(57)【要約】【課題】複数のＸ線画像間における淡い陰影の変化のような微妙な差を高精細に描出すること。【解決手段】撮像装置（１００）から出力される複数の画像データを含む生画像データ群（Ｒｎ）と、該生画像データ群の各画像データに所定の画像処理を施して得た診断画像データ群（Ｑｎ）と、前記画像データ群（Ｒｎ、Ｑｎ）の関連付けを示す関連付け情報とを記憶する記憶部（２）と、解析対象となる複数の画像について、前記関連付け情報に基づいて、生画像データ組（Ｒ１、Ｒ２）とそれに対応する診断画像データ組（Ｑ１、Ｑ２）を選択する選択部（３）と、前記診断画像データ組における位置ずれ量を検出し、位置合わせ情報を出力する位置合わせ部（４）と、前記位置合わせ情報に基づいて、前記生画像データ組の画像データ間の位置合わせを行い、位置合わせ後の画像データ間の差分画像データを取得する差分演算部（５）とを有する。【選択図】  図１
2004336662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置から出力される複数の画像データを含む第１の画像データ群と、該第１の画像データ群の各画像データに所定の画像処理を施して得た第２の画像データ群と、前記第１及び第２の画像データ群の各画素データそれぞれの関連付けを示す関連付け情報とを記憶する記憶手段と、
解析対象となる複数の画像について、前記関連付け情報に基づいて、前記第１の画像データ群の中から複数の画像データからなる第１の画像データ組を、前記第２の画像データ群の中から前記第１の画像データ組にそれぞれ関連する第２の画像データ組を選択する選択手段と、
前記第２の画像データ組の複数の画像データ間の位置ずれ量を検出し、位置合わせ情報を出力する位置合わせ手段と、
前記位置合わせ情報に基づいて、前記第１の画像データ組の画像データ間の位置合わせを行い、位置合わせ後の画像データ間の差分画像データを取得する演算手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の画像データ組の内、差分画像データの取得に用いる画像データ組を指示する指示手段を更に有し、
前記指示手段により前記第２の画像データ組が指示された場合に、前記演算手段は、前記第１の画像データ組の代わりに、前記第２の画像データ組を用いて処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記指示手段は、解析対象となる複数の画像の濃度に基づいて、差分画像データの取得に用いる画像データ組を指示することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記指示手段は、解析対象となる複数の画像の撮影条件に基づいて、差分画像データの取得に用いる画像データ組を指示することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
解析対象となる画像の撮影時のＸ線量が多い場合に、前記位置合わせ手段は、前記第２の画像データ組の代わりに、前記第１の画像データ組を用いて処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記第１の画像データ群の特性に応じて、差分画像データを取得するための演算方法を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２の画像データ群を得るための所定の画像処理は、前記第１の画像データ群の各データにおける特定部位の濃度を所定の値に変換する処理、階調変換処理、鮮鋭化処理の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記解析対象となる複数の画像は、同一被写体を異なる時間に撮影した画像であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記演算手段により取得した差分画像データを出力する出力手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１０】
撮像装置から出力される複数の画像データを含む第１の画像データ群と、該第１の画像データ群の各画像データに所定の画像処理を施して得た第２の画像データ群と、前記第１及び第２の画像データ群の各画素データそれぞれの関連付けを示す関連付け情報とを記憶する記憶工程と、
解析対象となる複数の画像について、前記関連付け情報に基づいて、前記第１の画像データ群の中から複数の画像データからなる第１の画像データ組を、前記第２の画像データ群の中から前記第１の画像データ組にそれぞれ関連する第２の画像データ組を選択する選択工程と、
前記第２の画像データ組の複数の画像データ間の位置ずれ量を検出し、位置合わせ情報を出力する位置ずれ量演算工程と、
前記位置合わせ情報に基づいて、前記第１の画像データ組の画像データ間の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
前記位置合わせ後の画像データ間の差分画像データを取得する演算工程と
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の画像データ組の内、差分画像データの取得に用いる画像データ組を指示する指示工程と、
