(57)【要約】【課題】  位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像に対して、最適な画像処理を実行する。【解決手段】  位相コントラスト撮影により得られた乳房画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、放射線の照射線量の対数を入力、画像の濃度を出力として、階調変換特性曲線により階調変換する画像処理手段を備え、前記画像処理手段の階調変換特性曲線について、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとした場合、階調変換によって乳腺濃度を診断に適した階調で出力する際の、前記階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０である、ことを特徴とする。【選択図】      図１
2005303471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相コントラスト撮影により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
放射線の照射線量の対数を入力、画像の濃度を出力として、階調変換特性曲線により階調変換する画像処理手段を備え、
前記画像処理手段の階調変換特性曲線について、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとした場合、階調変換によって濃度を診断に適した階調で出力する際の、前記階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０である、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
位相コントラスト撮影により得られた画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
階調変換特性曲線により階調変換する階調変換手段と、周波数強調処理により強調処理する周波数強調処理手段と、を備え、
放射線の照射線量の対数を入力、画像の濃度を出力として、階調変換特性曲線により階調変換する際に、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとして、周波数強調処理を使用せずに階調変換によって濃度を診断に適した階調で出力する際の前記階調変換特性曲線の最大の傾きＧを７．０〜２０．０と設定し、周波数強調処理の強調係数をβ、とした場合、
周波数強調処理と階調変換とによって濃度を診断に適した階調で出力する際の前記階調変換特性曲線の最大の傾きをＧ’について、
Ｇ’＝Ｇ×（１／（１＋β0.35×１．２５））、とする、
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】
本発明は位相コントラスト撮影により得られた乳房画像に対して画像処理を行う画像処理装置に関し、特に位相コントラスト撮影に適した階調変換を行える画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線画像のような放射線画像は、病気診断用などに多く用いられており、このＸ線画像を得るために被写体を透過したＸ線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射し、これにより可視光を生じさせてこの可視光を通常の写真と同様に銀塩を使用したフィルムに照射して現像した、所謂、放射線写真が古くから多く利用されている。
【０００３】
一方、近年、銀塩を塗布したフィルムを使用しないで、輝尽性蛍光体やＦＰＤ（Flat Panel Detect）等の放射線ディテクタから放射線画像をデジタル信号とし、直接取り出す放射線画像生成方法が用いられるようになってきている。
【０００４】
また、近年、位相コントラスト画像を撮影する放射線画像撮影装置が提案されている。ここで、位相コントラスト画像とは、広い意味ではＸ線などの放射線の位相情報（干渉、回折、屈折）を利用して得られた画像である。
【０００５】
この位相コントラスト画像とは、屈折コントラスト画像とも呼ばれるもので、以前はＳＰｒｉｎｇ−８など放射光Ｘ線源から得る単色の平行Ｘ線による撮影や、１０μｍ程度の焦点サイズをもつマイクロ焦点Ｘ線源による撮影によって得られるものと言われていたが、医療用のＸ線源でも得ることが可能であることが分かってきた（特開２００１−９１４７９号公報参照）。位相コントラスト画像は、通常の吸収コントラストのみの画像に比べ、被写体の境界のコントラストを高く描写でき、高精細Ｘ線画像を得ることが可能である。
【０００６】
