(57)【要約】  【課題】  表示画像の画質に最も関係する表示階調変換特性を調整する調整パラメータをオペレータの調整無しに自動的に調整して、安定した高画質の画像が得られるX線撮影装置を提供する。  【解決手段】  表示する画像の関心領域を関心領域抽出手段で抽出し、この抽出した関心領域内の画像特徴量を画像特徴量抽出手段で抽出する。前記画像特徴量を用いて表示階調変換特性を調整する調整パラメータを調整パラメータ算出手段で算出し、表示階調変換特性調整手段により前記調整パラメータを用いて表示階調変換特性を自動的に調整する。前記関心領域抽出手段は、X線の照射領域を絞った領域を除去するX線絞り領域除去手段と、前記除去した領域以外の画素値の最大値の閾値と画素値の最小値の閾値を探索する閾値探索手段と、前記除去した領域以外の直接X線の画素値を算出する直接X線画素値算出手段と、前記画素値の最大値の閾値及び最小値の閾値と前記直接X線の画素値とに基づいて関心領域を算出する関心領域算出手段と、を有する。【選択図】      図３
2007143982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射するＸ線を発生するＸ線発生手段と、前記被検体の撮影部位にＸ線の照射領域を絞るＸ線絞り手段と、前記Ｘ線発生手段と対向配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で検出したディジタル画像入力データを表示画像データに変換する複数の表示階調変換特性の中から所望の表示階調変換特性を選択して前記表示画像データを生成する画像処理手段と、この画像処理手段で生成した表示画像データを表示画像に変換して表示する表示手段とを備えたＸ線撮影装置であって、前記表示手段に表示する画像の関心領域を抽出する関心領域抽出手段と、該関心領域抽出手段で抽出した関心領域内の画像特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、該画像特徴量抽出手段で抽出した画像特徴量を用いて前記表示階調変換特性を調整する調整パラメータ算出手段と、この調整パラメータ算出手段で算出した調整パラメータで前記表示階調変換特性を調整する表示階調変換特性調整手段とを備えて成るＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記関心領域抽出手段は、前記Ｘ線絞り手段でＸ線の照射領域を絞った領域を除去するＸ線絞り領域除去手段と、このＸ線絞り領域除去手段で除去した領域以外の画素値の最大値の閾値と画素値の最小値の閾値を探索する閾値探索手段と、前記Ｘ線絞り領域除去手段で除去した領域以外の直接Ｘ線の画素値を算出する直接Ｘ線画素値算出手段と、前記閾値探索手段で探索した画素値の最大値の閾値及び画素値の最小値の閾値と前記直接Ｘ線画素値算出手段で算出した直接Ｘ線の画素値とに基づいて関心領域を算出する関心領域算出手段とを備えて成る請求項1に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記関心領域算出手段は、前記閾値探索手段で探索した閾値と前記直接Ｘ線画素値算出手段で算出した直接Ｘ線の画素値との比率を算出する関心領域抽出閾値比率算出手段と、同じ撮影部位毎に前記関心領域抽出閾値比率算出手段で算出した閾値の比率より画素値の統計量を解析する関心領域抽出閾値比率統計解析手段と、該関心領域抽出閾値比率統計解析手段で解析して求めた前記閾値比率の誤差を算出する関心領域抽出閾値比率誤差算出手段と、この関心領域抽出閾値比率誤差算出手段で算出した誤差が所定値になるように前記閾値比率を修正する関心領域抽出閾値比率修正手段と、この関心領域抽出閾値比率修正手段で修正した閾値比率に対応して前記閾値探索手段で探索した閾値を修正する閾値修正手段とを備えて成る請求項2に記載のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線撮影装置に係り、特に表示画像の輝度やコントラストなどの画像表示パラメータを自動的に調整する機能を備えたX線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
胸部正面、腹部正面、胸椎正面、手正面、足正面、アキレス腱等のような多様な撮影部位を撮影するX線撮影装置では、例えばX線平面検出器(Flat PAnel Detector,;以下、FPDと呼ぶ)等のX線検出器を使用してディジタルX線撮影画像データを取得し、この取得した画像データに前記X線検出器のオフセット補正、ゲイン補正、ディフェクト補正などの各種補正処理を行う。
