(57)【要約】【課題】解像度分布を有する画像センサから得られる画像に対して効果的な画質改善を行なうことを可能とする。【解決手段】Ｘ線撮影装置は、Ｘ線を照射するＸ線源１０３と、Ｘ線源１０３から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器１１０と、Ｘ線検出器１１０の解像度分布を保持し、Ｘ線検出器１１０より得られた画像について、注目画素に対応した解像度を解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行する画像処理ユニット１１５と、処理された画像を出力する画像出力ユニット１２０とを有する。【選択図】  図１
2005005792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像センサより得られた画像を処理するための画像処理方法であって、
前記画像センサの解像度分布を保持し、
注目画素に対応した解像度を前記解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記鮮鋭化処理の実行は、前記解像度に応じて選択された空間フィルタを作用させて前記注目画素の画素値を得ることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記画像センサより得られた画像に基づいてＸ線量分布を取得し、
前記鮮鋭化処理のレベルは、前記注目画素に関して前記解像度分布より得られる解像度と前記Ｘ線量分布より得られるＸ線量とに基づいて選択されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記鮮鋭化処理のレベルは、更に前記画像センサより得られた画像の撮影部位を考慮して選択されることを特徴とする請求項１または３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記解像度が低くなるにつれて前記鮮鋭化処理における強調度が増加するように前記鮮鋭化処理のレベルが選択されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記Ｘ線量が多くなるにつれて前記鮮鋭化処理における強調度が増加するように前記鮮鋭化処理のレベルが選択されることを特徴とする請求項４に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記解像度分布が、前記画像センサに対して測定されたｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦに基づいて作成される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方法。
【請求項８】
前記解像度分布が、前記画像センサにＸ線を一様に照射して得られた標準偏差に基づいて得られる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方法。
【請求項９】
画像センサと、
前記画像センサの解像度分布を保持する保持手段と、
前記画像センサより得られた画像について、注目画素に対応した解像度を前記解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行する処理手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の解像度分布を保持する保持手段と、
前記Ｘ線検出器より得られた画像について、注目画素に対応した解像度を前記解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行する処理手段と、
前記処理手段で処理された画像を出力する出力手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線デジタル画像に好適な画像処理方法および装置並びにＸ線撮影装置に関するものであり、特に、Ｘ線デジタル画像の鮮鋭化処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線撮影において、検診者のＸ線像を取得するＸ線センサとして従来から用いられていたのは、カセッテにフィルムと増感紙を挟んだＦｉｌｍ／Ｓｃｒｅｅｎ系（Ｆ／Ｓ）であった。
【０００３】
近年では、Ｘ線像をリアルタイムで直接にデジタル出力に変換できるＸ線センサが提案されている。例えば、石英ガラスから成る基板上にアモルファス半導体を挟んで、透明導電膜と導電膜から成る固体光検出素子をマトリクス状に配列した固体光検出器と、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体とを積層したＸ線検出器がある。このＸ線検出器を用いた場合のＸ線デジタル画像の取得過程では、Ｘ線検出器に対象物を透過したＸ線を照射することにより、Ｘ線が蛍光体で可視光に変換され、この可視光が固体光検出素子の光電変換部により電気信号として検出される。こうして得られた電気信号は各固体光検出素子から所定の読み出し方法により読み出され、Ａ／Ｄ変換され、Ｘ線画像信号が得られる。上述のＸ線検出器の詳細は、特許文献１に記載されている。また蛍光体を用いずに直接Ｘ線を固体光検出器で取得するＸ線検出器も多数提案されている。また、特殊な蛍光体である蓄積性蛍光体にＸ線信号を照射し、レーザで輝尽発光させ、輝尽発光光を光検出素子で検出することによりＸ線デジタル画像を取得するＸ線検出器も多数提案されている。