上記公報記載の放射線画像撮影装置は放射線源と放射線画像検出器との間隔が、従来の放射線画像撮影装置のそれよりも広く設定することが可能であり、また、被写体台と放射線検出器との間隔も広く設定することが可能であるので、これにより位相コントラスト画像を撮影することが可能になっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２３８８７１号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この位相コントラスト画像では、他の医用画像よりも高周波成分を多く有しており、そのために鮮鋭性が高く診断能が高くなるという特性を有する。
しかしながら、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像を、それ以外の通常の撮影により得られた画像とを同様な特性で画像処理したのでは、十分なコントラストを得ることができず、好ましい状態で記録あるいは表示できないことを、本件出願の発明者が新たに見いだした。
【０００８】
なお、従来の一般的なマンモグラフィの特性としては、階調変換特性曲線の最大の傾きは４〜５程度であった。なお、特開平5-45807号公報に記載されている階調変換特性曲線でも、同様の数値であることが読み取れる。
【０００９】
なお、この数値範囲を超えて階調変換特性曲線の傾きを大きくすることは、変換前の信号範囲が狭くなり過ぎ、また、変換後の画像のコントラストが強調されすぎたりして、好ましくないとして、実行されることはなかった。
【００１０】
また、以上のような数値範囲の階調変換特性曲線に対して、周波数強調処理を組み合わせて使用することについても、最適な処理特性については、なんら配慮されていないのが現状であった。
【００１１】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであって、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像に対して、最適な画像処理を実行することが可能な画像処理装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、前記した課題を解決は、以下に列記する発明により解決される。
（１）請求項１記載の発明は、位相コントラスト撮影により得られた画像（乳房画像など）に対して画像処理を行う画像処理装置であって、放射線の照射線量の対数を入力、画像の濃度を出力として、階調変換特性曲線により階調変換する画像処理手段を備え、前記画像処理手段の階調変換特性曲線について、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとした場合、階調変換によって濃度（乳腺濃度など）を診断に適した階調で出力する際の、前記階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０である、ことを特徴とする画像処理装置である。
【００１３】
（２）請求項２記載の発明は、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、階調変換特性曲線により階調変換する階調変換手段と、周波数強調処理により強調処理する周波数強調処理手段と、を備え、放射線の照射線量の対数を入力、画像の濃度を出力として、階調変換特性曲線により階調変換する際に、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとして、周波数強調処理を使用せずに階調変換によって濃度（乳腺濃度など）を診断に適した階調で出力する際の前記階調変換特性曲線の最大の傾きＧを７．０〜２０．０と設定し、周波数強調処理の強調係数をβ、とした場合、周波数強調処理と階調変換とによって乳腺濃度を診断に適した階調で出力する際の前記階調変換特性曲線の最大の傾きをＧ’について、Ｇ’＝Ｇ×（１／（１＋β0.35×１．２５））、とする、ことを特徴とする画像処理装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明によれば、以下に列記するような効果が得られる。
（１）この発明では、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などに対して、階調変換によって乳腺濃度などを診断に適した階調で出力する際に、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときに傾きを１であるとした階調変換特性曲線の最大の傾きを７．０〜２０．０に設定している。
【００１５】
すなわち、通常の画像と同様な特性で位相コントラスト画像を画像処理したのでは好ましい状態で記録あるいは表示できないが、このように従来では使用されることのなかった傾き（最大７．０〜２０．０）の階調変換特性曲線で位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像を階調変換することで、最適な画像処理を実行することが可能になった。