この補正処理によって得られたデータにダイナミックレンジ圧縮処理やフィルタ処理などの画像強調処理を行った後に、該処理画像データをハードディスクに保存すると共に自動表示階調処理により決定された表示ルックアップテーブル、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベルを画像の付帯情報として前記ハードディスクに保存する。
そして、前記付帯情報を用いて前記処理画像データを表示画像に変換し、この変換された画像をモニタに表示したり、イメージャに出力する。
【０００３】
このようなX線撮影装置において、例えば、撮影部位が胸部正面の場合には、肺野の淡い陰影が見やすい画像が求められ、撮影部位が胸椎正面の場合には、胸椎のような骨領域が見やすい画像が要求される。
また、撮影部位がアキレス腱の場合には、軟部組織が見易い画像が要求される。
【０００４】
このように、様々な撮影部位に対して医師に診断し易い画像を提供するために、上記表示階調変換には低線量領域と高線量領域とで表示画像の輝度及びコントラストを自動的に調整できる階調変換が望ましく、特許文献1に開示されている画像処理方法がある。
【０００５】
この特許文献1による表示階調変換を行う画像処理方法は、ユーザの好みに適応するように表示画像の輝度やコントラストを調整する画像処理パラメータの自動調整方法であって、設定された画像処理条件毎に該画像処理条件に応じた画像の輝度やコントラスト、エッジ強調等の処理の表示階調変換パラメータを予め記憶しておき、この記憶されているパラメータで画像処理が施された処理済み画像に対し、さらに画像処理条件の調整をユーザが行ない、この調整されたパラメータの調整量を記憶し、この記憶された調整量によって前記パラメータを変更して画像処理を行うものである。
【特許文献１】特開2005-111249号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
X線撮影装置を利用する医療施設には、一般病院、検診施設、がん専門の病院等があるが、いずれの施設においても画像表示パラメータを自動的に設定して診断し易い画像を表示し、読影効率の向上を図ることが望まれている。
【０００７】
このような画像表示パラメータの自動設定において、例えば胸部撮影の場合、直接X線に対する肺野と縦隔を分離するための肺野閾値は、健常者が多い検診施設と、精密検査を行う専門病院とでは異なり、表示階調変換特性等の画像表示パラメータを自動的に設定するための関心領域を抽出する前記閾値をそれぞれの医療施設の検査目的に対応したものにしなければならない。
【０００８】
したがって、医療施設に対応して自動的に画像処理パラメータを調整できるようにするために関心領域の抽出精度を向上し、ユーザの表示ウィンドウレベル、表示ウィンドウ幅や表示階調変換特性等の画質パラメータ調整の頻度を低減して安定した高画質の画像とする必要がある。
そのためには、ユーザの画質調整操作が無くても、撮影画像を解析して画像表示パラメータを自動的に調整し、画像診断のスループットが向上する画像処理方法が必要である。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献1の画像処理方法は、ユーザの好みに応じた輝度や、コントラストの調整に適応させる画像処理であり、この画像処理条件の調整をユーザが行わなければならないので、この調整作業に多くの手間を要し、前記表示階調変換処理を完全に自動化できるものではない。
特に、撮影枚数の多い検診施設では、上記調整作業をできるだけ短くすることが望まれており、そのためには前記表示階調変換処理のパラメータを自動的に設定する必要がある。
【００１０】
したがって、関心領域の抽出精度の向上を図り、この抽出した関心領域の画像表示パラメータを自動的に調整してユーザの表示ウィンドウレベル、表示ウィンドウ幅や表示階調変換特性等の画質調整の頻度を低減するようにしなければならない。
【００１１】
また、上記X線撮影装置を医療施設に導入する前における画像表示パラメータの調は、該画像表示処理パラメータを決定するための標本数が少ないために、前記パラメータは必ずしも最適であるとは限らない。
そのため、医療施設に導入した後でも、撮影画像を自動的に解析し、より最適なパラメータの自動調整機能を持たせることで、できるだけユーザによる画質調整無しに最良の画質を提供しなけばならない。
【００１２】