【０００４】
蛍光体を用いたＸ線検出器における蛍光板は、粉体蛍光体を用いて作成された蛍光板と、蛍光体を針状に結晶成長させて作成された蛍光板とがある。一般に蛍光体を厚く（質量厚さ等を厚く）すると、Ｘ線の吸収効率は上がるが、解像度は劣化する。蛍光体を針状に結晶させると、蛍光体内で発光した光が針状結晶により光ファイバーのように固体検出器へ伝達されるので、蛍光体を厚くしても解像度の劣化が少ない。したがって、蛍光体を針状に結晶成長させて作成された蛍光板は、Ｘ線吸収が高くかつ解像度が高いという特徴をもつ。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１１６０４４公報
【非特許文献１】
Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．，１１（３），２７８−２９５，１９８４
【非特許文献２】
畑川他、矩形波チャートを用いたディジタル系のＭＴＦ測定の検討    日本放射線技術学会雑誌  第５３巻  第１１号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、粉体蛍光体を塗布して作成する場合には、一様に性能にムラのない大面積の蛍光板が、安価に作成できる。これに対し、針状に結晶成長させて作成する場合、蛍光体は真空蒸着により針状に成長させることが必要であり、製造技術的に一様に性能ムラのない大面積の蛍光板を安価に作成することは難しい。性能ムラがＸ線検出器に存在すると、画質に悪影響を及ぼす。特に、この性能ムラの一つとして、蛍光板上の場所によって解像度が異なるという解像度分布が存在してしまうことが挙げられる。この解像度分布は、中心部と周辺で画質の鮮鋭度を変化させるものであり、Ｘ線画像診断上好ましくない。
【０００７】
図１１は上述したＸ線検出器の解像度分布について説明した図である。図１１（ａ）、（ｂ）は、Ｘ線検出器の解像度を示すｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦを示したグラフである。なお、ｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）については、非特許文献１、２を参照のこと。
【０００８】
図１１（ａ）は、Ｘ線検出器における中心付近と端付近の解像度を示している。横軸は、空間周波数（Ｓｐａｃｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（単位はｌｐ／ｍｍ：１ｍｍの間に存在する白黒ラインのペア数）であり、縦軸はｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦである。図１１（ａ）に示されるＸ線検出器の解像度分布例では、各空間周波数帯で、中心の解像度が端の解像度より優れていることを示している。
【０００９】
また、図１１（ｂ）はＸ線検出器の中心付近から端付近へかけての解像度の分布を示している。横軸はＸ線検出器の中心（中心とはＸ線検出器のＸ線検出面が長方形であれば、その長方形の対角線の交点を指す）からの距離であり、縦軸はｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦである。各データ系列は、１．０ｌｐ／ｍｍ間隔ごとの空間周波数でのｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦの値を示している。図１１（ｂ）のグラフより中心付近からなだらかにｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦが変化しており、前空間周波数にわたって、中心付近のｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦが端より優れているのが分かる。
【００１０】
以上、図１１（ａ）、（ｂ）で示した例では、Ｘ線検出器の解像度がＸ線検出器の中心に対し、同心円状に半径の大きさに従って変化していくのが理解される。蛍光板を結晶成長させて作成する場合、蛍光体は真空蒸着により結晶成長させることが必要で、性能分布の均質性は蒸着釜の大きさに依存する。しかし、蒸着釜を大きくすれすればする程蛍光体の価格が上昇し、現実問題として、一様に性能にムラのない大面積の蛍光板を作成することは難しい。
【００１１】
一方、Ｘ線画像を診断する医師は、多数のＸ線画像を見てきているので、Ｘ線画像における画質の変化に対して敏感であり、図１１（ａ）、（ｂ）に示すような解像度の変化を改善する必要性がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、解像度分布を有する画像センサから得られる画像に対して効果的な画質改善を行なうことを可能とすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明による画像処理方法は、