【００１６】
（２）この発明では、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などに対して、階調変換と周波数強調処理とによって乳腺濃度などを診断に適した階調で出力する際に、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとして、周波数強調処理を使用せずに階調変換によって乳腺濃度などを診断に適した階調で出力する際の前記階調変換特性曲線の最大の傾きＧを７．０〜２０．０と設定しておき、周波数強調処理の強調係数をβ、とした場合、周波数強調処理と階調変換とによって乳腺濃度などを診断に適した階調で出力する際の前記階調変換特性曲線の最大の傾きをＧ’について、Ｇ’＝Ｇ×（１／（１＋β0.35×１．２５））、としている。
【００１７】
すなわち、通常の画像と同様な特性で位相コントラスト画像を画像処理したのでは好ましい状態で記録あるいは表示できないが、階調変換のみの場合には従来では使用されていない傾き（Ｇ＝７．０〜２０．０）の階調変換特性曲線で、また、周波数強調処理と階調変換処理との組み合わせの場合には従来では使用されていない傾きＧ’（Ｇ＝７．０〜２０．０と設定した状態で、Ｇ’＝Ｇ×（１／（１＋β0.35×１．２５）））の階調変換特性曲線で、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像を階調変換と周波数強調処理することで、最適な画像処理を実行することが可能になった。
【００１８】
さらに、階調変換に周波数強調処理を組み合わせることで、Ｇを７．０〜２０．０の範囲内に設定していても、Ｇ’をＧより小さな傾きとすることが可能になる。たとえば、周波数強調処理のβを０．１とした場合には、Ｇ＝７．０〜２０．０に対応して、Ｇ’＝４．４９〜１２．８３となる。また、周波数強調処理のβを２．０とした場合には、Ｇ＝７．０〜２０．０に対応して、Ｇ’＝２．７〜７．７１となる。これにより、階調変換をより安定した状態で実行することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施をするための最良の形態を詳細に説明する。
本発明の実施をするための最良の形態の画像処理装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２０】
以下、本発明の実施するための最良の形態の構成および動作について、図１のブロック図、図２の全体構成図、および、その他の説明図を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、「放射線」の具体例として「Ｘ線」を用いて説明を行うことにする。
【００２１】
まず、図２の全体構成図を参照して、乳房の放射線画像を形成する放射線画像形成システムについて説明する。
放射線画像形成システムは、図２に示すように、乳房の放射線画像を撮影する乳房画像撮影装置（放射線画像撮影装置）１と、放射線画像の撮影に関する操作をする操作装置２と、撮影された放射線画像をデジタルの画像データに処理する画像処理装置３と、画像データを記録媒体に記録する画像出力装置４を有する。
【００２２】
乳房画像撮影装置１は、放射線源５が設けられた本体部６を有しており、この本体部６は、図２において上下方向に移動可能に支持台７に支持されている。放射線源５は、放射線源５から放射線を照射させるために必要な電力を供給する電源部８に接続されている。放射線源５の放射線照射口には、放射線照射野を調節する絞り装置９が、開閉自在に設けられている。
【００２３】
なお、この実施形態における乳房画像撮影装置１は、少なくとも、位相コントラスト撮影を行う位相コントラスト撮影モードで放射線画像の撮影を行うことが可能に構成されているものとする。
【００２４】
放射線源５としては、放射線の波長が０．１〜１．０×１０-10ｍ前後のＸ線を放射するＸ線管を用いる。このＸ線管は熱励起によって生ずる電子を高電圧で加速して陰極に衝突させることで、その運動エネルギーを放射エネルギーに変換することによってＸ線が放射されるものである。
【００２５】
Ｘ線画像を撮影するとき、この加速電圧を管電圧として、また電子の発生量を管電流として、そして、Ｘ線放射時間を露光時間として設定する。電子が衝突する陽極（対陰極）は銅、モリブデン、ロジウム、タングステンなど、その種類を変えることで、放射されるＸ線エネルギースペクトルを変えることができる。銅、モリブデン、ロジウムなどを陽極として用いる場合、Ｘ線のエネルギー分布の狭い比較的エネルギーの低い線スペクトルが得られ、その特性を利用してＸ線回折結晶分析や微細な構造を判読する乳房撮影に用いられる。