前記指示工程により前記第２の画像データ組が指示された場合に、前記位置合わせ工程をスキップさせ、前記位置合わせ情報に基づいて、前記第２の画像データ組の画像データ間の位置合わせを行う第２の位置合わせ工程と
を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記指示工程では、解析対象となる複数の画像の濃度に基づいて、差分画像データの取得に用いる画像データ組を指示することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記指示工程では、解析対象となる複数の画像の撮影条件に基づいて、差分画像データの取得に用いる画像データ組を指示することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
解析対象となる画像の撮影時のＸ線量が多い場合に、前記位置ずれ量演算工程をスキップし、前記第１の画像データ組の複数の画像データ間の位置ずれ量を検出し、位置合わせ情報を出力する第２の位置ずれ量演算工程を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
前記第１の画像データ群の特性に応じて、前記演算工程で用いる差分画像データを取得するための演算方法を変更する工程を更に有することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１６】
前記第２の画像データ群を得るための所定の画像処理は、前記第１の画像データ群の各データにおける特定部位の濃度を所定の値に変換する処理、階調変換処理、鮮鋭化処理の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１７】
前記解析対象となる複数の画像は、同一被写体を異なる時間に撮影した画像であることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１８】
前記演算工程により取得した差分画像データを出力する出力工程を更に有することを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１９】
情報処理装置が実行可能なプログラムであって、前記プログラムを実行した情報処理装置を、請求項１乃至９のいずれかに記載の画像処理装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項２０】
請求項１０乃至１８のいずれかに記載の画像処理方法を実現するためのプログラムコードを有することを特徴とする情報処理装置が実行可能なプログラム。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報処理装置が読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の画像、特に医用画像を位置合わせし、差分画像を取得する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医用画像診断の分野におけるデジタル画像の利用が進んでいる。例えば、半導体センサを使用してＸ線画像を撮影する装置は、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較して極めて広い放射線露出域にわたって画像を記録し、さらに画像の保存や伝送において効率的なシステムを構築し易いという実用的な利点を有している。
【０００３】
また、医用画像をデジタル化することで従来の銀塩写真では困難であった診断形態の可能性が生まれている。例えば、従来は患者の経過観察などのために異なる時点で撮影されたＸ線画像を比較する際には、フィルムをシャーカステンに架けて比較読影することが一般的に行われている。
【０００４】
一方、デジタル画像データを用いれば、異なる時点で撮影された２枚のデジタル画像を正常な解剖学的構造が一致するように位置合わせして差分処理を行って、差分画像を生成して出力し、この差分画像を元となった１対の画像と比較読影することにより、画像間の変化をより正確に把握することが可能となる。
【０００５】
このような処理方法を用いれば、例えば、異なる時点で撮影された２枚の胸部Ｘ線画像を位置合わせし、差分画像を生成することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図９は従来の差分画像の生成表示装置の構成を示すブロック図である。第１および第２画像は異なる時点で撮影された特定部位の医用画像データを示す。２枚の画像データは、濃度補正部１１において２枚の画像の画像信号の濃度値分布がほぼ等しくなるように補正され、位置合わせ部１２において解剖学的な構造の位置関係が求められて補正され、差分演算部１３において対応する画素間で差分処理が行われて差分画像が生成される。生成された差分画像は表示部１４において第１および第２画像と共に表示される。
【０００７】