Ｘ線検出器より得られた画像を処理するための画像処理方法であって、
前記Ｘ線検出器の解像度分布を保持し、
注目画素に対応した解像度を前記解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
第１実施形態は、Ｘ線検出器の解像度分布を改善するＸ線撮影装置を説明する。
【００１６】
図１は第１実施形態によるＸ線撮影装置の好適な一例を示す概略的構成図である。図１において、１００はＯＰＵ（オペレーションユニット）、１０３はＸ線源、１０５は被写体、１１０はＸ線検出器、１１５は画像処理ユニット、１２０は画像出力ユニットである。
【００１７】
まずＯＰＵ１００によりＸ線撮影部位情報が操作者により入力される。Ｘ線撮影部位情報は、撮影する被写体の部位やＸ線撮影条件などである。Ｘ線撮影部位情報の入力により、Ｘ線検出器１１０が撮影可能状態となる。撮影者がＸ線検出器１１０の撮影可能状態を確認して、撮影開始を指示すると、Ｘ線源１０３よりＸ線が照射される。照射されたＸ線は、被写体１０５を透過してＸ線検出器１１０に入射する。入射されたＸ線は、Ｘ線検出器１１０で検出され、被写体１０５のＸ線象がＸ線デジタル画像として取得される。
【００１８】
取得されたＸ線デジタル画像は、画像処理ユニット１１５によりＸ線検出器１１０の画素のばらつきを補正する処理や、Ｘ線デジタル画像のダイナミックレンジを調整する処理や、Ｘ線デジタル画像の鮮鋭化処理や、階調処理等を受ける。画像出力ユニット１２０は、Ｘ線デジタル画像を表示するモニタや、Ｘ線デジタル画像をフィルム等に出力するプリンタや、Ｘ線デジタル画像を保存するストレージサーバ等で構成されている。画像処理ユニット１１５により処理されたＸ線デジタル画像は、画像出力ユニット１２０に送られ、モニタ表示され、また必要ならばプリンタからフィルム出力されて、被写体の診断に使用される。また、Ｘ線デジタル画像は、次回の診断等に備えストレージサーバ等に保存される。
【００１９】
図２は、Ｘ線検出器１１０の解像度の分布を示す指標である解像度分布データを示す図である。解像度分布データとは、Ｘ線検出器１１０のある位置（図２では、Ｘ、Ｙ座標で示される）における解像度を指し示す指標である。解像度分布データのある位置における数値からその位置での解像度が分かるものならなんでもよい。図１１（ｂ）に示したように、Ｘ線検出器１１０のＸ線検出面上の複数位置における、解像度に対応するｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦを用いることにより、解像度分布データが作成できる。
【００２０】
例えば、Ｘ線検出器１１０のＸ線検出面の位置をＸ軸、Ｙ軸で表して、その位置における解像度を、空間周波数が３．０ｌｐ／ｍｍでのｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦ値を代用することで図２に示すような解像度分布データを作成できる。以下ではこのような解像度分布データを使用して、鮮鋭化処理をするプロセスを説明する。
【００２１】
図３は、図２或いは図１１で示した解像度分布を改善する第１実施形態の鮮鋭化処理を説明する図である。図３において、３０５は解像度分布データ、３１０は空間フィルタテーブル、３１５は空間フィルタ、３２０は原画像である。
【００２２】
解像度分布データ３０５は、画像上の画素位置と解像度の指標の関係を表したデータである。図２で示した例のように、ここではＸ線検出器１１０の解像度は同心円状に変化する例を示している。なお、解像度の指標は、図１１に示したｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦのように連続的に変化する指標でも良いし、図３に示すような同心円状の領域で区切られた離散的な指標でも良い。
【００２３】
Ｘ線画像上で画素位置が確定すると、解像度分布データ３０５上での画素位置が定まり、その画素位置に対応する解像度の指標が決まる。そして、定まった解像度の指標に基づき、空間フィルタテーブル３１０より空間フィルタ３１５が選択される。ここで空間フィルタテーブル３１０には、Ｘ線画像上で解像度が良い画素位置では強調度が少ない空間フィルタが、解像度が劣る画素位置では強調度が強い空間フィルタが空間フィルタ３１５として選択されるように、解像度の指標と対応付けられている。
【００２４】
こうして選択された空間フィルタを原画像３２０に作用させることで、フィルタリング処理がなされる。これをＸ線画像上のすべての画素位置で行うことにより、Ｘ線検出器上の解像度分布が改善され、診断上違和感のないＸ線デジタル画像が得られるという効果がある。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図４は、図２或いは図１１で示した解像度分布を改善する、第２実施形態による鮮鋭化処理を説明する図である。第１実施形態では解像度分布を指標として空間フィルタを選択したが、第２実施形態では解像度分布とＸ線量を指標として空間フィルタを選択する。Ｘ線量を指標として導入することにより、Ｘ線量子ノイズを過度に強調し、画質を劣化させてしまうことを防ぐ。