【００２６】
タングステンを陽極として用いる場合は広いスペクトルの比較的高いエネルギーのＸ線で、人体の胸部や腹部、頭部、そして工業一般の非破壊検査に用いられる。また、医療用あるいは工業用では照射するＸ線量が多いことが特徴である。
【００２７】
この場合、多量の電子を陽極に高速で衝突させるために陽極が発熱し、高温になると陽極が溶解する恐れがあることから、陽極を回転させて衝突する場所を変えることで、発熱による不具合を回避することが行われる。すなわち回転陽極を用いることが一般的である。本実施形態の撮影装置は、医療用を目的として用いる装置であるので、モリブデン、ロジウム、タングステンの回転陽極をもつＸ線管が好ましく、さらに乳房画像撮影装置１であるので、モリブデンまたはロジウムであることが望ましい。
【００２８】
Ｘ線の焦点は、Ｘ線管の例えば回転陽極に電子が衝突して発生するＸ線を取り出す、被写体１０方向から見た窓である。一般にこれは正方形であり、その１辺の長さが焦点サイズである。焦点の形状が円である場合はその直径を、長方形である場合はその短辺をさす。この焦点サイズの測定方法はピンホールカメラによる方法とマイクロテストチャートを用いる方法などがＪＩＳ Ｚ ４７０４に記載されている。
【００２９】
Ｘ線の焦点サイズが大きいと放射されるＸ線量が多くなるが、いわゆる半影が生じる。半影とは、焦点サイズの大きさに起因して被写体１０上の１点が、放射線読取部上で大きさを持った像として検出される現象であり、いわゆるボケのことである。
【００３０】
従って、Ｘ線源が、単色の平行Ｘ線を出射するシンクロトロンや、点焦点と見なせるマイクロ焦点Ｘ線源と異なり、小焦点Ｘ線源では、有限な大きさの焦点サイズを有するが故に、この半影の影響が問題となる。
【００３１】
ところで、被写体１０と放射線画像検出器との間隔を離して撮影することにより、Ｘ線が被写体１０を通過するときに屈折して被写体１０の境界部分であるエッジが強調される位相コントラスト画像を得ることができるが、被写体１０と放射線検出器との間隔を大きくすると半影によるボケ幅が増加する。
【００３２】
こうしたことから一定以上のＸ線量を得るために焦点サイズの下限値が決まり、そして屈折コントラストを半影のボケをしのいで実現して高鮮鋭な画像を得るために被写体１０と放射線検出器との間隔、放射線源５と被写体１０との間隔またはＸ線物理特性などから、焦点サイズの上限が決まってしまう。
【００３３】
従って、通常の医療施設で位相コントラスト撮影を行うには、焦点サイズは３０μｍ以上で３００μｍ以下であることが必要であり、好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。
【００３４】
放射線源５の下方であって放射線照射範囲には、被写体１０を載置させる被写体台１１が設けられており、被写体台１１の下方には、放射線画像検出器を保持させる検出器保持部１２が設けられている。この検出器保持部１２の下部には、放射線量検出部１３が設けられている。
【００３５】
ここで、放射線画像検出器としては、輝尽性蛍光体シート、Ｘ線エネルギーを光に変換するシンチレータとその光を読取る光半導体素子を２次元に配列した放射線画像検出器、Ｘ線エネルギーを直接に電気信号に変換する光導電体とその電気信号を読取る半導体素子を２次元に配列した放射線画像検出器、Ｘ線を光に変換するシンチレータとその光をＣＣＤやＣＭＯＳなどに集光するためのレンズとを組み合わせたものを２次元に配列した放射線画像検出器、あるいはＸ線を光に変換するシンチレータとその光を光ファイバでＣＣＤやＣＭＯＳに導いて電気信号に置き換える放射線画像検出器を使用することができる。
【００３６】
また、放射線画像検出器は、通常の乳房画像撮影では、１８ｃｍ×２４ｃｍまたは２４ｃｍ×３０ｃｍの大きさのものを使用するが、位相コントラスト画像撮影では、拡大画像を撮影するため、２５ｃｍ×３２ｃｍ以上の大きさのものを使用することがより好ましく、放射線画像検出器の取扱いの便宜上、３５ｃｍ×４３ｃｍ程度の大きさのものを使用することが望ましい。
【００３７】
上記被写体台１１および検出器保持部１２は、検出器保持部１２を図２において上下方向に移動させる保持部移動装置１４のスライド軸１５に摺動可能に支持されている。
ここで、放射線源５と放射線画像検出器との間隔が７５ｃｍ以上、被写体台１１と放射線画像検出器との間隔が１５ｃｍ以上で撮影を行う場合には、明瞭な位相コントラスト画像を得ることができる。
【００３８】
そして、被写体台１１と検出器保持部１２との間隔が、大きい方が位相コントラストによるエッジ効果が大きくなるが、この間隔が、放射線源５と被写体台１１との間隔に対してあまりに大きいと半影のボケの影響で鮮悦性が低下する。
【００３９】
