(57)【要約】【課題】異なる画像読取り装置から入力された異なる特性を有する複数の分割画像データに対しても適切な処理を行って合成画像を得ることができる画像処理装置を提供する。【解決手段】この画像処理装置は、同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを画像付帯情報と共に入力する入力手段４０と、画像付帯情報に基づいて、１組の分割画像データの特性を判別する判別手段４１と、１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、１組の分割画像データ間において特性を一致させる変換手段４２と、特性が一致している１組の分割画像データを合成して合成画像データを生成する合成手段４３とを具備する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを、該分割画像データの特性に関する情報を含む画像付帯情報と共に入力する入力手段と、
前記画像付帯情報に基づいて、前記１組の分割画像データの特性を判別する判別手段と、
前記１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、前記１組の分割画像データ間において特性を一致させる変換手段と、
特性が一致している１組の分割画像データを合成して合成画像データを生成する合成手段と、
を具備する画像処理装置。
【請求項２】
前記入力手段が、同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを、該分割画像データのビット分解能又は空間分解能に関する情報を含む画像付帯情報と共に入力し、
前記判別手段が、前記画像付帯情報に基づいて、前記１組の分割画像データのビット分解能又は空間分解能を判別し、
前記変換手段が、前記１組の分割画像データ間においてビット分解能又は空間分解能が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、前記１組の分割画像データ間においてビット分解能又は空間分解能を一致させ、
前記合成手段が、ビット分解能又は空間分解能が一致している複数の分割画像データを合成して合成画像データを生成する、
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを、該分割画像データの特性に関する情報を含む画像付帯情報と共に入力するステップ（ａ）と、
前記画像付帯情報に基づいて、前記１組の分割画像データの特性を判別するステップ（ｂ）と、
前記１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、前記１組の分割画像データ間において特性を一致させるステップ（ｃ）と、
特性が一致している１組の分割画像データを合成して合成画像データを生成するステップ（ｄ）と、
を具備する画像処理方法。
【請求項４】
ステップ（ａ）が、同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを、該分割画像データのビット分解能又は空間分解能に関する情報を含む画像付帯情報と共に入力することを含み、
ステップ（ｂ）が、前記画像付帯情報に基づいて、前記１組の分割画像データのビット分解能又は空間分解能を判別することを含み、
ステップ（ｃ）が、前記１組の分割画像データ間においてビット分解能又は空間分解能が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、前記１組の分割画像データ間においてビット分解能又は空間分解能を一致させることを含み、
ステップ（ｄ）が、ビット分解能又は空間分解能が一致している複数の分割画像データを合成して合成画像データを生成することを含む、
請求項３記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一被写体を分割撮影して得られた複数の分割画像を合成することにより合成画像を得る画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を用いた撮影方法は様々な分野で利用されており、特に医療分野においては、診断のための最も重要な手段の一つとなっている。最初のＸ線写真が実現されてから、Ｘ線写真法は数々の改良を重ねられ、現在では蛍光スクリーンとＸ線フィルムを組み合わせた方法が主流となっている。一方、近年においては、医療用画像診断に用いられる装置として、Ｘ線ＣＴや超音波、ＭＲＩ等の様々なディジタル化された装置が実用化されており、病院内での診断情報処理システム等の構築が進められようとしている。Ｘ線画像についても、ディジタル化するための多くの研究がなされてきたが、輝尽性蛍光体を用いた放射線撮影方法が確立され、従来のＸ線写真法に置き換わるものとして注目されている。
【０００３】
輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）とは、放射線を照射するとその放射線エネルギの一部が蓄積され、その後、可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光する物質であり、その存在は従来から知られていた。これを用いた放射線撮影方法とは、輝尽性蛍光体を塗布したシートに人体等の被写体の放射線画像を撮影記録し、この輝尽性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査すると輝尽発光光が生じるので、画像読取り装置を用いて輝尽発光光を光電的に読み取ることにより画像データを得るものである。画像読取り装置に接続された画像処理装置において、この画像データを適切に処理した後、ＣＲＴ等のディスプレイに出力したり、レーザプリンタ等によりフィルムに印刷して、放射線画像を可視画像として表示することができる。
【０００４】
このような放射線撮影方法は、撮影感度や画質の面で、従来のＸ線写真法に匹敵する性能を持っている。例えば、従来のＸ線写真法と比較して、露光域が極めて広く、また、露光量に対する輝尽発光光の応答が露光域全域に渡ってほぼ比例している。このため、被写体をどのような放射線量で撮影しても、画像の存在する発光域をとらえ、過不足なく正規化してディジタル信号化することができる。また、このようにして得た信号を適切な画像処理方法と組み合わせることにより、様々な撮影条件の下でも定常的に良質な画像を提供することが可能である。さらに、直接、ディジタル化された画像情報を得ているので、画像の劣化を招くことなく、大量のデータを長期保存することが可能になるばかりか、医療診断情報システムへの発展等も可能になる。
【０００５】
ところで、放射線撮影においては、多くの場合、被写体のごく一部分のみが撮影される。このため、全脊柱や全下肢等のように被写体が大きい場合には、被写体の放射線画像が１枚の輝尽性蛍光体シートに入り切らないため、複数の輝尽性蛍光体シートを用いて分割画像を撮影している。
【０００６】
下記の特許文献１には、これらの輝尽性蛍光体シートから読み取られる複数の分割画像を合成するために、複数の分割画像データ及びこれらの分割画像データが一連の関連する画像を表すことを示す情報を含む画像付帯情報を入力する入力手段と、前記画像付帯情報に基づいて前記複数の分割画像データを合成して合成画像データを得る合成手段と、前記合成画像データを出力する出力手段とを備えた画像合成システムが開示されている。
【０００７】
しかしながら、この画像合成システムにおいては、同一の画像読取り装置において生成された同一の特性を有する複数の分割画像データを入力することを前提としているため、異なる画像読取り装置から入力された異なる特性（空間分解能やビット分解能等）を有する複数の分割画像データに対しては、適切な処理を行うことができないという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２３２９７６号公報　（第５−６頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、異なる画像読取り装置から入力された異なる特性を有する複数の分割画像データに対しても適切な処理を行って合成画像を得ることができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る画像処理装置は、同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを、該分割画像データの特性に関する情報を含む画像付帯情報と共に入力する入力手段と、画像付帯情報に基づいて、１組の分割画像データの特性を判別する判別手段と、１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、１組の分割画像データ間において特性を一致させる変換手段と、特性が一致している１組の分割画像データを合成して合成画像データを生成する合成手段とを具備する。
【００１２】
また、本発明に係る画像処理方法は、同一被写体を分割撮影することにより得られた分割画像を表す１組の分割画像データを、該分割画像データの特性に関する情報を含む画像付帯情報と共に入力するステップ（ａ）と、画像付帯情報に基づいて、１組の分割画像データの特性を判別するステップ（ｂ）と、１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、１組の分割画像データ間において特性を一致させるステップ（ｃ）と、特性が一致している１組の分割画像データを合成して合成画像データを生成するステップ（ｄ）とを具備する。
【００１３】
本発明によれば、１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、１組の分割画像データ間において特性を一致させるようにしたので、異なる画像読取り装置から入力された異なる特性を有する複数の分割画像データに対しても適切な処理を行って合成画像を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１に、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を含む放射線画像処理システムの構成を示す。