【００２６】
図４において、４０５は解像度分布データ、４０７は線量指標データ、４１０は空間フィルタテーブル、４１５は空間フィルタ、４２０は原画像である。なお、Ｘ線の線量を指標にする理由は、Ｘ線の線量が多いほど、Ｘ線による量子ノイズやシステムノイズが画像上で目立たなくなり、ＳＮＲの良い画像が得られるからである。従って、Ｘ線量が多い部分では鮮鋭化の強度を大きくしてもノイズの増幅は少ない。一方、Ｘ線量の少ない部分では、鮮鋭化の強度を大きくするとノイズが増幅されやすくなってしまう。
【００２７】
図４では、空間フィルタ４１５が、解像度とＸ線線量の２つの指標に対して選択されるように空間フィルタテーブル４１０が構成されている。そのため、空間フィルタテーブル４１０は解像度とＸ線線量の２つの指標に対する２次元のテーブルとなっている。
【００２８】
また、線量指標データ４０７は、Ｘ線検出器１１０に入射したＸ線量に比例したデータであり、フィルタリング処理の対象となる撮影されたＸ線デジタル画像から作成される。Ｘ線量に比例した画素値をもつＸ線デジタル画像を、そのまま線量指標データ４０７に用いてもよい。しかしながら、画像上のノイズや微細構造により画素値により示された線量が変動するので、本実施形態では、このＸ線デジタル画像にローパスフィルタ４２５を掛けたものを線量指標データ４０７として用いる。
【００２９】
図４において、Ｘ線画像上で画素位置が確定すると、解像度分布データ４０５上での画素位置が定まり、その画素位置に対応する解像度の指標が決まる。次に、線量指標データ４０７を参照することにより、同画素位置での線量の指標が決まる。こうして定まった解像度と線量の２つの指標に基づき、２次元の空間フィルタテーブル４１０より空間フィルタ４１５が選択される。ここで空間フィルタ４１５は、Ｘ線画像上で解像度が良い画素位置では強調度が少ないフィルタで、解像度が中心に比べ劣る画素位置では強調度が強いフィルタであり、かつ線量が多いところでは強調度が強いフィルタで、線量が少ないところでは強調度が少ないフィルタになっている。空間フィルタ４１５は、２つの指標によって選択されたフィルタの効果が両者の掛算となるように選択される。
【００３０】
以上のようにして選択された空間フィルタを原画像４２０に作用させることでフィルタリング処理がなされる。これをＸ線画像上のすべての画素位置で行うことにより、Ｘ線検出器上の解像度分布が改善される。さらに、第２実施形態によれば、Ｘ線量のＳＮＲの違いを考慮したフィルタリング処理が実現されるので、Ｘ線量子ノイズやシステムノイズ等の画像上のノイズを強調しすぎることなく、診断上違和感のないＸ線デジタル画像が得られるという効果がある。
【００３１】
＜第３実施形態＞
図５は、図２或いは図１１で示した解像度分布を改善するための第３実施形態による鮮鋭化処理を説明する図である。第３実施形態では、第２実施形態で説明した空間フィルタの選択基準に、更に被写体の撮影部位を導入するものである。すなわち、Ｘ線量子ノイズを過度に強調して画質を劣化させないようにするフィルタリング処理を各撮影部位に応じて行うものである。各撮影部位に応じてフィルタリング処理を変える理由は、被写体の手部や足部などの骨を撮影したＸ線デジタル画像では、高い周波数領域に診断上重要な情報が多い。また、胸椎や腹部等では、低い周波数領域に診断上重要な情報が多いなど、撮影する部位により強調処理をする周波数帯を変えた方が良いからである。
【００３２】
図５において、５０５は解像度分布データ、５０７は線量指標データ、５１０は空間フィルタテーブル、５１５は空間フィルタ、５２０は原画像、５２５はローパスフィルタである。第３実施形態では、解像度とＸ線線量と撮影部位の３つの指標に対して空間フィルタ５１５が選択される。このため、空間フィルタテーブル５１０は解像度とＸ線線量と撮影部位の３つの指標に対して空間フィルタを特定することのできる３次元のテーブルとなっている。
【００３３】
まず、ＯＰＵ１００により撮影部位が選択される。この撮影部位の選択により、撮影部位ごとに分かれていた空間フィルタテーブル５１０の１つが選択される。選択された１つのテーブルは、２次元の空間フィルタテーブル（第２実施形態の空間フィルタテーブル４１０と同様の構成）に対応している。従って、当該撮影部位に対応する２次元の空間フィルタテーブルから、解像度とＸ線量に基づいて空間フィルタ５１５が選択され、原画像５２０にフィルタリング処理が施されることになる。
【００３４】
以上のように、撮影する部位を加味して空間フィルタ５１５を変えることで、撮影部位ごとに、診断領域の周波数帯に適した鮮鋭化処理を適応させることができ、医師の診断を効果的に支援する効果がある。
【００３５】
以上図５に説明した３次元の空間フィルタテーブル５１０において、それぞれの次元は３つの指標に対応していたが、実際の実施形態においては、３次元のうちの１次元、または２次元を任意に選択できることは言うまでもない。例えば、解像度と撮影部位から空間フィルタを選択するようにしてもよいし、Ｘ線量のみから、或いは撮影部位のみから空間フィルタを選択するようにしてもよい。