したがって、被写体台１１と検出器保持部１２との間隔および放射線源５と被写体台１１との間隔がともに大きいことが画質向上の面から望まれる。一方、これらの間隔を大きくすると、乳房画像撮影装置１全体が大きくなるため、撮影室の大きさや乳房画像撮影装置１の取扱いの便宜の面から問題となる。
【００４０】
以上の観点から、放射線源５と検出器保持部１２との間隔が８５ｃｍ以上となるように、検出器保持部１２の可動範囲を定めることが、位相コントラスト画像を得る上で好ましい。
【００４１】
一方、放射線源５と検出器保持部１２との間隔が２００ｃｍ以下となるように、検出器保持部１２の可動範囲を定めることが、装置の取扱いの便宜上好ましい。
このとき、被写体台１１は、放射線源５との間隔が５０ｃｍ以上１００ｃｍ以下となり、検出器保持部１２との間隔が１５ｃｍ以上１００ｃｍ以下となるように設けることが、良好な画質を得る上で好ましい。
【００４２】
なお、放射線源５と検出器保持部１２との間隔を９０ｃｍ以上１６５ｃｍ以下となるようにし、放射線源５と被写体台１１との間隔が６０ｃｍ以上７５ｃｍ以下であり、被写体台１１と検出器保持部１２との間隔が３０ｃｍ以上９０ｃｍ以下であることがより好ましい。
【００４３】
電源部８、絞り装置９、検出器保持部１２、放射線量検出部１３、および保持部移動装置１４は、放射線画像の形成に関する操作を行う操作装置２に接続されている。この操作装置２には、キーボードやタッチパネル等の入力部１６が設けられているとともに、画像を記録媒体に記録する画像出力装置４が接続されている。
【００４４】
つぎに、図１を参照して、放射線画像形成システムの各部の電気的構成について説明を行う。
操作装置２には、図１に示すように、キーボードやタッチパネル等により各種入力がなされる入力部１６と、撮影画像の拡大率の決定を行う拡大撮影設定部２２０と、放射線画像の撮影に関する処理を行う撮影処理部２３０とが設けられている。
【００４５】
なお、拡大率（画像拡大率）とは、被写体１０の大きさに対する放射線画像の大きさの割合であり、放射線源５と被写体１０との間隔、および被写体１０と放射線画像検出器との間隔により定まる。拡大率は、位相コントラスト画像によるエッジ効果および乳房画像撮影装置１の取扱い上の便宜を考慮すると、１．２以上３．０以下であることが好ましい。
【００４６】
拡大撮影設定部２２０は、算出した拡大率に基づいて、放射線源５と放射線画像検出器との間隔および放射線源５と被写体台１１との間隔、ならびに絞り装置９の絞り量を演算するようになっている。
【００４７】
そして、拡大撮影設定部２２０は、演算によって得た放射線源５と放射線画像検出器の間隔および放射線源５と被写体台１１の間隔基づいて、保持部移動装置１４の駆動を制御して、被写体台１１および検出器保持部１２を所定の位置に配置させ、演算によって得た絞り装置９の絞り量に基づいて、絞り装置９の開閉を制御するようになっている。
【００４８】
撮影処理部２３０は、入力部１６より入力された照射する放射線量や放射線の強度等の撮影条件に基づいて、電源部８から電力を供給することにより放射線源５から放射線を照射させるように、電源部８を制御するようになっている。
【００４９】
すなわち、撮影処理部２３０は、入力部１６からの信号により、電源部８を制御して放射線源５から所定強度の放射線の照射を開始させるようになっており、放射線源５からの放射線の照射が開始されると、放射線量検出部１３が、被写体１０を透過する放射線量を検出し、被写体１０を透過する放射線量が所定の線量に到達したときに、撮影処理部２３０に対して信号を送信するようになっている。また、撮影処理部２３０は、放射線量検出部１３からの信号を受信すると、電源部８を制御して放射線源５からの放射線の照射を停止するようになっている。
【００５０】
画像処理装置３は、被写体を通過した放射線によって生成された放射線画像を処理するものであり、放射線画像読取部３１０と画像処理部３２０とを有している。
なお、放射線画像読取部３１０は、放射線画像検出器として、輝尽性蛍光体シートを使用する場合には、画像処理装置３に輝尽性蛍光体シートが挿入されると、この輝尽性蛍光体シートにレーザ光を走査させることにより、輝尽性蛍光体シートに記録された放射線エネルギーを輝尽発光させ、励起された輝尽発光光の強弱を読取り、これを電気信号に変換するようになっている。
【００５１】
画像処理部３２０は、放射線画像検出器により直接変換された放射線画像の電気信号、あるいは、放射線画像読取部３１０により処理され変換された放射線画像の電気信号を入力し、Ａ／Ｄ変換、正規化処理および階調処理等を行うようになっている。
【００５２】
〈第１の実施形態〉
以下、本実施形態の特徴部分である画像処理について、第１の実施形態として、詳細な説明を行う。
【００５３】