上述したような半導体センサ等を用いて撮影されたデジタル医用画像に対しては、鮮鋭化や階調補正などの画像処理を行い、処理後の画像をフィルムに出力するか、医療用途に適したＣＲＴまたは液晶モニタに表示して読影を行うことが一般的である。したがって、図９における第１および第２画像は読影に適した特性となるように処理されたものである。
【０００８】
このような画像処理方法としては、処理対象となる医用画像を解析し、解析結果に基づいて階調補正などの所定の処理を適応的に行う方法がある。そのような処理を行うことにより、画像のコントラストを改善し、読影に適したものにすることが可能である（例えば、特許文献２参照）。このようにして読影用に処理された画像は、通常、同一部位に対してはほぼ一定の濃度値となる。
【０００９】
また、特許文献１においても、２枚の画像間の差分処理を行うのに先立って、画像間で濃度補正の前処理を行うことで、２枚の画像間の変化をより強調できることが開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許５，３５９，５１３号
【特許文献２】
特開平１１−８８６８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｘ線画像においては病変部分の変化が淡い陰影の変化として表れる場合がある。例えば、肺炎、結核に対する治療効果を治療前後で撮影した胸部Ｘ線画像の比較により判断する場合、しばしば病変部分の変化は淡い陰影の微妙な変化として現われるため、上述したような画像処理を行って濃度値を一定の値に合わせると、前述した差分処理を行って差分画像を読影する場合に陰影の変化を検出することが極めて難しくなる。
【００１２】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、複数のＸ線画像間における淡い陰影の変化のような微妙な差を高精細に描出することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、撮像装置から出力される複数の画像データを含む第１の画像データ群と、該第１の画像データ群の各画像データに所定の画像処理を施して得た第２の画像データ群と、前記第１及び第２の画像データ群の各画素データそれぞれの関連付けを示す関連付け情報とを記憶する記憶手段と、解析対象となる複数の画像について、前記関連付け情報に基づいて、前記第１の画像データ群の中から複数の画像データからなる第１の画像データ組を、前記第２の画像データ群の中から前記第１の画像データ組にそれぞれ関連する第２の画像データ組を選択する選択手段と、前記第２の画像データ組の複数の画像データ間の位置ずれ量を検出し、位置合わせ情報を出力する位置合わせ手段と、前記位置合わせ情報に基づいて、前記第１の画像データ組の画像データ間の位置合わせを行い、位置合わせ後の画像データ間の差分画像データを取得する演算手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の画像処理方法は、撮像装置から出力される複数の画像データを含む第１の画像データ群と、該第１の画像データ群の各画像データに所定の画像処理を施して得た第２の画像データ群と、前記第１及び第２の画像データ群の各画素データそれぞれの関連付けを示す関連付け情報とを記憶する記憶工程と、解析対象となる複数の画像について、前記関連付け情報に基づいて、前記第１の画像データ群の中から複数の画像データからなる第１の画像データ組を、前記第２の画像データ群の中から前記第１の画像データ組にそれぞれ関連する第２の画像データ組を選択する選択工程と、前記第２の画像データ組の複数の画像データ間の位置ずれ量を検出し、位置合わせ情報を出力する位置ずれ量演算工程と、前記位置合わせ情報に基づいて、前記第１の画像データ組の画像データ間の位置合わせを行う位置合わせ工程と、前記位置合わせ後の画像データ間の差分画像データを取得する演算工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。ただし、本実施の形態において例示される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態における画像処理装置２００およびＸ線画像の撮像装置１００の構成を示すブロック図である。同図において、撮像装置１００により生成されたＸ線画像データは画像処理装置２００の記憶部２に記憶され、選択部３を介して位置合わせ部４および差分演算部５に出力され、差分画像が生成されて最終的に表示部６において表示される。医師はこのようにして表示部６に表示された差分画像を読影することができる。
【００１７】
画像処理装置２００を実現する方法の１つとして、コンピュータとコンピュータに搭載されるソフトウェアとの組み合わせを用いることができる。この場合、記憶部２はコンピュータに接続されたハードディスク、光磁気ディスク等の記憶装置および媒体が、表示部６はＣＲＴ又は液晶モニタ等の表示装置が相当する。なお、撮像装置１００や上記の記憶装置および入出力装置は必ずしもコンピュータに直接接続されている必要はなく、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク媒体を介して論理的に接続されていてもよい。また、制御部８、選択部３、位置合わせ部４、差分演算部５はソフトウェアとして実現することが可能であり、各部はコンピュータ上で動作するソフトウェアを構成するモジュールとして実現することができる。あるいは他の実現方法として、制御部８、選択部３、位置合わせ部４、差分演算部５の一部もしくは全てをハードウェアにより構成することも可能である。