【００３６】
以上説明してきた第１乃至第３の実施形態における細部について以下、説明する。
【００３７】
［フィルタリング処理］
まず、第１乃至第３実施形態における、空間フィルタによるフィルタリング処理について説明する。
【００３８】
図６は図３〜図５で説明した空間フィルタ３１５、４１５、５１５によるフィルタリング処理を説明したものである。図６において“＊”はコンボルーションを表している。フィルタリング処理は例えば３×３フィルタの場合、図６のように行われる。この３×３フィルタのフィルタリング処理により、画素値Ｉ（ｘ，ｙ）で表される画像の各画素位置（ｘ，ｙ）における画素値Ｉ’（ｘ，ｙ）は以下の式１によって算出される。
【００３９】
【数１】
2005005792.tif 000003
【００４０】
フィルタが３×３以外の時は、ｍとｎの和の範囲が変わるのみであることは容易に推測できる。ここで、ａ（ｍ，ｎ）が、空間フィルタ３１５、４１５、５１５に対応する。
【００４１】
［空間フィルタの周波数特性］
次に、第１乃至第３実施形態に用いられる空間フィルタの周波数と区制について説明する。
【００４２】
図７は上記各本実施形態で利用される空間フィルタ３１５、４１５、５１５の周波数特性について説明する図である。空間フィルタ３１５、４１５、５１５は、図７に示す周波数特性の関数をフーリエ変換し、サンプリングすることで得られる。つまり空間フィルタ３１５、４１５、５１５として利用される各空間フィルタの特性は、空間フィルタと１対１に対応している図７に示す関数の周波数特性によって決まる。
【００４３】
図７に示す関数は、レベル１からＮに至るにつれ、高周波成分が高くなっている。これは、空間フィルタ３１５、４１５、５１５でフィルタリング処理をするにおいて、レベル１からＮに至るにつれ、画像の高周波成分がより強く強調されていくことを示している。したがって、Ｘ線検出器１１０の解像度分布を改善する効果を得るには、解像度が低くなっていく画素位置に従って、レベル１からＮへと高周波成分が高くなる空間フィルタを順次に選択するようにすればよい。また、Ｘ線量子ノイズやシステムノイズを強調しすぎることなく各線量に対して、適した強調処理を行うにはＸ線量が多くなるに従って、レベル１からＮへと高周波成分が高くなる空間フィルタを選択すればよい。また、骨や細かい血管などより高周波成分の多い診断画像を強調するには、レベル１からＮへと高周波成分が高くなる空間フィルタを選択すればよい。
【００４４】
以上説明したことを数式を用いて説明する。図７に示す周波数領域の関数をＦ（Ｍ，Ｘ，Ｐ）とする。ここでＭはｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦの値であり、ＸをＸ線の線量に比例した画素値とし、Ｐを撮影部位とする。ＸとＰを固定して、Ｍがある空間周波数の値を単位として小さくなって行くにつれて、Ｆ（Ｍ，Ｘ，Ｐ）はレベル１からＮへと高周波成分が高くなる関数となる。また、ＭとＰを固定して、Ｘが大きくなるにつれ、Ｆ（Ｍ，Ｘ，Ｐ）はレベル１からＮへと高周波成分が高くなる関数となる。更に、ＭとＸを固定して、Ｐが骨や細かい血管などより高周波成分の多い診断となる場合は、Ｆ（Ｍ，Ｘ，Ｐ）はレベル１からＮへと高周波成分が高くなる関数となる。
【００４５】
なお、図７に示す関数群ではすべての周波数領域で増加していくか減少していく関数群の例を示したが、ある一部の周波成分の領域のみが、それぞれパラメーターＭ、Ｘ、Ｐに対し単調増加、または単調減少する関数群でも良い。
【００４６】
以上のように、解像度が小さくなるにつれ、またＸ線の線量が大きくなるにつれ、また診断領域が細かい高周波成分が多くなるにつれ、レベル１からＮへと高周波成分が高くなる周波数特性をもつ空間フィルタを選択することにより、Ｘ線検出器１１０の解像度分布が改善される。またＸ線量子ノイズやシステムノイズを強調しすぎることなく、撮影部位により最適な鮮鋭化処理がされたＸ線デジタル画像が得られるという効果もある。
【００４７】
［画像復元処理のフローチャートについて］
図８はＸ線検出器１１０の解像度分布の改善処理、ならびにノイズの過度強調をさける鮮鋭化処理、さらに撮影部位ごとに最適な鮮鋭化処理を含む画像復元処理を示すフローチャートである。以下では、空間フィルタの特定に解像度、Ｘ線量、撮影部位を用いる第３実施形態の処理を説明するが、第１実施形態の処理は図８の処理からＸ線量、撮影部位に関る部分を除いたもの、第２実施形態の処理は図８の処理から撮影部位に関る部分を除いたものとなる。
【００４８】
まず、ステップＳ１０１において、Ｘ線検出器１１０の解像度分布データ（図３〜図５の解像度分布データ３０５、４０５、５０５）を作成する。解像度分布データは、上述したようにＸ線検出器１１０のｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦを測定することにより得ることができる。なお、Ｘ線検出器１１０の解像度分布データは測定値を格納しておけば、撮影の都度測定する必要はない。すなわち、解像度分布データの作成は、あらかじめ被写体撮影の前に行っておき、解像度分布データを画像処理ユニット１１５に記憶させておくことと、処理時間も短くなり望ましい。