既に説明したように、本実施形態で画像処理の対象としている位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像は、位相コントラスト画像以外の通常の撮影により得られた画像とを同様な特性で画像処理したのでは、十分なコントラストを得ることができず、好ましい状態で記録あるいは表示できないことを、本件出願の発明者が新たに見いだした。すなわち、従来の一般的なマンモグラフィの特性としては、階調変換特性曲線の最大の傾きは４〜５程度であったが、このような階調変換特性曲線で位相コントラスト画像を処理した場合、十分なコントラストを得ることができない。
【００５４】
そこで、本件出願の発明者らは、この課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、好ましくないとして従来は全く使用されることの無かった階調変換特性曲線の傾きを用いることにより、このような課題を解決できることを新たに見いだし、本発明に到達した。
【００５５】
すなわち、本発明の実施形態では、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像に対して、階調変換によって乳腺濃度を診断に適した階調で出力する際に、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときに傾きを１であるとした階調変換特性曲線について、最大の傾きを７．０〜２０．０に設定する。
【００５６】
なお、このような数値範囲は、従来は、変換前の信号範囲が狭くなり過ぎ、また、変換後の画像のコントラストが強調されすぎたりして、好ましくないとして、実行されることはない範囲であった。
【００５７】
言い換えると、通常の画像と同様な特性で位相コントラスト画像を画像処理したのでは好ましい状態で記録あるいは表示できないが、このように従来では使用されることのなかった傾きの階調変換特性曲線で位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像を階調変換することで、最適な画像処理を実行することが可能になることを、本件出願の発明者は実験により確認を行った。
【００５８】
従来はこの階調変換特性曲線の最大の傾きは４〜５であったので、従来と同じ４．０〜５．０を含む、４．０から２２．０までを０．５間隔（４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、９．５、１０．０、１０．５、１１．０、１１．５、１２．０、１２．５、１３．０、１３．５、１４．０、１４．５、１５．０、１５．５、１６．０、１６．５、１７．０、１７．５、１８．０、１８．５、１９．０、１９．５、２０．０、２０．５、２１．０、２１．５、２２．０）の階調変換特性曲線を作成した。
【００５９】
そして、４種類の各種撮影サンプル（サンプルＡ（脂肪性）、サンプルＢ（乳腺散在）、サンプルＡ（不均一高濃度）、サンプルＡ（高濃度））について、位相コントラスト撮影を行い位相コントラスト画像を得た。そして、その位相コントラスト画像について、上記各階調変換特性曲線で階調処理を実行した。そして、階調処理結果を、粒状、コントラスト、スキンライン、石灰化、腫瘤、が読影出来るか、といった評価項目について、４段階の評価を行い得点化した。
【００６０】
なお、４段階の評価は、
◎：点数３：診断上非常に優れている、
○：点数２：診断に優れている、
△：点数１：診断可能、
×：点数０：診断不可能、
として、得点化した。
【００６１】
この結果、階調変換特性曲線の最大の傾きが４．０〜６．５の場合には、いずれかの評価項目に「×」が存在した。また、階調変換特性曲線の最大の傾きが２０．５〜２２．０の場合には、いずれかの評価項目に「×」が存在した。一方、階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０の場合には、いずれの評価項目にも「×」は存在しなかった。
【００６２】
そして、階調変換特性曲線の最大の傾きが４．０〜６．５の場合には、各サンプルの各評価項目の得点を平均した平均得点が、１０点未満であった。また、階調変換特性曲線の最大の傾きが２０．５〜２２．０の場合には、各サンプルの各評価項目の得点を平均した平均得点が、１０点未満であった。一方、階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０の場合には、各サンプルの各評価項目の得点を平均した平均得点が、１０点以上であった。
【００６３】
さらに、階調変換特性曲線の最大の傾きが１０．０〜１８．０の場合には、各サンプルの各評価項目の得点を平均した平均得点が１２点以上であり、その他の範（〜１０．０、１８．０〜）囲の平均得点より高くなっていた。
【００６４】