【００１８】
次に、図１を参照して各部の機能および動作について説明する。
【００１９】
撮像装置１００は不図示の被写体を透過したＸ線を検出してデジタル画像データを生成出力するものであり、センサ１０１および画像処理部１０２から構成されている。センサ１０１はデジタル画像データを出力するものであればよく、例えばＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）装置を用いることができる。
【００２０】
センサ１０１から出力される画像データの値は、通常、被写体を透過したＸ線量に比例する出力Ｅ０を対数変換した値ｌｏｇ（Ｅ０）であり、以降の説明においてこのセンサ１０１から出力される画像データを生画像データＲｎ（ｎは自然数）と呼ぶ。生画像データＲｎは撮像装置１から出力され記憶部２において記憶される。図１におけるＧ１は撮影が行われる度に生成される生画像データＲｎを表している。
【００２１】
一方、撮像装置１００では、生画像データＲｎに対して画像処理部１０２により読影に適した画像特性とするための処理が行われ、この処理された画像データも出力される。ここで行う処理には、前述した特許文献１及び２に開示されている方法を用いることができ、例えば階調補正や鮮鋭化などの処理が施される。以降の説明においてこの処理された画像データを診断画像データＱｎ（ｎは自然数）と呼ぶ。診断画像データＱｎも生画像データＲｎと同様に記憶部２において記憶される。図１におけるＧ２は、撮影が行われる度に生成される診断画像データＱｎを表している。
【００２２】
さらに、記憶部２には生画像データＲｎおよび診断画像データＱｎの関連付け情報が記憶される。この関連付け情報は、生画像データＲｎと、画像処理により生成された診断画像データＱｎとの対応を記述したものであり、撮像装置１００により生成され、画像処理装置２００に送られる。
【００２３】
制御部８は、不図示の外部入力により、記憶部２に記憶された画像データの差分処理を行うために各部の動作を制御するものであり、各処理部間の画像データのやり取りは制御部８により各処理部が連携して動作することにより行われる。
【００２４】
以下、制御部８により制御される本第１の実施形態における画像処理装置２００の各構成の処理について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２５】
まずステップＳ１００において、記憶部２に撮像装置１００から診断に用いる生画像データＲ１、Ｒ２（図１のＧ１に対応）および診断データＱ１、Ｑ２（図１のＧ２に対応）が入力され、記憶される。
【００２６】
次にステップＳ１０１において、選択部３は記憶部２に記憶された１対の生画像データＲ１、Ｒ２およびそれに対応する診断画像データＱ１、Ｑ２を入力する。ここでは、Ｒ１およびＱ１を過去に撮影された生画像データおよびその診断画像データ、Ｒ２およびＱ２を最近に撮影された同一患者の同一部位の画像データとする。部位としては、本第１の実施形態においては胸部画像を対象とするが、本発明はこれに限られることなく、他の部位の画像に関しても適用することが可能である。更に選択部３は入力した診断画像データＱ１、Ｑ２を位置合わせ部４に、生画像データＲ１、Ｒ２を差分演算部５に出力する。すなわち本第１の実施形態において図１のＧ３は生画像データＲ１およびＲ２、Ｇ４は診断画像データＱ１およびＱ２を表している。
【００２７】
ステップＳ１０２において、位置合わせ部４は２つの診断画像データＱ１、Ｑ２の画像間に存在する位置ずれを検出し、２つの画像間において対応する画素の位置を算出するためのパラメータを差分演算部５に出力する。
【００２８】
図２は位置合わせ部４の構成を示すブロック図である。位置合わせ部４に入力された第１及び第２画像（ここでは、診断画像データＱ１及びＱ２の画像）に対し、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）設定部４０１において画像の略対応する位置に複数の領域が設定される。図３は設定された１組のＲＯＩを図示したものであり、第１画像に対してテンプレートＲＯＩが、第２画像に対してサーチＲＯＩが設定されている。
【００２９】
ここで、テンプレートＲＯＩおよびサーチＲＯＩを１組として、複数のＲＯＩの組が入力画像に対して設定され、後続のマッチング部４０２においてテンプレートマッチングが行われる。テンプレートマッチングは、図３に示したように設定されたテンプレートＲＯＩ内の画像データとサーチＲＯＩ内の画像データとのマッチングを取りながらテンプレートＲＯＩの位置を変化させて最も一致度の高い位置を求め、テンプレートＲＯＩの設定位置との差を、２つの画像の局所的な位置ずれ量（以下、「シフトベクトル」と呼ぶ。）として出力するものである。
【００３０】
