(57)【要約】【課題】３次元画像全体について画素値依存の係数を持った３次元空間フィルタリングを行う３次元空間フィルタ装置および方法を実現する。【解決手段】３次元空間フィルタで３次元画像のフィルタリングを行うにあたり、３次元画像の画素値の特性に応じて３次元空間フィルタの係数を変化させる。画素値の特性は、注目画素値、注目画素の近傍の画素の平均画素値または最大画素値または最小画素値または中間画素値または画素値の特性、注目画素値と他の画素値間の差分の絶対和や２乗和等で表す。【選択図】　　　図１１
2004070793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元空間フィルタで３次元画像のフィルタリングを行う３次元空間フィルタ装置であって、
前記３次元画像の画素値の特性に応じて前記３次元空間フィルタの係数を変える係数調節手段、
を具備することを特徴とする３次元空間フィルタ装置。
【請求項２】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項３】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の平均値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項４】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の最大値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項５】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の最小値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項６】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の中間値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項７】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の最大値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項８】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の最大値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項９】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の最小値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１０】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の最小値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１１】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の中間値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１２】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の中間値である、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１３】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素またはその近傍画素の画素値の特性に依存して３次元空間フィルタの係数が調節される、
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１４】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素とその近傍画素の標準偏差を用いる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１５】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の絶対値の和を用いる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１６】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の２乗和を用いる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の３次元空間フィルタ装置。
【請求項１７】
３次元空間フィルタで３次元画像のフィルタリングを行うにあたり、
前記３次元画像の画素値の特性に応じて前記３次元空間フィルタの係数を調節する、
ことを特徴とする３次元空間フィルタ方法。
【請求項１８】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項１９】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の平均値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２０】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の最大値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２１】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の最小値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２２】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の中間値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２３】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の最大値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２４】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の最大値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２５】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の最小値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２６】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