以上のように、診断不可能項目の存在の有無、評価得点の点数、の二種類の観点から考慮し、階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０の場合には、他の傾きに比べて、臨界的意義を有する数値範囲であることが判明した。
【００６５】
また、階調変換特性曲線の最大の傾きが１０．０〜１８．０の場合には、以上の臨界的意義を有する数値範囲の中でも、より一層臨界的意義を有する数値範囲であることが判明した。
【００６６】
図３は、別途実験を行った、階調変換特性曲線の最大傾きが、５．１２、７．４５、１１．００、１７．００、１９．６０、２２．００、の場合の階調変換を行うＬＵＴの入出力値の一例（実験結果の一部抜粋）を示している。ここでは、０〜４０９５の１２ビットの場合を例示している。図４は、図３のＬＵＴにより作成された階調変換特性曲線をグラフにより示している。
【００６７】
図５は、図３および図４に示した階調変換特性曲線の最大傾きが、５．１２、７．４５、１１．００、１７．００、１９．６０、２２．００、の場合の、４種類のサンプルＡ〜Ｄについて、５項目の評価を行った結果（実験結果の一部抜粋）を示している。階調変換特性曲線の最大の傾きが４．０〜６．５あるいは２０．５〜２２．０の場合には、いずれかの評価項目に「×」が存在する。一方、階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０の場合には、いずれの評価項目にも「×」は存在していない。
【００６８】
図６は、図３および図４に示した階調変換特性曲線の最大傾きが、５．１２、７．４５、１１．００、１７．００、１９．６０、２２．００、の場合の、４種類のサンプルについて、５項目の評価を行った得点を平均した平均得点を、サンプル毎に示している（実験結果の一部抜粋）。階調変換特性曲線の最大の傾きが４．０〜６．５あるいは２０．５〜２２．０の場合には、各サンプルの各評価項目の得点を平均した平均得点が、１０未満であった。一方、階調変換特性曲線の最大の傾きが７．０〜２０．０の場合には、各サンプルの各評価項目の得点を平均した平均得点が、１０点以上であった。
【００６９】
以上のように、本実施形態で規定する数値範囲の傾きの階調変換特性曲線で位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像を階調変換することで、最適な画像処理を実行することが可能になった。
【００７０】
〈第２の実施形態〉
この第２の実施形態では、位相コントラスト撮影により得られた乳房画像に対して、階調変換と周波数強調処理とによって乳腺濃度を診断に適した階調で出力する場合を想定する。
【００７１】
ここで、放射線の照射線量の対数を入力、画像の濃度を出力として、階調変換特性曲線により階調変換する際に、照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇するときの傾きを１であるとして、周波数強調処理を使用せずに階調変換によって乳腺濃度を診断に適した階調で出力する際の階調変換特性曲線の最大の傾きＧを、第１の実施形態と同様に、７．０〜２０．０に設定しておく。
【００７２】
これにより、併用する周波数強調処理の係数が０であり、実質的に階調変換のみになる場合には、上述した第１の実施形態と同様に、臨界的意義のある数値範囲の７．０〜２０．０の最大の傾きで階調変換がなされることになる。そして、周波数強調処理と階調変換とによって乳腺濃度を診断に適した階調で出力する際の階調変換特性曲線の最大の傾きをＧ’について、Ｇ’＝Ｇ×（１／（１＋β0.35×１．２５））、とする。
【００７３】
なお、本件出願の発明者らは、以上の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、好ましくないとして従来は全く使用されることの無かった階調変換特性曲線の傾きＧを用いることにより、このような課題を解決できるだけではなく、階調変換に周波数強調処理を併用した場合に、以上の変換式により従来では使用されていない傾きＧ’（Ｇ＝７．０〜２０．０と設定した状態で、Ｇ’＝Ｇ×（１／（１＋β0.35×１．２５）））処理を行えば、位相コントラスト撮影により得られた画像の処理に良好な結果が得られることを新たに見いだし、本発明に到達した。なお、この場合、位相コントラスト画像に対し、周波数強調処理を併用した階調変換を施すことで、Ｇ’をＧより小さくしても、十分なコントラストを得ることが可能であることが判明した。
【００７４】
ここで、周波数処理（周波数強調処理）について説明する。周波数強調処理では、たとえば以下の式に示す非鮮鋭マスク処理によって鮮鋭度を制御するために、関数Ｆが特公昭６２−６２３７３号公報や特公昭６２−６２３７６号公報で示される方法によって定められる。
【００７５】
Ｓout＝Ｓorg＋Ｆ（Ｓorg−Ｓus）、