図１に示すように、放射線画像処理システム１は、イメージング・プレート（Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｐｌａｔｅ：ＩＰ）とも呼ばれる記録シート（輝尽性蛍光体シート）に記録されている放射線画像等の情報を光電的に読み取り、画像データ及び画像付帯情報を生成する画像読取り装置２及び３と、これらの画像読取り装置にネットワークＮ１を介して接続され、これらの画像読取り装置から画像データ及び画像付帯情報を入力して各種の処理を行う画像処理装置４とを含んでいる。本実施形態においては、画像処理装置４が、異なる特性を有する複数の画像読取り装置２及び３から、同一被写体を分割撮影して得られた複数の分割画像データを入力する場合について説明するが、１つの画像読取り装置から異なる特性を有する複数の分割画像データを入力する場合にも、本発明を適用することが可能である。
【００１５】
ここで、複数の記録シートに記録される被写体の分割画像は、互いに重複する部分を含むようにしても良いし、隣接する端縁同士を突き当てて連続するものであっても良いが、互いに重複する部分を含むことが望ましい。例えば、図２に示すように、図中の縦方向に連続する２枚の記録シートＩＰ１及びＩＰ２に分割画像を記録する場合には、第１の記録シートＩＰ１の下端部と第２の記録シートＩＰ２の上端部とが互いに重複するように記録シートＩＰ１及びＩＰ２を配置し、両方の記録シートに亘って被写体１０の放射線画像を記録する。
【００１６】
図３の（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示すように、第１の記録シートＩＰ１に記録された第１の分割画像と、第２の記録シートＩＰ２に記録された第２の分割画像とには、これらの記録シートの重複領域に対応した重複画像がそれぞれ存在する。このように、合成しようとする２つの分割画像中に同一部分を表す重複画像が存在すると、これらの分割画像中に含まれている重複画像同士を一致させるように位置合わせを行うことができるので、合成処理する際の位置合わせが容易になる。なお、このような位置合わせは、双方の分割画像中に含まれている重複画像の間でパターンマッチングを行うことにより実現することができる。
【００１７】
次に、図１に示す画像読取り装置２及び３の構成及び動作について、図４を参照しながら説明する。画像情報が記録された記録シート２０は、画像読取り装置の所定の位置にセットされる。記録シート２０は、モータ２１により駆動されるシート搬送手段２２によってＹ軸方向に搬送される。一方、レーザ光源２３から出射されるレーザビームＬ１は、モータ２４により駆動されて矢印方向に高速回転する回転多面鏡２５によって反射偏向され、収束レンズ２６を通過する。その後、レーザビームＬ１は、ミラー２７によってその光路が変更され、記録シート２０をＸ軸方向に走査する。この走査により、励起光Ｌ２が記録シート２０の各部分に照射され、照射された部分からは、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光Ｌ３が発散される。
【００１８】
輝尽発光光Ｌ３は、光ガイド２８により導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）２９によって光電的に検出される。フォトマルチプライヤ２９から出力されたアナログ信号は、増幅器３０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３１によってディジタル化される。Ａ／Ｄ変換器３１から出力された画像データは、画像処理装置４に入力される。図１に示す画像読取り装置２と３との間で、Ａ／Ｄ変換器のビット数又はサンプリング周波数が異なる場合には、画像読取り装置２及び３から、異なるビット分解能又は異なる空間分解能を有する画像データが出力される。
【００１９】
再び図１を参照すると、画像処理装置４は、画像読取り装置２及び３から画像データ及び画像付帯情報を入力する画像入力部４０と、画像付帯情報に基づいて画像データの特性を判別する画像特性判別部４１と、所望の特性を有するように画像データを変換する画像変換部４２と、画像特性判別部４１又は画像変換部４２から出力される複数の画像データを合成して合成画像データを生成する画像合成部４３と、画像特性判別部４１から出力される画像データ又は画像合成部４３から出力される合成画像データに基づいて医療用診断画像（医用画像）を表示するＣＲＴ等の画像表示部４４と、医用画像をフィルム等に印刷するプリンタ等の画像出力部４５とを有している。
【００２０】
画像入力部４０には、画像読取り装置２及び３からネットワークＮ１を介して、同一被写体を分割撮影することにより得られた複数の分割画像をそれぞれ表す複数の分割画像データが、画像付帯情報と共に入力される。画像付帯情報には、各画像データの特性、例えば、ビット分解能（ビット数）又は空間分解能（サンプリング周波数）を表す情報が含まれている。
【００２１】