なおマッチングの具体的な方法としては、例えば「画像解析ハンドブック」（高木幹雄監修、東京大学出版会）等の文献に記載されているＳＳＤＡ法又は相互相関係数法などの公知の方法によることができる。マッチングは各ＲＯＩの組に対して行われ、複数のシフトベクトルが計算されて補間部４０３に出力される。
【００３１】
補間部４０３は入力したシフトベクトルに所定の補間モデルを適用し、モデルのパラメータを出力する。図４（ａ）は補間部４０３に入力されたシフトベクトルの例であり、２５箇所でマッチングを行った結果を示している。図４（ｂ）はシフトベクトルを補間して、任意の位置での位置ずれ量を表す格子パターンを図示したものである。ここで、補間モデルとしては例えば次式（１）で表される２次元多項式を用いることができる。
【００３２】
2004336662.tif 000003
【００３３】
上記式（１）の次数ｎは、差分画像の画質評価等に基づき予め適切な値が決定されているものとし、補間部４０３は最小二乗法により式（１）の係数を求めて位置合わせパラメータとして出力する。なお、本発明の補間モデルはこれに限定されるものではなく、例えばスプライン補間等の他の方法を採用しても良い。
【００３４】
次にステップＳ１０３で、図１の差分演算部５は位置合わせ部４から前述した位置合わせパラメータを入力し、選択部３からステップＳ１０１で入力された生画像データＲ１およびＲ２と入力した位置合わせパラメータを用いて、式（１）により生画像データＲ１の各画素位置をＲ２の対応画素位置に変換した補正画像データＲ１ｗを生成し、ステップＳ１０４において、式（２）に示すようにＲ２からＲ１ｗの画素ごとの差分を取って差分画像データＳを生成し出力する。
Ｓ（ｉ，  ｊ）＝Ｒ２（ｉ，  ｊ）−Ｒ１ｗ（ｉ，  ｊ）      …（２）
【００３５】
ステップＳ１０５において、表示部６は差分画像データＳおよび診断画像データＱ１、Ｑ２を入力し、表示装置の特性に適合するレベルに変換して同時に表示を行う。これにより医師が診断画像および差分画像を用いて読影を行うことができる。
【００３６】
なお、位置合わせ部４で行われるＲＯＩ設定及びマッチング補間処理による位置合わせパラメータの計算は、複数回行って精度を高めるようにしても良い。また、ＲＯＩ設定部４０１の前に図９の濃度補正部１１と同様な構成を設けても良い。但し、この場合は選択部３により位置合わせ部４に対する入力として生画像データが選択されている場合は、濃度補正部９による処理を省略することが望ましい。
【００３７】
また、診断画像データＱｎが生成される際、生画像データＲｎに対して領域抽出等の前処理が施されている場合は、位置合わせ部４においてＲＯＩ設定を行う前に、同様の前処理を施すことが望ましい。このような処理として、例えば撮影時の照射野絞り検出を行うようにしてもよい。
【００３８】
診断画像においては撮影において被写体と共に写しこまれた照射野絞りは除去されているが、同様に生画像データにおいても照射野絞りを除去することで、前述したように診断画像を用いて求めた位置合わせパラメータを、生画像データに対して適用することができる。
【００３９】
上述のように、第１の実施形態における画像処理装置によれば、撮像装置１００により得られた生画像データおよび診断画像データの中から、診断画像データを用いて得られた位置合わせパラメータにより生画像データを差分処理して差分画像を生成する。これにより次の効果を得ることができる。
【００４０】
淡い陰影の微妙な変化を差分処理により強調するためには、差分対象となる１対の画像において濃度の正規化処理は行わないことが好ましいが、同時に両者の位置合わせの精度を高めるためには正常な解剖学的構造が強調された画像を用いる方がよい。
【００４１】
しかしながら、通常透過Ｘ線量に比例する出力特性を持つ画像データはコントラストが低いために、パターンマッチングによる位置合わせの精度が低下する要因となる。したがって、第１の実施形態で説明したように、位置合わせ処理にはコントラストが改善された診断画像データを用い、差分処理には生画像データを用いることにより位置合わせの精度を低下させる事なく、微小な陰影の変化を描出することが可能となる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、選択部３は生画像データＲｎを差分処理演算部５に、診断画像データＱｎを位置合わせ部４に出力したが、位置合わせおよび差分処理を行う対象の画像データを外部入力に基づいて選択的に決定しても良い。本第２の実施形態では、位置合わせおよび差分処理を行う対象の画像データを外部入力に基づいて決定する場合について説明する。
【００４３】
図６は、本発明の第２の実施形態における画像処理装置２００’およびＸ線画像の撮像装置１００の構成を示すブロック図である。図６に示す構成は、図１に示す構成に加えて、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力部７を備えたものである。また、選択部３’が入力部７からの入力に基づいて選択動作を行うところが第１の実施形態と異なる。その他の構成は図１と同様であるので同じ参照番号を付し、説明を省略する。入力部７からは選択部３’に対して診断に関する情報が入力される。本第２の実施形態では、診断に関する情報とは読影上特に対象となる陰影の種類であり、一例として、腫瘍等に起因する結節性の陰影か、肺炎等に起因する淡い陰影かが指定されるものとする。