さらにまた、上記特許文献1の画像処理方法では、例えば肺野の領域抽出処理や、骨組織、軟部組織等の領域抽出を行う場合、領域分割処理(ラベリング処理)や、ラベリングされた画像の各領域の面積計算等を閾値を変えながら行う処理であるために、関心領域抽出の処理時間が長く、撮影してからプレビューが表示されるまでの時間が延長するという課題も残されている。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題に鑑みて成されたものであって、表示画像の画質に最も関係する表示階調変換特性を調整する調整パラメータをオペレータの調整無しに自動的に調整して、安定した高画質の画像が得られるX線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、読影するための画像の関心領域を最適化し、この最適化した関心領域から画像特徴量を求め、この画像特徴量から表示階調変換特性を調整するパラメータを求めて前記表示階調変換特性を自動的に調整するもので、具体的には以下の手段によって達成される。
【００１５】
(1)被検体に照射するX線を発生するX線発生手段と、前記被検体の撮影部位にX線の照射領域を絞るX線絞り手段と、前記X線発生手段と対向配置され前記被検体の透過X線を検出するX線検出手段と、このX線検出手段で検出したディジタル画像入力データを表示画像データに変換する複数の表示階調変換特性の中から所望の表示階調変換特性を選択して前記表示画像データを生成する画像処理手段と、この画像処理手段で生成した表示画像データを表示画像に変換して表示する表示手段とを備えたX線撮影装置であって、前記表示手段に表示する画像の関心領域を抽出する関心領域抽出手段と、該関心領域抽出手段で抽出した関心領域内の画像特徴量を抽出する画像特徴量抽出手段と、該画像特徴量抽出手段で抽出した画像特徴量を用いて前記表示階調変換特性を調整する調整パラメータ算出手段と、この調整パラメータ算出手段で算出した調整パラメータで前記表示階調変換特性を調整する表示階調変換特性調整手段とを備えて構成される。
【００１６】
(2)前記関心領域抽出手段は、前記X線絞り手段でX線の照射領域を絞った領域を除去するX線絞り領域除去手段と、このX線絞り領域除去手段で除去した領域以外の画素値の最大値の閾値と画素値の最小値の閾値を探索する閾値探索手段と、前記X線絞り領域除去手段で除去した領域以外の直接X線の画素値を算出する直接X線画素値算出手段と、前記閾値探索手段で探索した画素値の最大値の閾値及び画素値の最小値の閾値と前記直接X線画素値算出手段で算出した直接X線の画素値とに基づいて関心領域を算出する関心領域算出手段とを備えて成る。
【００１７】
(3)前記関心領域算出手段は、前記閾値探索手段で探索した閾値と前記直接X線画素値算出手段で算出した直接X線の画素値との比率を算出する関心領域抽出閾値比率算出手段と、同じ撮影部位毎に前記関心領域抽出閾値比率算出手段で算出した閾値の比率より画素値の統計量を解析する関心領域抽出閾値比率統計解析手段と、該関心領域抽出閾値比率統計解析手段で解析して求めた前記閾値比率の誤差を算出する関心領域抽出閾値比率誤差算出手段と、この関心領域抽出閾値比率誤差算出手段で算出した誤差が所定値になるように前記閾値比率を修正する関心領域抽出閾値比率修正手段と、この関心領域抽出閾値比率修正手段で修正した閾値比率に対応して前記閾値探索手段で探索した閾値を修正する閾値修正手段とを備えて成る。
【００１８】
(4)さらに前記抽出した画像特徴量の統計量を解析する画像特徴量解析手段と、この画像特徴量解析手段で解析した結果に基づいて前記調整パラメータ算出手段で算出した調整パラメータを修正する表示階調変換パラメータ修正手段とを備えて成る。
【００１９】
(5)前記画像特徴量抽出手段で抽出する画像特徴量は、前記関心領域抽出手段で抽出した関心領域における画素の最小値、平均値、最大値のうちの平均値を含む少なくとも2つの画素値であり、前記複数の表示階調変換特性は入力値と出力値の関係にそれぞれ任意の制御点を有し、前記表示階調変換選択手段は、前記画像特徴量と前記制御点に対応して選択する手段である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、表示画像の関心領域を抽出し、この抽出した関心領域から画像特徴量を求め、この画像特徴量から表示階調変換特性を調整するパラメータを自動的に求めるようにしたので、前記表示階調変換特性の調整パラメータをオペレータの調整無しに自動的に調整することができ、これによって適正な輝度とコントラストの安定した高画質の画像が得られるX線撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明によるX線撮影装置の好ましい実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
《装置構成と撮影動作》
図1は、本発明による自動階調変換処理機能を備えたX線撮影装置の全体構成図である。