の最小値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２７】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の中間値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２８】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の中間値である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項２９】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素またはその近傍画素の画素値の特性に依存して３次元空間フィルタの係数が調節される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項３０】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素とその近傍画素の標準偏差を用いる、
ことを特徴とする請求項２９に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項３１】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の絶対値の和を用いる、
ことを特徴とする請求項２９に記載の３次元空間フィルタ方法。
【請求項３２】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の２乗和を用いる、
ことを特徴とする請求項２９に記載の３次元空間フィルタ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は３次元空間フィルタ（ｆｉｌｔｅｒ）装置および方法に関し、特に、３次元画像について３次元空間フィルタリング（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を行う３次元空間フィルタ装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元画像の画質改善等のために、３次元画像について３次元空間フィルタリングが行われる。３次元空間フィルタリングの種類としては、例えばローパスフィルタリング（ｌｏｗ−ｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）やエッジ（ｅｄｇｅ）強調、相関検出用フィルタリング等がある。３次元空間フィルタリングは、３次元空間フィルタで画像データ（ｄａｔａ）上を走査しながら重畳することによって行われる。重畳はコンボリューション（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）とも呼ばれる。重畳の重み係数はフィルタ係数とも呼ばれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、３次元空間フィルタリングのフィルタ係数は予め設定した値に固定されていた。このため、例えばローパスフィルタリング等は３次元画像全体を通じて一様な強度で行われていた。
【０００４】
３次元画像が例えばＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｐｍｏｇｒａｈｙ）装置の複数枚の断層像であるとすると、それが低Ｘ線線量の断層像等である場合は、画像に含まれるノイズ（ｎｏｉｓｅ）は画素値が大きいところほど大きくなる場合がある。これは、画素値がＣＴナンバー（ＣＴ　ｎｕｍｂｅｒ）で表されることに由来する。すなわち、ＣＴナンバーはＸ線の減衰度を表す数値であるから、画素値が大きいほどＸ線が弱くなりＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ）が悪くなりノイズが増加する。
【０００５】
このような性質を持つ３次元画像について固定係数の３次元空間フィルタリングで例えばローパスフィルタリング等を行うと、画素値が大きいＳ／Ｎの悪い部分についての適切なフィルタリングは画素値が小さいＳ／Ｎの良い部分については過剰なフィルタリングとなる。また、画素値が小さいＳ／Ｎの良い部分についての適切なフィルタリングは画素値が大きいＳ／Ｎの悪い部分については不十分なフィルタリングとなる。このような場合は、３次元画像全体についての適切なフィルタリングを行えない場合である。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、３次元画像全体について画素値に依存した特性の異なる場合でも適切に３次元空間フィルタリングを行う３次元空間フィルタ装置および方法を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、３次元空間フィルタで３次元画像のフィルタリングを行う３次元空間フィルタ装置であって、前記３次元画像の画素値の特性に応じて前記３次元空間フィルタの係数を変化させる係数調節手段、を具備することを特徴とする３次元空間フィルタ装置である。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、３次元空間フィルタで３次元画像のフィルタリングを行うにあたり、前記３次元画像の画素値の特性に応じて前記３次元空間フィルタの係数を調節する、ことを特徴とする３次元空間フィルタ方法である。
【０００９】
（１）および（２）に記載の各観点での発明では、３次元画像の画素値の特性に応じて３次元空間フィルタの係数を変化させるので、３次元画像全体について３次元空間フィルタリングを適切に行うことができる。
【００１０】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値であることが、注目画素値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の平均値であることが、注目画素および近傍画素の画素値の平均値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１１】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の最大値であることが、注目画素および近傍画素の画素値の最大値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１２】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の最小値であることが、注目画素および近傍画素の画素値の最小値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１３】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素および近傍画素の画素値の中間値であることが、注目画素および近傍画素の画素値の中間値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１４】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の最大値であることが、注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の絶対値の最大値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１５】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の最大値であることが、注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の２乗の最大値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１６】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の最小値であることが、注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の絶対値の最小値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１７】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の最小値であることが、注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の２乗の最小値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１８】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の絶対値の中間値であることが、注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の絶対値の中間値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００１９】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の各々の画素の画素値の差分の２乗の中間値であることが、注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の２乗の中間値をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００２０】
前記特性は３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値の特性に依存して３次元空間フィルタの係数が調節されて画素値の特性をフィルタ係数に反映させる点で好ましい。
【００２１】
前記特性の指標の１つとして３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素とその近傍画素の標準偏差を用いることが、画素値の特性をフィルタ係数に反映させる点で好ましい場合もある。
【００２２】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の絶対値の和を用いることが、注目画素とその近傍画素の特性をフィルタ係数に反映させる点で好ましい場合もある。
【００２３】
前記特性の指標として３次元画像内のフィルタ重畳される注目画素の画素値とその近傍画素の画素値の差分の２乗和を用いることが、注目画素とその近傍画素の特性をフィルタ係数に反映させる点で好ましい場合もある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に３次元空間フィルタ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２５】
図１に示すように、本装置は画像獲得部１０２を有する。画像獲得部１０２は所定の対象に関する３次元画像を獲得するものである。そのような画像獲得部１０２としては、例えばＸ線ＣＴ装置が用いられる。Ｘ線ＣＴ装置は、ヘリカルスキャン（ｈｅｌｉｃａｌ　ｓｃａｎ）等により対象の複数枚の断層像すなわち３次元画像を撮影する。
【００２６】
なお、画像獲得部１０２としては、Ｘ線ＣＴ装置ばかりでなく、例えば磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｅｎｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）装置や超音波撮影装置等であってよく、また、医療分野に限らず非破壊検査や物理現象解析等他の分野の３次元画像獲得装置、例えば、産業用Ｘ線ＣＴ装置やラミノグラフィ（Ｌａｍｉｎｏｇｒａｐｈｙ）装置等であってよい。
【００２７】
画像獲得部１０２が獲得した３次元画像は画像処理部１０４に入力される。画像処理部１０４は入力された３次元画像について３次元空間フィルタリングを行う。画像処理部１０４には表示部１０６および操作部１０８が接続され、使用者がそれらを通じて必要に応じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に画像処理部１０４を操作できるようになっている。
【００２８】
画像処理部１０４は例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等によって構成される。図２に、画像処理部１０４の構成の一例をブロック図によって示す。同図に示すように、画像処理部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）４０２、メインメモリ（ｍａｉｎ　ｍｅｍｏｒｙ）４０４、外部メモリ４０６、画像入力インターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４０８、表示出力インターフェース４１０および操作入力インターフェース４１２をバス（ｂｕｓ）４１４で相互接続してなる。
【００２９】
画像入力インターフェース４０８には画像獲得部１０２が接続される。表示出力インターフェース４１０には表示部１０６が接続される。操作入力インターフェース４１２には操作部１０８が接続される。
【００３０】
外部メモリ４０６には、ＣＰＵ４０２を動作させるためのプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）が記憶されている。ＣＰＵ４０２がプログラムをメインメモリ４０４に読み出して実行し、画像処理部１０４として所定の機能を果たす。
【００３１】
外部メモリ４０６には、また、画像入力インターフェース４０８を通じて画像獲得部１０２から取り込んだ３次元画像データが記憶される。図３に、外部メモリ４０６に記憶された３次元画像データの概念図を示す。同図に示すように、３次元画像データは３次元の画素マトリクスを形成している。
【００３２】