【００４４】
指定はキーボード、マウス等を用いてユーザが行っても良いし、画像データに付帯した診断情報から陰影の種類を自動的に選択するようにしても良い。
【００４５】
選択部３’は、入力した陰影の種類が結節性の場合は診断画像データＱ１およびＱ２を位置合わせ部４および差分演算部５に対して出力する。したがって、この場合は診断画像データＱｎのみを用いて２つの画像の位置合わせおよび差分処理が行われる。
【００４６】
一方入力した陰影の種類が淡い陰影の場合、選択部３’は第１の実施形態と同様に診断画像データＱ１およびＱ２を位置合わせ部４に、生画像データＲ１およびＲ２を差分演算部５に出力する。
【００４７】
なお、どちらの場合であっても表示部６には生成された差分画像と診断画像が表示される。
【００４８】
以下、制御部８により制御される本第２の実施形態における画像処理装置２００’の各構成の処理について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４９】
まずステップＳ２００において、記憶部２に撮像装置１００から診断に用いる生画像データＲ１、Ｒ２（図６のＧ１に対応）および診断データＱ１、Ｑ２（図６のＧ２に対応）が入力され、記憶される。
【００５０】
次にステップＳ２０１において、入力部７はユーザ操作又は画像データに付随した診断に関するデータから、差分画像において描出したい陰影の種類を選択部３’に入力する。ここで、陰影の種類は結節状又は淡い陰影のいずれかであるとするが、必ずしもこれに限定されるものでは無く、症例により生画像データ又は診断画像データから差分画像処理に適した組み合わせを選択するようにすればよい。
【００５１】
ステップＳ２０２では、陰影の種類が淡い陰影かどうかを判断し、淡い陰影の場合はステップＳ１０１に、そうでない場合はステップＳ２０３に進む。なおステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理は、第１の実施形態で説明した図５の同じステップ番号の処理と同じであるため、説明は省略する。
【００５２】
一方、ステップＳ２０３では、選択部３’より記憶された画像データが読み出され、診断画像データＱ１、Ｑ２を差分演算部５（図６のＧ３に対応）および位置合わせ部４に出力する（図６のＧ４に対応）。
【００５３】
次にステップＳ２０４では、位置合わせ部４は、図１のステップＳ１０２での説明した処理と同様にして、２つの診断画像データＱ１、Ｑ２の画像間に存在する位置ずれを検出し、２つの画像間において対応する画素の位置を算出するためのパラメータを差分演算部５に出力する。差分演算部５はステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で決定された位置合わせパラメータに基づいて診断画像データＱ１とＱ２が位置合わせし、上述した式（１）を用いて診断画像データＱ１の各画素位置をＱ２の対応画素位置に変換した補正画像データＱ１ｗを生成する。
【００５４】
更に、ステップＳ２０６において差分演算部５は、ステップＳ２０５における位置合わせ結果（補正画像データＱ１ｗ）に基づいて、診断画像データＱ１およびＱ２の対応する画素間で差分演算を行い、結果の差分画像データＳを出力する。
【００５５】
ステップＳ１０５では、表示部６は差分画像データＳおよび診断画像データＱ１、Ｑ２を入力し、表示装置の特性に適合するレベルに変換して同時に表示を行う。
【００５６】
上記の通り本第２の実施形態によれば、陰影の特性に応じて位置合わせおよび差分処理画像を選択するので、結節上の陰影の場合は陰影のコントラストが周囲に対して比較的高いため、その大きさの変化は診断画像データを差分することで十分得ることができる。一方淡い陰影の変化を対象とする場合、位置合わせは高コントラストの診断画像データを用いることで精度を確保しつつ、差分処理には生画像データを用いるため陰影濃度の変化に対して感度を保った差分画像を生成することができる。
【００５７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本第３の実施形態においては、図１または図６に示す画像処理装置２００または２００’のいずれを用いてもよい。
【００５８】
本第３の実施形態においては、撮像装置１００から出力される画像データの特性に応じて処理画像の選択を行う。すなわち、撮像装置１００から出力される画像データは通常、前述したように放射線量の対数値であるが、対数変換は行わず放射線量に比例する強度を持つ画像データが撮像装置１００から出力される場合、制御部８は差分演算部５に対して処理の切り替えを行う。
【００５９】
画像データが放射線量に比例する強度を持つ場合、差分演算部５は補正画像データＲ１ｗ（又はＱ１ｗ）とＲ２（又はＱ２）の差を以下のように計算する。
Ｓ（ｉ，  ｊ）＝ｌｏｇ（Ｒ２（ｉ，  ｊ）／Ｒ１ｗ（ｉ，  ｊ））      …（３）
【００６０】