このX線撮影装置は、図示省略の被検体に照射するX線を発生するX線管装置101aと前記被検体に照射するX線の照射範囲を制限するX線可動絞り装置101b等を備えたX線発生部101と、前記X線発生部101と対向配置され前記被検体の透過X線を検出しこれをデジタル画像データに変換するX線検出部102と、前記X線発生部101と前記X線検出部102とを支持すると共に前記X線発生部101を上下にスライド移動させる機構を備えたX線発生部の上下スライド移動機構部103(X線検出部のX線検出中心に対して、上下方向にX線発生部のオフセット位置を調整するためのもの)とを支持する支持アーム104と、この支持アーム104を床上に支持する床上支持装置105と、前記X線発生部101のX線管装置101aの陽極と陰極間に印加する電圧(以下、管電圧と記す)と前記陽極と陰極間に流れる電流(以下、管電流と記す)及び撮影時間を撮影条件に応じてX線量を制御する機能を備えたX線高電圧装置106と、前記X線検出部102で検出したディジタル画像データに画像処理を施し、この処理された画像データから表示する撮影画像を生成する画像処理装置107と、この画像処理装置107で生成された撮影画像及び後述の入力装置で設定した各種情報を表示するタッチパネル付き液晶モニタ108と、X線撮影装置全体を制御する図示省略のシステム制御装置を備えて構成される。
なお、図示は省略するが、前記画像処理装置107には、前記画像処理を行って得られる画像データ及びこの画像データから表示画像を生成するために必要な表示ルックアップテーブル(表示階調変換テーブル)、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベル等の付帯情報を記憶するハードディスクが接続される。
【００２２】
前記X線可動絞り装置101bは、4辺の移動可能な羽根(鉛板)を用いてX線照射野を適切な範囲に制限できるように構成され、さらに前記X線発生部101には図示は省略したが、X線照射野を調整する照射野ランプを備え、前記X線可動絞り装置101bで制限されたX線の線質を制御するための銅やアルミニューム板等で構成されたX線補償フィルタも付加することもできる。
【００２３】
前記X線検出部102は、被検体を透過したX線を検出するX線検出器102aと、このX線検出器102aと被検体からの散乱X線を除去するグリッド102b及び胸部や腹部のような撮影部位において適正な撮影時間を自動的に決定するためのイオンチャンバ等で構成される。
前記X線検出器102aは、被検体を透過したX線データをディジタル値に変換可能な検出器であればどのような検出器でもよく、例えばイメージインテンシファイアとCCD(Charge Coupled Device;電荷結合素子)カメラとを組み合わせたもの、あるいは半導体式ディジタルX線検出器であるX線平面検出器(Flat PAnel Detector)と呼ばれる検出器などが用いられる。
【００２４】
前記画像処理装置107は、X線検出部102で検出して出力されたディジタル画像データにX線検出器のオフセット補正、ゲイン補正などの各種補正処理を行う補正処理部と、この補正処理部で補正された画像データにダイナミックレンジ圧縮処理、フィルタ処理等の画像処理を施す画像処理部と、この画像処理部で処理された画像データに自動表示階調変換処理により決定された表示ルックアップテーブル、表示ウィンドウ幅、表示ウィンドウレベルの付帯情報を用いて表示画像を生成する表示制御処理部とで構成される。
【００２５】
この画像処理装置107のハードウェアは、図示は省略するが、各構成要素の動作を制御する中央処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納する主メモリと、処理された画像データや付帯情報データ等を記憶するハードディスク及び一時記憶メモリと、表示装置(図1の表示装置108と同じもの)の画面上のソフトスイッチを操作するマウス及びそのコントローラと、各種パラメータ設定用のキーやスイッチを備えたキーボードと、上記各構成要素を接続する共通バス等で構成され、これらはパーソナルコンピュータで実現できる。
なお、上記マウス及びキーボードは前記図示省略の入力装置に含まれて構成される。
【００２６】
前記支持アーム104は、左右に伸縮可能な伸縮機構を備え(撮影距離であるX線焦点とX線検出器間の距離SID(Source-Image Distance)を100〜200cmまで調整可能)、また前記床上支持装置105は前記支持アーム104を上下に昇降させる機構を備えているので、前記伸縮機構、昇降機構、回転機構、前記X線可動絞り装置101bの回転機構及び前記上下スライド移動機構部103を操作して被検体を撮影部位に適切に位置決めすることができるように構成されている。
【００２７】