なお、Ｓoutは処理後の画像データ、Ｓorgは周波数強調処理前の画像データであり、Ｓusは周波数強調処理前の画像データを平均化処理等によって処理することにより求められた非鮮鋭データである。
【００７６】
この周波数強調処理では、たとえばＦ（Ｓorg−Ｓus）がβ×（Ｓorg−Ｓus）とされて、β（強調係数）を用いることが出来る。
また、周波数強調処理の方法は、上記非鮮鋭マスク処理に限られるものではなく、特開平９−４４６４５号公報で示される多重解像度法などの手法を用いてもよい。なお、周波数強調処理では、強調する周波数帯域や強調の程度は、階調処理での基本階調曲線の選択等と同様に撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法等に基づいて設定されることが望ましい。
【００７７】
なお、この第２の実施形態では、階調変換に周波数強調処理を組み合わせることで、Ｇを７．０〜２０．０の範囲内に設定していても、Ｇ’をＧより小さな傾きとすることが可能になる。
【００７８】
ここで、併用する周波数強調処理の係数が０であり、実質的に階調変換のみになる場合には、上述した第１の実施形態と同様に、臨界的意義のある数値範囲の７．０〜２０．０の最大の傾きで階調変換がなされることになる。
【００７９】
また、周波数強調処理のβを０．１とした場合には、Ｇ＝７．０〜２０．０に対応して、上式により、Ｇ’＝４．４９〜１２．８３となる。これにより、階調変換をより安定した状態で実行することが可能になる。
【００８０】
また、周波数強調処理のβを２．０とした場合には、Ｇ＝７．０〜２０．０に対応して、上式により、Ｇ’＝２．７〜７．７１となる。これにより、階調変換をより安定した状態で実行することが可能になる。
【００８１】
なお、βが大きくなるほど、周波数強調処理が強くかかることになり、これに連動して階調変換特性曲線の最大傾きＧ’が小さくなり、階調変換をより安定した状態で実行することが可能になる。
【００８２】
すなわち、位相コントラスト撮影以外の通常の画像と同様な特性で位相コントラスト画像を画像処理したのでは好ましい状態で記録あるいは表示できないが、このように従来では使用されることのなかった傾きの階調変換特性曲線で位相コントラスト撮影により得られた乳房画像などの位相コントラスト画像を階調変換することで、最適な画像処理を実行することが可能になった。さらに、階調変換に周波数強調処理を組み合わせることで、階調変換特性曲線の最大傾きＧを７．０〜２０．０の範囲内に設定していても、実際の階調変換特性曲線の最大傾きＧ’を比較的小さな傾きとすることが可能になる。これにより、階調変換を安定した状態で実行することが可能になる。
【００８３】
図７は、サンプル画像Ａ〜Ｃについて、周波数強調処理の係数βを変化させて階調変換を実行した場合に良好な結果が得られたＧとβとの対応関係について、本件出願の発明者が実験により確認を行った状態を示す説明図である。なお、上式によりＧとβとからＧ’を算出するが、さらに、算出されたＧ’をサンプルや見え方に応じて微調整すると更に良好な結果が得られることも判明した。
【００８４】
〈その他の実施形態〉
以上の説明では、「照射線量が１桁上昇すると濃度が１上昇する」という線量とフィルム濃度との関係を規定してきたが、ディスプレイに表示する場合などに、以上の特性を変換して同等な処理を実行して良好な結果を得る場合も、本発明の範囲内であるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施するための最良の形態の全体構成を機能的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施するための最良の形態の全体構成を示す構成図である。
【図３】本発明の実施するための最良の形態における処理の様子を示す説明図である。
【図４】本発明の実施するための最良の形態における処理の様子を示す説明図である。
【図５】本発明の実施するための最良の形態における処理の結果を示す説明図である。
【図６】本発明の実施するための最良の形態における処理の結果を示す説明図である。
【図７】本発明の実施するための最良の形態における処理の結果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
５  被写体
３０  放射線発生装置
４０  放射線画像読取器
１００  画像処理装置
１０１  制御部
１０２  操作部
１１０  画像データ生成部
１２０  重み付け部
１３０  重み付け統合部
１４０  パラメータ変換部
１６０  画像処理部
１７０  画像表示部
【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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