このように生画像データＲｎが対数変換されていない場合は、差分演算部５における差分処理を減算から除算に切り替えることで、差分画像の意味付けが等価となる。したがって、対数変換された画像データを用いた場合と一貫性を持った差分画像を生成することができる。
【００６１】
図８は、本第３の実施形態における上述した処理を示すフローチャートである。図８に示す処理は制御部８により実行することができ、第１または第２の実施形態において図５または図７を参照して説明した処理の前に行うようにすればよい。
【００６２】
まずステップＳ３００において、制御部８は記憶部２に記憶された画像データからデータの種類を入力する。画像データの種類に関する情報は画像データに付帯しているものとするが、他の方法として別のファイル形式で記憶部２に保存するようにしても良い。又は、撮像装置１００から画像データ生成に係るパラメータとして入力するようにしてもよい。
【００６３】
ステップＳ３０１では画像データの種類を判断し、Ｌｏｇ（対数）の場合はステップＳ３０２に、Ｌｉｎｅａｒ（線形）の場合はステップＳ３０３に進む。
【００６４】
ステップＳ３０２では、制御部８は差分演算部５に対し、差分データの演算式に式（２）を選択するよう指示を与える。
【００６５】
一方、ステップＳ３０３では、制御部８は差分演算部５に対し、差分データの演算式に式（３）を選択するよう指示を与える。
【００６６】
以降に行う処理は第１または第２の実施形態で説明した処理と同様であるため説明は省略する。
【００６７】
上記の通り第３の実施形態によれば、撮像装置の出力データの特性に応じて差分処理を切り替えるため、常に一貫性を持つ差分画像を生成することができる。
【００６８】
【他の実施形態】
第２の実施形態では診断情報により選択部が処理対象画像の組み合わせを選択したが、撮影条件に基づいて選択するようにしてもよい。例えば、撮影時の線量に応じて線量が多い場合は生画像データのみを用いて位置合わせおよび差分演算処理を行い、線量が少ない場合は位置合わせに診断画像を用いるようにすれば、効率的に差分画像を生成することが可能となる。
【００６９】
また、上述した実施の形態においては、画像処理部１０２は撮像装置１００に含まれていたが、本発明による画像処理装置２００または２００’に含めるようにしても良い。
【００７０】
また、上記実施の形態においては、医用画像がＸ線画像であるものとして説明したが、Ｘ線画像に限るものではなく、電気的な医用画像データとして取得された複数の画像間の比較に用いることが可能であることは言うまでもない。
【００７１】
なお、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００７２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置（例えば図１の画像処理装置２００）に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体（例えば図１の記憶部２）に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。また、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）やＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）などのコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。
【００７３】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７４】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図５または図７、更に、図８に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００７５】
【発明の効果】
上記の通り本発明によれば、複数のＸ線画像間における淡い陰影の変化のような微妙な差を高精細に描出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における位置合わせ部の構成を示すブロック図である。
【図３】ＲＯＩの設定例を示す図である。
【図４】シフトベクトルを説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる撮像装置及び画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】従来の差分画像の生成表示装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２  記憶部
３、３’  選択部
４  位置合わせ部
５  差分演算部
６  表示部
７  入力部
８  制御部
１００  撮像装置
１０１  センサ
１０２  画像処理部
２００、２００’  画像処理装置
４０１  ＲＯＩ設定部
４０２  マッチング部
４０３  補間部
【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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