【００４９】
なお、解像度分布データは、図２で示したｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦのある空間周波数の値を画素値として記した画像データでも良い。また、図３に示したように同心円状の領域に区切っても良い。
【００５０】
次にステップＳ１０２において、ＯＰＵ１１０より撮影部位を指定する。ここで、ステップＳ１０２で指示された撮影部位情報に従い、対応する２次元の空間フィルタテーブル５１０が選択される。そして、Ｘ線撮影の開始を指示することにより、ステップＳ１０３で被写体１０５のＸ線撮影が行われる。すなわち、被Ｘ線源１０３からのＸ線照射により被写体１０５のＸ線デジタル画像がＸ線検出器１１０から取得される。
【００５１】
次に、ステップＳ１０４において、当該撮影画像に対応する線量指標データが生成される。ここでは、Ｘ線検出器１１０から取得されたＸ線デジタルて原画像５２０にローパスフィルタ５２５を作用させて、線量指標データ５０７を作成する。
【００５２】
ステップＳ１０５では、処理対象画素の解像度分布データ５０５と線量指標データ５０７と原画像５２０における位置を確定する。そして、ステップＳ１０６において、解像度分布データ５０５より、ステップＳ１０５で確定された画素位置に対応する解像度指標を取得する。同様に、ステップＳ１０７において、線量指標データ５０７より、ステップＳ１０５で確定された画素位置に対応する線量指標を取得する。そして、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０２で選択された撮影部位に対応する空間フィルタテーブル５１０から、ステップＳ１０６及びＳ１０７で取得された解像度指標と線量指標に対応する空間フィルタ５１５を取得する。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で選択された空間フィルタ５１５を用いて図６で説明した演算を行う。以上説明したステップＳ１０５からステップＳ１０９の処理を処理対象の画像５２０における全ての画素について実行する（ステップＳ１１０）。
【００５３】
以上の処理によりＸ線デジタル画像を最適に鮮鋭化することができ、診断しやすいＸ線デジタル画像を提供することができる効果が得られる。
【００５４】
［復元フィルタへの適用］
次に、空間フィルタ３１５、４１５、５１５として復元フィルタを利用した方法を説明する。図９は復元フィルタによる画像の復元を説明する図である。図１１で示したような解像度劣化がある場合に、この解像度劣化を改善する手法として、復元フィルタを用いた例が示されている。ここでシステム劣化を表すＰＳＦ（ｐｏｉｎｔ  ｓｐｒｅａｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ：点拡がり関数）をフーリエ変換した結果が、図１１のｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦに対応する。
【００５５】
まず、Ｘ線デジタル画像は、原画像（理想画像）（ｆ）があり、これに上記に説明してきた解像度劣化（Ａ）があり、これにＸ線量子ノイズや装置における回路等から生じるシステムノイズ等のノイズ（ｎ）が加わって、Ｘ線検出器１１０で取得されるような観測画像（ｇ）が取得されると解釈する。この観測画像に対して、図９に示すような復元フィルタ（Ｂ）を施すことにより復元画像（ｆ’）が得られる。
【００５６】
この復元フィルタによって復元画像を得る手法は、例えば「画像処理アルゴリズムの最新動向、著者：高木他、（株）新技術コミュニケーションズ」などに詳しく説明されており、復元フィルタとしては射影フィルタや準同型フィルタやウィーナーフィルタ等がある。例えばウィーナーフィルタは以下の式２で与えられる。
【００５７】
【数２】
2005005792.tif 000004
【００５８】
ここで、Ｋ（ξ，η）はウィーナーフィルタであり、Ｗｎ（ξ，η）は図９で示したノイズ（ｎ）のパワースペクトラムであり、Ｗｆ（ξ，η）は図９で示した原画像（ｆ）のパワースペクトラムであり、Ｈ（ξ，η）は、図１１の（ａ）に示したようなＸ線検出器１１０のｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦである。以上のように、上記式２で示したフィルタ等をＸ線デジタル画像に施すことにより、Ｘ線デジタル画像の解像度が改善される。
【００５９】
ここで、Ｗｎ（ξ，η）はノイズのパワーを示しており、画像の平均値Ｍｅａｎで正規化すると、Ｗｎ（ξ，η）／Ｍｅａｎ２は、Ｘ線量子ノイズが支配的な画像のＳＮＲの２乗に反比例しており、Ｘ線量に比例して小さくなる。また、Ｗｆ（ξ，η）／Ｍｅａｎ２は、撮影線量に依存しない撮影された被写体のパワースペクトラムに対応しており、撮影部位によって変化する。したがって、Ｗｎ（ξ，η）／Ｗｆ（ξ，η）は、式２において撮影部位とＸ線量に依存するパラメータとなる。また、Ｈ（ξ，η）はＸ線検出器１１０のｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦであり、Ｘ線検出器１１０内の解像度が変化することはＨ（ξ，η）が変化することに対応する。すなわちＨ（ξ，η）は、式２において、Ｘ線検出器１１０内の解像度分布に従い変化するパラメーターとなる。以上のようにして、図７に説明した関数が式２によって表現されることになる。よって、これをフーリエ変換し、サンプリングすることで、空間フィルタ３１５、４１５、５１５が得られる。