前記タッチパネル付き液晶モニタ108は、タッチパネルと液晶モニタとからなり、上記マウスやキーボードなどの外部入力装置を備えており、これらにより患者名、撮影部位、撮影方向、撮影X線条件、前記画像処理に必要な各種のパラメータの入力、患者、撮影画像、撮影部位等の選択及び撮影画像等を表示するものである。
【００２８】
図2は、撮影条件を設定し、この設定した撮影条件でX線撮影を行なって得た撮影画像を表示するまでの一連の流れを示す図で、この図を用いて撮影条件の設定から撮影画像の表示までの動作について説明する。
(1)タッチパネル付き液晶モニタ108の操作部201を操作して、患者情報、検査情報等を入力し、前記タッチパネル付き液晶モニタ108の表示部に表示された撮影部位を選択して撮影に必要なパラメータを設定する。
撮影部位には、胸部立位PA(postero-anterior、後前方向)、胸部立位LAT(lateral projection、側方向)、腹部立位PA等のようなものがある。
前記操作部には、撮影部位毎に管電圧、管電流、撮影時間等の撮影条件が記憶されており、撮影部位を選択すると、この部位に対応した撮影条件がタッチパネル付き液晶モニタ108の表示部に表示される。
(2)オペレータは、前記X線発生部101内のX線照射野を調整する照射野ランプを患者に投光して該患者の撮影部位の位置決めを行いながら前記X線可動絞り装置101bによりX線中心やX線照射野を設定する(202,203)。
(3)このようにして患者の位置決め及びX線照射野の設定が完了すると、オペレータは前記タッチパネル付き液晶モニタ108の操作部201に設けられてある撮影スイッチを押すと、前記X線高電圧装置106から前記設定された撮影条件の管電圧を発生して前記X線管装置101aに印加し、該X線管装置101aに前記撮影条件に対応した管電流が流れてX線が発生し、この発生したX線を患者の撮影部位に照射して撮影を開始する。そして、前記設定した撮影時間になると撮影終了となり、X線高電圧装置106から発生する管電圧は零となる(204)。
(4)患者を透過したX線はX線検出部102で検出され、この検出されたディジタル画像データは画像処理装置107に転送される(205)。
(5)画像処理装置107は、前記転送されたディジタル画像データに各種の画像処理(X線検出器のオフセット補正、ゲイン補正などの各種補正処理及び入力された画像データの自動階調変換処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、エッジ強調処理、自動表示階調変換処理等)を行ない(206)、処理されたX線撮影画像を前記タッチパネル付き液晶モニタ108のモニタに表示する(207)。
(6)また、画像処理装置107で処理されたX線撮影画像データは、前記画像処理装置107のハードディスクによる記憶部に記憶され(208)、さらに必要に応じてPACS(Picture Archiving and Communication System)やレーザープリンタ等にDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)転送される。
【００２９】
《表示階調変換パラメータ自動調整部》
図3は、上記のように撮影して得られた画像データから表示画像の表示階調変換パラメータを自動的に調整する表示階調変換パラメータ自動調整部300の機能ブロック図で、この機能ブロック図は表示階調変換パラメータ自動調整処理プログラムのフローチャートとして用いることができる。
以下、図3の機能ブロック図の各機能について説明する。
【００３０】
〔1〕直接X線画素値計算部301
肺野の領域や骨組織、軟部組織の画素値は、直接X線の画素値に対するある比率の範囲に凡そ分布するので、前記肺野や骨組織、軟部組織の領域を抽出するために直接X線の画素値を算出する。
そこで、被検体が無い場合における前記イオンチャンバやグリッド102bを透過してX線検出器102aに入射した直接X線の検出データの画素値を求める。
この直接X線の画素値は、管電圧や付加フィルタの種類、グリッドの種類によって異なるので、被検体を撮影する前に、該被検体無しにおける撮影を行ない、この撮影画像の画像中心部の画素値の平均値を前記管電圧、付加フィルタ、グリッドの種類に対応して求めておく。
【００３１】
(1)直接X線の撮影パラメータ
例として、以下の管電圧、付加フィルタ、グリッドについて撮影し、画素値を求める。
1)管電圧は、40〜140kVまで10kV毎に撮影し、画素値を求める。
2)付加フィルタは、付加フィルタ無し、2mmアルミニューム、0.1mm銅、0.2mm銅毎に撮影し、画素値を求める。
3)グリッドは、
〈1〉集束距離100cm、15：1、80本、スペーサfiber
〈2〉集束距離150cm、15：1、80本、スペーサfiber
〈3〉集束距離20cm、 15：1、80本、スペーサfiber
〈4〉グリッドはなし