画像特性判別部４１は、画像データが分割画像データである場合には、画像読取り装置２及び３が出力する分割画像データの組が揃うまで分割画像データ及び画像付帯情報を保持し、分割画像データの組が揃ったら、画像付帯情報に基づいて各々の分割画像データにおけるビット分解能又は空間分解能等の特性を判別する。１組の分割画像データ間において特性が一致している場合には、画像特性判別部４１は、１組の分割画像データを画像合成部４３に出力し、１組の分割画像データ間において特性が異なっている場合には、画像特性判別部４１は、１組の分割画像データを画像変換部４２に出力する。
【００２２】
画像変換部４２は、１組の分割画像データ間において特性を一致させる処理を行う。例えば、１組の分割画像データ間においてビット分解能が異なる場合には、画像変換部４２は、画像特性判別部４１によって判別された第１及び第２の分割画像データのビット分解能を表すビット数ＢＮ１及びＢＮ２に基づいて、第１及び第２の分割画像データのビット分解能を一致させる処理を行う。ここで、第１の分割画像データのビット数ＢＮ１が１１ビットであり、第２の分割画像データのビット数ＢＮ２が１２ビットであるとすると、画像変換部４２は、ビット数ＢＮ１とビット数ＢＮ２とを比較して最小ビット数ＢＮＭＩＮ＝１１ビットを算出し、第１及び第２の分割画像データのビット数ＢＮ１及びＢＮ２と最小ビット数ＢＮＭＩＮとの差ΔＢＮ１及びΔＢＮ２をそれぞれ求める。
ΔＢＮ１＝ＢＮ１−ＢＮＭＩＮ＝０
ΔＢＮ２＝ＢＮ２−ＢＮＭＩＮ＝１
【００２３】
画像変換部４２は、このようにして求められた差が“１”となった第２の分割画像データに対して、ＬＳＢを切り捨てるか、あるいは、データをＬＳＢ側に１ビット分シフトさせてＭＳＢを切り捨てる処理を行う。一方、画像変換部４２は、差が“０”となった第１の分割画像データに対しては、このような処理を行わない。これにより、第２の分割画像データが、第１の分割画像データとビット数が等しいデータに変換される。その後、画像変換部４２は、１組の分割画像データを画像合成部４３に出力する。なお、画像変換部４２は、ビット数が少ない第１の分割画像データに対して補間処理を行うことにより、第１の分割画像データを、第２の分割画像データとビット数が等しいデータに変換しても良い。
【００２４】
また、図５の（ａ）及び（ｂ）に示す様に、第１の分割画像データと第２の分割画像データとの間において空間分解能が異なる場合には、画像変換部４２は、画像特性判別部４１によって判別された第１及び第２の分割画像データの空間分解能を表すピクセル間隔（ピクセル・スペーシング）ＰＳ１及びＰＳ２に基づいて、第１及び第２の分割画像データの空間分解能を一致させる処理を行う。ここで、第１の分割画像データのピクセル間隔ＰＳ１が０．１ｍｍであり、第２の分割画像データのピクセル間隔ＰＳ２が０．２ｍｍであるとすると、画像変換部４２は、ピクセル間隔ＰＳ１とピクセル間隔ＰＳ２とを比較して最大ピクセル間隔ＰＳＭＡＸ＝０．２ｍｍを算出し、第１及び第２の分割画像データのピクセル間隔ＰＳ１及びＰＳ２と最大ピクセル間隔ＰＳＭＡＸとの比であるピクセル間隔縮小率α１及びα２をそれぞれ求める。
α１＝ＰＳ１／ＰＳＭＡＸ＝０．５
α２＝ＰＳ２／ＰＳＭＡＸ＝１
【００２５】
画像変換部４２は、このようにして求められたピクセル間隔縮小率が“０．５”となった第１の分割画像データに対して、ピクセル間隔を０．５倍に縮小する処理を行う。一方、画像変換部４２は、差が“１”となった第２の分割画像データに対しては、このような処理を行わない。これにより、第１の分割画像データが、第２の分割画像データとピクセル間隔が等しいデータに変換される。その後、画像変換部４２は、１組の分割画像データを画像合成部４３に出力する。なお、画像変換部４２は、ピクセル間隔が大きい第２の分割画像データに対して補間処理を行うことにより、第２の分割画像データを、第１の分割画像データとピクセル間隔が等しいデータに変換しても良い。
【００２６】
画像合成部４３は、画像特性判別部４１又は画像変換部４２から入力した特性が一致している１組の分割画像データを合成して、合成画像データを生成する。即ち、画像合成部４３は、第１の分割画像及び第２の分割画像の重なり部分又は接触部分における相関値を求め、この相関値が最大となるときの画像の平行移動量と回転量と拡大縮小量を位置ずれ量として求め、この位置ずれ量に基づいて、下記の式（１）によるアフィン変換の係数を決定し、この係数に基づいてアフィン変換を行う。
【数１】
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但し、（ｘ１，ｙ１）は、第１の分割画像データの座標値であり、（ｘ２，ｙ２）は、第２の分割画像データの座標値である。ここで、式（１）に基づく座標変換においては、第１の分割画像データによって表される分割画像を回転又は平行移動することが行われる。
【００２７】
式（１）に含まれる係数ａ、ｂ、ｃ及びｄは、以下のようにして決定される。
式（１）は、
ｘ２＝ａｘ１＋ｂｙ１＋ｃ　　・・・（２）
ｙ２＝−ｂｘ１＋ａｙ１＋ｄ　・・・（３）
の２式に分けられる。ここで、第１の分割画像データにおいて第２の分割画像データとの相関値が高い２点の座標を、（ｘ１１，ｙ１１）、（ｘ１２，ｙ１２）とし、これに対応する第２の分割画像データにおける２点の座標を、（ｘ２１，ｙ２１）、（ｘ２２，ｙ２２）とすると、
ｘ２１＝ａｘ１１＋ｂｙ１１＋ｃ　　・・・（４）