３次元画素マトリクスの３軸の方向をそれぞれｘ，ｙ，ｚとすると、マトリクスサイズ（ｍａｔｒｉｘ　ｓｉｚｅ）は、例えば、ｘ方向およびｙ方向においていずれも５１２画素であり、ｚ方向において１００画素である。すなわち、５１２×５１２×１００のマトリクスとなっている。これは、画素数が５１２×５１２の断層像の連続１００スライス分の集合に相当する。
【００３３】
この３次元画像について、ＣＰＵ４０２により３次元空間フィルタリングを行う。３次元空間フィルタリングは、画像データを３次元空間フィルタを用いてコンボリューションすることにより行われる。
【００３４】
図４に、３次元空間フィルタの一例を示す。同図に示すように、３次元空間フィルタは３×３×３の構造の係数を持つ。なお、３次元空間フィルタサイズは３×３×３に限らず５×５×５や７×７×７、あるいは、２×２×２や４×４×４等適宜でよい。また、等方的にｘ，ｙ，ｚ方向のサイズが等しい代わりに等方的でなくてもよい。
【００３５】
３次元空間フィルタに対応してフィルタ係数が設定される。３次元空間フィルタは重畳（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）フィルタとも呼ばれる。図５に、重畳フィルタの一例を示す。
【００３６】
同図に示すように、重畳フィルタはサイズが同一の局所領域の各画素に１対１に対応しながら重畳演算を行う。各画素位置には係数がそれぞれ配置されている。そのような重畳フィルタ係数が予め外部メモリ４０６に記憶されている。
【００３７】
３次元空間フィルタリングとは、重畳フィルタを画像上で走査させ対応画素の画素値とそれぞれ積和演算した値を求めることである。これによって、重畳フィルタによる重畳積和演算結果画像が求められる。これが３次元空間フィルタリングである。
【００３８】
フィルタリングの特性は３次元空間フィルタにおける係数の値およびその配置によって定まる。図６に、３次元空間フィルタリングにおける係数の値およびその配置の例を示す。
【００３９】
同図の（ａ）は、すべての画素位置に同一の係数１／２７を配置した例である。このような係数設定により平均化すなわちローパスフィルタリングが行える。（ｂ）は中央ｙ方向の画素位置の係数をすべて０とし、その両側のｙ方向では一方の係数をすべて−１とし、他方の係数をすべて１としたものである。これによってｘ方向の１次微分すなわちエッジ強調が行える。（ｃ）は中央の係数を６とし、そのｘ，ｙ，ｚ方向の係数を−１としその他は０としたものである。これによって２次微分を行うことができる。
【００４０】
３次元空間フィルタリングではｘｙｚ軸のすべてに対して傾斜した方向でのエッジ強調を行うための係数設定も可能である。図７に、そのような係数設定の一例を示す。同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は３次元空間フィルタリングにおけるｚ軸に沿った３層のｘｙ空間フィルタ係数における係数設定例をそれぞれ示す。
【００４１】
第１層（ｚ−１）においては、（ａ）に示すように、右下がりの対角線方向に沿って係数１を配置し、これを境にした右側部分にはすべて１を配置し、左側部分では隅を除いて０を配置し、隅に−１を配置している。
【００４２】
第２層（ｚ）においては、（ｂ）に示すように、右下がりの対角線方向に沿って係数０を配置し、これを境にした右側部分にはすべて１を配置し、左側部分にはすべて−１を配置している。
【００４３】
第３層（ｚ＋１）においては、（ｃ）に示すように、右下がりの対角線方向に沿って係数−１を配置し、これを境にした左側部分にはすべて−１を配置し、右側部分では隅を除いて０を配置し、隅に１を配置している。
【００４４】
このような係数配置により、”右下”下がりの対角線方向でかつ第１層から第３層にかけて３次元空間フィルタを斜めに横切る方向に存在するエッジを強調することができる。
【００４５】
画像処理部１０４は、３次元空間フィルタにおける係数設定を注目画素の画素値の特性や画素値に応じて変更しながらフィルタリングする。３次元空間フィルタリングの画素値の特性としては、３次元空間フィルタリングの注目画素の画素値がある。その他には、近傍の画素値の平均値、最大値、最小値、中間値等がある。
【００４６】
また、下記の各式で与えられる値をそれぞれ画素値の特性とすることができる。
【００４７】
【数１】
2004070793.tif 000003
【００４８】
【数２】
2004070793.tif 000004
【００４９】
【数３】
2004070793.tif 000005
【００５０】
【数４】
2004070793.tif 000006
【００５１】
【数５】
2004070793.tif 000007
【００５２】
【数６】
2004070793.tif 000008
【００５３】
（１）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の絶対値の最大値を表す実施の形態の一例である。
（２）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の２乗の最大値を表す。
【００５４】
（３）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の絶対値の最小値を表す。
（４）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の２乗の最小値を表す。
【００５５】
（５）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の絶対値の中間値を表す。
（６）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の２乗の中間値を表す。
【００５６】
また、３次元空間フィルタリングにおける画素値の特性の一例として標準偏差で表すことができる。標準偏差の他の例としては、下記の各式で与えられる値をそれぞれ特性の指標の一例とすることができる。
【００５７】
【数７】
2004070793.tif 000009
【００５８】
【数８】
2004070793.tif 000010
【００５９】
（７）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の絶対値の和を表す。
（８）式は、３次元空間フィルタリングにおける注目画素の画素値とその他の画素の画素値の差分の２乗和を表す。
【００６０】
図８に、画像処理部１０４の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。画像処理部１０４の動作は、実質的にＣＰＵ４０２の動作である。同図に示すように、３次元空間フィルタが走査を開始する。ます、ステップ（ｓｔｅｐ）７０２で、初期化が行われる。これによって、注目画素の初期位置はｘ＝０，ｙ＝０，ｚ＝０とされる。
【００６１】
次に、ステップ７０４で、注目画素および近傍画素の画素値が３次元画像から読み出される。
次に、ステップ７０６で、特性決定が行われる。特性は、上記の注目画素値、近傍最大値、近傍最小値などのうちのいずれか１つが、利用すべき特性として予め決められている。
