部１１，１２，１３，１４の動作は、フレームＦ１を構成するターゲットブロックＢＴのうちの一つについてのものである。各部１１，１２，１３，１４は、フレームＦ１を構成するターゲットブロックＢＴ１，ＢＴ２，ＢＴ３，……ＢＴｅｎｄの全てについて選択ブロックＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，……ＢＳｅｎｄを生成する。選択部１４は、生成された選択ブロックＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３，……ＢＳｅｎｄを定義するデータを対応するターゲットブロックＢＴのフレームＦ１上での位置情報とともに画像生成部１５に送出する。画像生成部１５は、本発明の画像生成手段に相当する。【００６３】
＜画像生成部１５の動作＞
画像生成部１５は、図９に示すように選択ブロックＢＳｍを添付の位置情報に従って配列してつなぎ合わせてノイズ低減フレームＦ１αを生成する。このノイズ低減フレームＦ１αは、フレームＦ１からノイズ成分が低減されたような画像となっている。このように、画像生成部１５は、ターゲット設定部１１がフレームＦ１を分割して生成した複数のブロックの各々についての選択ブロックＢＳをつなぎ合わせることによりフレームＦ１に写り込むノイズ成分が低減されたノイズ低減フレームＦ１αを生成する。【００６４】
＜ノイズ低減フレーム生成の繰り返し＞
以上の説明は、フレームＦ１についてのノイズ低減フレームＦ１αを生成するときの動作を説明しているものである。画像処理装置１０は、他のフレームＦ２等についても同様な動作を行い、これらに対応するノイズ低減フレームＦαを次々と生成する。図１０は、フレームＦが次々と生成されるのに合わせて画像処理装置１０がノイズ低減フレームＦαを連続的に生成していく様子を示している。すなわち、ライブ像Ｖを撮影する際にＸ線撮影装置がフレームＦ１を撮影すると、フレームＦ１を受信した画像処理装置１０は、各フレームＦ０，  Ｆ１を基にノイズ低減フレームＦ１αを生成し、Ｘ線撮影装置がフレームＦ２を撮影すると、フレームＦ２を受信した画像処理装置１０は、各フレームＦ１，  Ｆ２を基にノイズ低減フレームＦ２αを生成する。【００６５】
図１１は、画像処理装置１０がフレームＦの撮影に合わせてノイズ低減フレームＦαを次々と生成する様子を模式的に表している。画像処理装置１０は、最新のフレームとこのフレームよりも一度前に撮影されたフレームとを用いてノイズ低減フレームを生成する。【００６６】
上述の各部１１，１２，１３，１４，１５は、ＣＰＵにより各種のプログラムを実行することで実現される。なお、各部１１，１２，１３，１４，１５を個別に実行する複数の処理装置により画像処理装置１０を実現してもよい。【００６７】
以上のように、本発明によれば、Ｓ／Ｎ比が悪いライブ像であってもノイズを確実に除去することができる画像処理装置１０を提供することができる。すなわち、本発明の画像処理装置１０では、フレームＦ１とフレームＦ０とを重ね合わせる際に、フレームＦ１の断片であるターゲットブロックＢＴと、フレームＦ０の断片である複数の重合対象ブロックＢＲとを設定し、重合対象ブロックＢＲの各々にターゲットブロックＢＴを重ね合わせて生成されたフュージョンブロックＢＦの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックＢＳとして選択する。そして、本発明によれば、複数の選択ブロックＢＳをつなぎ合わせてノイズ低減フレームＦ１αが生成される。このようにターゲットブロックＢＴがフレームＦ０のどこに写り込んでいるかを探索するような構成となっていれば、フレームＦ１上の被検体像上で追跡しつつ画像同士の重合を行うことができるので、誤った認識の下でフレームＦ０がフレームＦ１に重ねられることがない。【００６８】
特に、本発明の構成は、フュージョンブロックＢＦの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを選択ブロックＢＳとして選択するようにしている。このようにすると、従来の方法とは異なる利点がある。【００６９】
すなわち、従来の方法では、フレームＦ１のＳ／Ｎ比が悪い場合、うまく動作しない場合がある。従来の方法では、フレームＦ１上の画素値を大胆に変更するような動作ができない。したがって、フレームＦ１上の強いノイズは、そのままの形で残されたまま画像同士の重合が完了してしまう。更に、フレームＦ１上のノイズを確実に消そうとしてパターンマッチングを利用するような構成としても、ノイズの振幅が強い場合は、正確さが悪い場合がある。【００７０】
本発明によれば、重ね合わせると被検体像がはっきりとするかどうかを指標にしてターゲットブロックＢＴの相手となる重合対象ブロックＢＲの選出を行うようにしているので、ノイズが低減された状態で被検体像が重合できているかどうかを判断することができる。すなわち、本発明の構成は、Ｓ／Ｎ比の悪いライブ像のノイズ低減処理に対して特に有効である。【００７１】