ｘ２２＝ａｘ１２＋ｂｙ１２＋ｃ　　・・・（５）
ｙ２１＝−ｂｘ１１＋ａｙ１１＋ｄ　・・・（６）
ｙ２２＝−ｂｘ１２＋ａｙ１２＋ｄ　・・・（７）
となる。ここで、式（４）〜（７）を解くことにより、係数ａ、ｂ、ｃ及びｄを求めることができる。
【００２８】
次に、求められた係数に基づいて、第１の分割画像データをアフィン変換して第２の分割画像データとの位置合わせを行い、これらを加算することにより合成画像データが得られる。このようにして得られた合成画像データは、必要に応じて画像表示部４４や画像出力部４５に出力され、合成画像がディスプレイに表示されたりフィルムに印刷される。
【００２９】
なお、図１に示す画像特性判別部４１、画像変換部４２、及び、画像合成部４３の各部は、アナログ回路又はディジタル回路で構成しても良いし、ソフトウェア（プログラム）とＣＰＵで構成しても良い。後者の場合には、ソフトウェアをフレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録するようにしても良い。
【００３０】
次に、図１に示す放射線画像処理システムの動作について、図６を参照しながら説明する。
ステップＳ１において、放射線撮影装置を用いて、図２に示すように被写体１０の全脊柱を分割撮影することにより、複数の放射線画像を複数の記録シートに分割して記録する。ステップＳ２１及びＳ２２において、特性の異なる複数の画像読取り装置２及び３を用いて、複数の記録シートから分割画像を読み取ることにより、複数の分割画像データをそれぞれ生成する。
【００３１】
ステップＳ３において、画像処理装置４を用いて、複数の画像読取り装置２及び３から複数の分割画像データをそれぞれ入力する。その際、各画像データの特性に関する情報を含む画像付帯情報も共に入力する。
【００３２】
ステップＳ４において、１組の分割画像データが揃うまで分割画像を保持する。１組の分割画像データが揃ったら、ステップＳ４において、各分割画像データの特性に関する情報に基づいて、１組の分割画像データ間における空間分解能やビット分解能等の特性が一致しているか否かを判別する。その結果、１組の分割画像データ間における特性が一致していない場合には、ステップＳ６に移行し、それらが一致している場合には、ステップＳ７に移行する。
【００３３】
ステップＳ６において、少なくとも１つの分割画像データを変換することにより、１組の分割画像データ間において空間分解能やビット分解能等の特性を一致させる。ステップＳ７において、特性が一致している１組の分割画像データを合成して、合成画像データを生成する。その後、必要に応じて、ステップＳ８において合成画像をディスプレイに表示したり、ステップＳ９において合成画像をフィルムに印刷する。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、１組の分割画像データ間において特性が異なる場合に、少なくとも１つの分割画像を表す分割画像データを変換することにより、１組の分割画像データ間において特性を一致させるようにしたので、異なる画像読取り装置から入力された異なる特性を有する複数の分割画像データに対しても適切な処理を行って合成画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置を含む放射線画像処理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における同一被写体の分割撮影のための記録シートの配置を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における２つの分割画像を示す図である。
【図４】図１に示す画像読取り装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態における空間分解能の異なる２つの分割画像を示す図である。
【図６】図１に示す放射線画像処理システムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　放射線画像処理システム
２、３　画像読取り装置
４　画像処理装置
１０　被写体
２０　記録シート（輝尽性蛍光体シート）
２１　モータ
２２　シート搬送手段
２３　レーザ光源
２４　モータ
２５　回転多面鏡
２６　収束レンズ
２７　ミラー
２８　光ガイド
２９　フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）
３０　増幅器
３１　Ａ／Ｄ変換器
４０　画像入力部
４１　画像特性判別部
４２　画像変換部
４３　画像合成部
４４　画像表示部
４５　画像出力部
【図１】
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【図２】
2004104514.tif 000005
【図３】
2004104514.tif 000006
【図４】
2004104514.tif 000007
【図５】
2004104514.tif 000008
【図６】
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