【００６０】
式２において、Ｋ（ξ，η）が大きくなると処理画像の強調度が増す。式２のＷｎ（ξ，η）／Ｗｆ（ξ，η）をＷｎ（ξ，η）／Ｍｅａｎ２とＷｆ（ξ，η）／Ｍｅａｎ２の割り算と解釈すると、Ｘ線量が多くなるにつれ、Ｗｎ（ξ，η）／Ｍｅａｎ２は少なくなり、Ｋ（ξ，η）が大きくなって処理画像の強調度が増す。また、式２のＨ（ξ，η）が小さくなるほど、つまりＸ線検出器１１０の解像度が低くなるほどＫ（ξ，η）が大きくなって処理画像の強調度が増す。さらに、高周波域でＷｆ（ξ，η）／Ｍｅａｎ２が小さくなる、微細構造が少なくなる被写体では、Ｋ（ξ，η）が大きくなって処理画像の強調度が増す。式２で表される強調処理は、このようにＸ線検出器１１０の解像度、Ｘ線の線量、撮影部位に対し強調度が変化する処理となっている。
【００６１】
以上のように一般的な復元フィルタを用いても、本実施形態で説明した空間フィルタ３１５、４１５、５１５を実現することができ、診断という目的に最適に鮮鋭化されたＸ線デジタル画像を得ることができるという効果がある。
【００６２】
なお、式２はＸ線検出器１１０の解像度、Ｘ線の線量、撮影部位に対し連続に変化するが、あらかじめ解像度、Ｘ線の線量、撮影部位を離散的に区切っておき、空間フィルタテーブル５１０を作成しておき、画像処理ユニット１１５に保存しておくようにしてもよい。あらかじめ空間フィルタテーブルを保存しておくことで、処理の高速化ができるという効果がある。また、撮影時に式２より空間フィルタ３１５、４１５、５１５を導出しても良い。
【００６３】
また、上記では復元フィルタの例を説明したが、アンシャープマスキング処理（Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ，Ｋａｋ著、長尾真監訳：デジタル画像処理：近代科学社）のようなエッジ強調のフィルタリング処理でも、解像度、Ｘ線の線量、撮影部位によって変化する係数をフィルタに掛けることにより同様の効果が実現できることは明らかである。Ｘ線量が多くなるにつれ、処理画像の強調度が増し、またＸ線検出器１１０の解像度が低くなるほど、処理画像の強調度が増すように強調処理を表す式を組み立てることにより実現できる。
【００６４】
［解像度分布データの作成について］
図１０は、第１乃至第３実施形態で利用可能な解像度分布データ作成方法の１例を説明する図である。
【００６５】
図１０に示すグラフは、Ｘ線検出器１１０から取得されたＸ線デジタル画像の正規化した標準偏差分布を取得したものである。Ｘ線デジタル画像の標準偏差は、Ｘ線量が同等なら解像度に大きく依存する。ここで示したグラフでは、Ｘ線量が一様に照射されたのにもかかわらず、Ｘ線デジタル画像上で同心円状に、標準偏差値が小さくなっていることを示している。これはＸ線の吸収率に分布がなければ、解像度が同心円状に低くなっていることを示している。従って、この標準偏差と図１１に示すｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦは相関を有する。このため、標準偏差分布によりＸ線検出器１１０の解像度分布が得られることになる。すなわち、Ｘ線検出器１１０のキャリブレーション撮影を、撮影する管電圧を同一にして行なうことによって標準偏差分布を得、この標準偏差分布からＸ線検出器１１０の解像度分布が推定できるので、この標準偏差分布を解像度分布データ３０５、４０５、５０５とすることが可能である。
【００６６】
このようにＸ線検出器１１０のキャリブレーション撮影から解像度分布データ３０５、４０５、５０５を作成することにより、ｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦをＸ線検出器１１０全面で測定する手間を省くことができ、簡単に解像度分布データ３０５、４０５、５０５を作成することができるという効果がある。
【００６７】
以上説明した実施形態についてまとめると次のとおりである。上記各実施形態によれば、が造船さとしてのＸ線検出器１１０より得られた画像を処理するための画像処理方法が提供され、この方法は、Ｘ線検出器１１０の解像度分布（３０５、４０５、５０５、図２、図１０）を保持し、注目画素に対応した解像度を前記解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行する（画像処理ユニット１１５、Ｓ１０６、Ｓ１０８）。このような実施形態によれば、Ｘ線検出器の解像度分布を改善でき、診断に良好なＸ線デジタル画像を提供できる効果がある。
【００６８】
また、上記において鮮鋭化処理の実行は、解像度に応じて選択された空間フィルタ（３０５、４０５、５０５）を作用させて注目画素の画素値を得る。
【００６９】