【００６２】
例えば、使用者により指定された特性が３次元空間フィルタの注目画素の画素値であったとすると、入力画像の値Ｇ０（ｘ，ｙ，ｚ）が読み込まれる。以下、３次元空間フィルタの注目画素の画素値を特性として利用する例で説明するが、他の場合も同様になる。
【００６３】
次に、ステップ７０８で、３次元空間フィルタの係数設定が行われる。ＣＰＵ４０２は、本発明における係数調節手段の実施の形態の一例である。３次元空間フィルタの係数設定は、ステップ７０６で決定した特性、すなわち、例えば注目画素の画素値に応じて行われる。以下、注目画素の画素値を注目画素値ともいう。
【００６４】
係数設定は例えば次のような要領で行われる。３次元画像がＸ線ＣＴ装置によって獲得した複数枚の断層像であり、３次元空間フィルタがローパスフィルタである場合、フィルタリングの強度は注目画素値が大きいほど強く、注目画素値が小さいほど弱くなるように係数設定を行う。言い換えれば、注目画素値が大きいほど平均化を強くし、注目画素値が小さいほど平均化を弱くするような係数設定を行う。
【００６５】
図９に、強いローパスフィルタリングを行うための係数設定の例を示す。同図に示すように、３次元空間フィルタのすべての画素位置に係数１／２７を設定する。このように係数の和が”１”になるように規格化された係数設定により、注目画素および近傍画素のすべての画素値を同じ重みで重畳した値が得られる。この単純平均は強い方のローパスフィルタとする。
【００６６】
図１０に、弱いローパスフィルタリングを行うための係数設定の例を示す。同図に示すように、３次元空間フィルタのｘｙ平面の各層において中央および上下左右の画素位置に係数１／１５を設定し、残りの部分に計数０を設定する。このように係数の和が”１”になるように規格化された係数設定により、係数が０の部分の画素値は重畳から除外されるので、その分だけ平均化の程度が弱くなる。
【００６７】
係数０を設定する画素位置を多くするほど平均の程度は弱くなり、図１１の（ａ）および（ｃ）にそれぞれ示すように、第１層および第３層において、係数１／７の設定は中央だけにして他を０とすることにより、さらに弱い平均化を行うことができる。さらに、図１２に示すように、係数１は注目画素だけにして他をすべて０とすることにより、変化なしとなる。
【００６８】
注目画素値に対応した係数の設定は、予め定めたアルゴリズム（ａｌｇｏｒｉｓｍ）もしくは式の計算によって行う。あるいは、注目画素値と係数との対応表を予め記憶しておきそれを参照して係数設定を行うようにしてもよい。
【００６９】
次に、ステップ７１０で、重畳（コンボリューション）が行われる。重畳（コンボリューション）は、上記のように係数が設定された３次元空間フィルタを用いて、３次元空間フィルタの走査される画素に対して重畳を行う処理である。注目画素とその近傍の画素に対して３次元空間フィルタをコンボリューションした結果により注目画素の３次元空間フィルタリング出力値が得られる。
【００７０】
Ｘ線ＣＴ装置で撮影した断層像は、前述のように画素値が大きいところほどノイズが大きく画素値が小さいところほどノイズが小さいので、このように、注目画素値が大きいところほど平滑化を強くし、注目画素値が小さいところほど平滑化を弱くすることにより、複数枚の断層像のローパスフィルタリングを画像全体にわたって適切に行うことができる。
【００７１】
Ｘ線ＣＴ装置で撮影した断層像とは異なり、例えばＭＲＩ装置で撮影した画像のように、画素値が大きいところほどノイズが小さく画素値が小さいところほどノイズが大きい３次元像については、上記の例とは逆に、注目画素値が大きいところほど平滑化を弱くし、注目画素値が小さいところほど平滑化を強くすることにより、画像全体にわたってローパスフィルタリングを適切に行うことができる。
【００７２】
ローパスフィルタリング以外の、例えば１次微分や２次微分においても上記に準じて係数設定を行うことにより、３次元画像全体にわたって適切な処理を行うことができる。
【００７３】
次に、ステップ７１２で、出力画像への画素値書き込みが行われる。書き込まれた画素値はフィルタリング後の３次元出力画像となる。
次に、ステップ７１４で、ｘ＝ｘ＋１とする。これによって、注目画素の位置がｘ方向に１つ移動する。次に、ステップ７１６でｘ＝Ｎであるか否かを判定する。Ｎは入力画像のｘ方向の画素数である。否の場合はステップ７０４に戻り、ステップ７０４〜７１６の処理を順次行う。ｘ＝Ｎになるまでこれを繰り返す。
【００７４】
ｘ＝Ｎとなったとき、ステップ７１８で、ｘ＝０，ｙ＝ｙ＋１とする。これによって、注目画素の位置がｙ方向に１つ移動する。次に、ステップ７２０でｙ＝Ｎであるか否かを判定する。Ｎは入力画像のｙ方向の画素数である。
【００７５】
否の場合はステップ７０４に戻り、ステップ７０４〜７１６の処理をｘ＝Ｎになるまで繰り返し、ｘ＝Ｎになるたびｙを１ずつ増加させながら、ｙ＝Ｎになるまで繰り返す。
【００７６】
ｙ＝Ｎとなったとき、ステップ７２２で、ｘ＝０，ｙ＝０，ｚ＝ｚ＋１とする。これによって、注目画素の位置がｚ方向に１つ移動する。次に、ステップ７２４でｚ＝Ｍであるか否かを判定する。Ｍは入力画像のｚ方向の画素数である。
【００７７】
否の場合はステップ７０４に戻り、ステップ７０４〜７１６の処理をｘ＝Ｎになるまで繰り返し、ｘ＝Ｎになるたびｙを１ずつ増加させながらｙ＝Ｎになるまで繰り返し、ｙ＝Ｎになるたびｚを１ずつ増加させながら、ｚ＝Ｍになるまで繰り返す。ｚ＝Ｍになったとき３次元空間フィルタリングは終了である。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画素値依存の係数を持った３次元空間フィルタリングを行う３次元空間フィルタ装置および方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】画像処理部のブロック図である。
【図３】３次元画像データの概念図である。
【図４】３次元空間フィルタの概念図である。
【図５】重畳フィルタの概念図である。
【図６】３次元空間フィルタにおける係数設定例を示す図である。
【図７】３次元空間フィルタにおける係数設定例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図９】３次元空間フィルタにおける係数設定例を示す図である。
【図１０】３次元空間フィルタにおける係数設定例を示す図である。
【図１１】３次元空間フィルタにおける係数設定例を示す図である。
【図１２】３次元空間フィルタにおける係数設定例を示す図である。
【符号の説明】
１０２　画像獲得部
１０４　画像処理部
１０６　表示部
１０８　操作部
４０２　ＣＰＵ
４０４　メインメモリ
４０６　外部メモリ
４０８　画像入力インターフェース
４１０　表示出力インターフェース
４１２　操作入力インターフェース
【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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