また、上述の構成のように、フュージョンブロックＢＦの各々についてコントラストを示す値を算出し、値同士を比較することでフュージョンブロックＢＦの選択を行えば、複数のフュージョンブロックＢＦの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを確実に選択することができる。互いに異なる被検体像を写し込んだブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックＢＦは、低いコントラストを有する。重ね合わせの際に異なる被検体像が互いに弱め合ったからである。その一方で、同じ被検体像を有するブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックＢＦは、高いコントラストを有する。重ね合わせの際に同じ被検体像が互いに強め合ったからである。このように、フュージョンブロックＢＦをコントラストで比較すれば、容易にフュージョンブロックＢＦの選択が可能となるのである。【００７２】
本発明は、上述の構成に限られず下記のような変形実施をすることができる。【００７３】
（１）実施例１の構成は、選択部１４がフュージョンブロックＢＦのコントラスト値を比較することで選択動作を行うようにしていたが、本発明の構成はこの構成に限られない。選択部１４がコントラスト値に代えて微分値の絶対値を比較することで選択動作を行うように構成するようにしてもよい。フュージョンブロックＢＦの各々について、それらに含まれる複数の画素について、それぞれの画素ごとに微分処理を施して微分値を算出し、それら微分値の絶対値の総和値または最大値などの特徴的な値を代表値（特徴量）として算出し、フュージョンブロックＢＦの中から微分値の代表値が最も高いものを選択すれば、複数のフュージョンブロックＢＦの中から重なった被検体像同士が最も強め合っているものを確実に選択することができる。つまり本変形例に係る選択部１４は、フュージョンブロックＢＦの各々について微分値の代表値を算出し、微分値同士を比較することでフュージョンブロックＢＦの選択を行う。【００７４】
互いに異なる被検体像を写し込んだブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックＢＦを微分しても得られる微分値の代表値は小さい。重ね合わせの際に異なる被検体像が互いに弱め合い、像がぼけたようになるからである。その一方で、同じ被検体像を有するブロック同士が重ね合わせられて生成されたフュージョンブロックＢＦを微分すると微分値の代表値は大きい。重ね合わせの際に同じ被検体像が互いに強め合い、像がくっきりとしたからである。このように、フュージョンブロックＢＦを微分値で比較すれば、容易にフュージョンブロックＢＦの選択が可能となるのである。【００７５】
２つのフュージョンブロックＢＦについて微分値の代表値を比較するときには、様々な態様が考えられる。例えば、一方のフュージョンブロックＢＦを、それらに含まれる複数の画素について、それぞれの画素ごとに微分して、得られた微分値の絶対値のうちから最大のものを取得するとともに、もう一方のフュージョンブロックＢＦを空間的に微分して、得られた微分値の絶対値のうちから最大のものを取得し、得られた最大値同士を比較するような態様が考えられる。また、微分値の絶対値の平均同士をフュージョンブロックＢＦの間で比較することで微分値の絶対値の比較を行うようにしてもよい。【００７６】
あるいは、フュージョンブロックの比較において、微分値を用いる代わりに、フュージョンブロックＢＦの各々において、フィルタリング処理を施し、その結果同士を比較してもよい。このフィルタリング処理に用いるフィルタ形状としては、一例としてラプラシアンフィルタなどの、特徴量算出に用いられるフィルタ形状が適用でき、またその他の同種のフィルタを用いてもよい。【００７７】
（２）本発明の構成は、上述の画像処理以外にも適用ができる。適用できる画像処理としては、ノイズ低減画像を生成に係るリカーシブフィルタがある。リカーシブフィルタによれば、ライブ像のフレーム同士を重ね合わせてできたノイズ低減画像を記憶し、これを重合対象画像とする。そして、新たにライブ像のフレームが入力されたとき、新たなライブ像と重合対象画像とを重ね合わせて新たなノイズ低減画像を生成し、これをまた記憶しておく。以降、新たなフレームが入力される度に記憶されたノイズ低減画像を重ね合わせる動作をし、フレームに対応するノイズ低減画像を次々と生成していく。このようなリカーシブフィルタの動作を巡回加算処理と呼んだりする。本発明の各部１１，１２，１３，１４，１５の動作は、ライブ像のフレームと重合対象画像との重ね合わせの際に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上のように、本発明は医用分野に適している。
【符号の説明】
【００７９】
１１   ターゲット設定部（ターゲット設定手段）
１２   重合対象設定部（重合対象設定手段）
１３   重合部（重合手段）
１４   選択部（選択手段）
１５   画像生成部（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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【国際調査報告】
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