更に、好ましくは、第２実施形態で示したように、Ｘ線検出器１１０より得られた画像に基づいてＸ線量分布を取得し（Ｘ線量指標データ４０７、５０７、ＬＰＦ４２５、５２５）、鮮鋭化処理のレベルを、注目画素に関して解像度分布より得られる解像度とＸ線量分布より得られるＸ線量とに基づいて選択する。このような実施形態によれば、Ｘ線検出器の解像度分布を改善でき、Ｘ線量子ノイズやシステムノイズを過度に強調することなく、診断に良好なＸ線デジタル画像を提供できる効果がある。
【００７０】
更に、第３実施形態によれば、鮮鋭化処理のレベルは、Ｘ線検出器より得られた画像の撮影部位を考慮して選択されるので、Ｘ線検出器の解像度分布を改善でき、Ｘ線量子ノイズやシステムノイズを過度に強調することなく、撮影部位に適した鮮鋭化処理を行なうことができ、診断に良好なＸ線デジタル画像を提供できる。
【００７１】
また、解像度分布は、Ｘ線検出器に対して測定されたｐｒｅｓａｍｐｌｉｎｇ  ＭＴＦに基づいて作成されてもよいし、Ｘ線検出器にＸ線を一様に照射して得られた標準偏差に基づいて取得されてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態によれば、Ｘ線検出器１１０と、Ｘ線検出器１１０の解像度分布を保持し、Ｘ線検出器１１０より得られた画像について、注目画素に対応した解像度を解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行する画像処理ユニット１１５とを有する画像処理装置が示される。
【００７３】
更に、上記実施形態によれば、Ｘ線を照射するＸ線源１０３と、Ｘ線源１０３から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器１１０と、Ｘ線検出器１１０の解像度分布を保持し、Ｘ線検出器１１０より得られた画像について、注目画素に対応した解像度を解像度分布より得て、該解像度に応じて選択されたレベルの鮮鋭化処理を実行する画像処理ユニット１１５と、処理された画像を出力する画像出力ユニット１２０とを有するＸ線撮影装置が提供される。
【００７４】
なお、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を、システムあるいは装置に供給し、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）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読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。
【００７５】
この場合、記憶媒体から読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。
【００７６】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７７】
また、コンピュータが読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ＯＳ（オペレーティングシステム）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。
【００７８】
さらに、記憶媒体から読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ボ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、その機能拡張ボ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。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、解像度分布を有する画像センサから得られる画像に対して効果的な画質改善を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態によるＸ線撮影装置の好適な一例を示す概略的構成図である。
【図２】図１で説明したＸ線検出器の解像度分布データの例を説明した図である。
【図３】解像度分布を改善する第１実施形態による鮮鋭化処理を説明する図である。
【図４】解像度分布改善し、かつノイズを抑制する第２実施形態による鮮鋭化処理を説明する図である。
【図５】解像度分布改善し、かつノイズを抑制する鮮鋭化処理を撮影部位別に行なう第３実施形態による鮮鋭化処理を説明する図である。
【図６】第１乃至第３実施形態によるフィルタリング処理の演算を説明した図である。
【図７】第１乃至第３実施形態による空間フィルタの周波数特性を説明した図である。
【図８】第３実施形態による画像復元処理を説明するフローチャートである。
【図９】空間フィルタの導出を説明する図である。
【図１０】解像度分布データの作成を説明する図である。
【図１１】課題であるＸ線検出器における解像度分布の例を説明した図である。
【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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