毎に撮影し、画素値を求める。
4)mAs(管電流と撮影時間の積でX線照射線量に比例)は、X線検出器102aのダイナミックレンジの範囲内の、例えば1.0mAs時について撮影し、画素値を求める。
以上により求めた画素値を画像処理装置107のハードディスクによる記憶部208に記憶しておく。
【００３２】
(2)被検体の撮影時における直接X線の画素値
被検体を撮影した場合の画素値は、実際に撮影した撮影条件、すなわち前記管電圧、付加フィルタ及びグリッドの種類、mAsの値及び撮影距離であるX線焦点とX線検出器間の距離(SID)によって異なるので、管電圧、付加フィルタ及びグリッドの種類に対しては上記(1)で求めた画素値を用い、撮影したmAs値及び撮影距離に対応して(式1)により算出する。
P＝P0×mAs×1002/FFD2                  (式1)
ただし、
P0はFFDが100 cm、X線入射方向は垂直、1.0 mAs時の直接X線の画素値
mAsは撮影時の撮影条件のmAs値
FFDはX線焦点とX線検出器中心間の距離 [cm]
Pは撮影時の撮影条件に換算した直接X線の画素値
である。
【００３３】
〔2〕X線絞り領域除去部302
撮影画像内のX線絞りの領域を解析対象外とするためにX線絞り領域の除去部を求めるものである。
【００３４】
(1)X線絞り像座標の算出
X線絞り領域を除去するためにX線絞り像の4頂点の座標計算を行う。
1)先ず、X線絞り範囲の位置情報をX線可動絞り装置101bから取得する。
X線絞り範囲は、撮影距離100cmにおける、X線の入射方向が垂直時のX線絞り範囲を図4に示すX線絞り(上)CU0(Collimator Upper 0)、X線絞り(下)CB0(Collimator Bottom 0)、X線絞り(左)CL0(Collimator Left 0)、X線絞り(右)CR０(Collimator Right 0)の位置とする。
2)そして、実際の撮影距離SID [cm]に応じて、(式2)〜(式5)によりX線絞り像を拡大する。
CU＝CU0×SID/100                      (式2)
CB＝CB0×SID/100                      (式3)
CL＝CL0×SID/100                      (式4)
CR＝CR0×SID/100                      (式5)
【００３５】
(2)X線可動絞り装置101bの機械的誤差の補正
1)機械的誤差の要因と表示画像に及ぼす影響
上記のように、X線可動絞り装置101bのX線絞り機構は、4辺の鉛板と、各々の鉛板を移動させるためのモータと、そのモータを制御するための制御部と、4辺の絞り位置を検出するためのエンコーダから構成される。
前記タッチパネル付き液晶モニタ108の表示部に表示された撮影部位の選択情報に連動してX線絞りの4辺の位置が設定され、X線管装置101に付設されたX線絞り調整ボタンを押して、照射野ランプから照射される光の照射野を見ながらX線照射野を調整し、この調整された前記4辺のX線絞り鉛板の位置情報は画像処理装置107に送られ、該画像処理装置の画像処理部206は、撮影する前にX線絞りの4辺の位置情報を取得する。
このようにしてX線絞り範囲を設定し、この設定したX線絞り範囲の位置情報を前記エンコーダによるX線絞り位置検出機構で検出するものであるが、該エンコーダによるX線絞り位置検出機構に機械的誤差を生じると、後述の画像の特徴量を解析する際に以下のような不具合が生じる。
【００３６】
すなわち、自動階調変換処理に領域抽出した関心領域の最小値を使用する場合、例えば、胸椎や縦隔の画素値を抽出してこれらの輝度を目標輝度に変換する際に、X線絞り範囲の検出位置に機械的誤差があると、前記関心領域の一部がX線絞り範囲に含まれることになり、領域抽出した関心領域の最小値が胸椎や縦隔ではなく、X線絞りの画素値になり胸椎や縦隔の輝度は目標輝度からずれてしまうことになる。
したがって、前記画像の特徴量に誤差を生じ、表示画像の輝度及びコントラストを適切な値に自動的に調整することができないものとなる。
これを解消するためには、X線絞り範囲に機械的な誤差がない場合のX線絞り像の内側をX線照射野領域とし、以下に述べる方法により前記機械的誤差によるX線絞り範囲の位置を補正する必要がある。
【００３７】
2)X線絞り範囲の機械的誤差の補正
〈1〉前記機械的な誤差を吸収するためのX方向の位置の誤差の変数をマージンMx[mm]、Y方向の位置の誤差の変数をマージンMy [mm]とする。
〈2〉図4に示すように、X線絞り像は、4頂点の座標P(Px, Py)、Q(Qx, Qy)、R(Rx, Ry)、S(Sx, Sy)で囲まれる点線で囲まれた矩形領域となり、X線照射野領域は実線で囲まれた領域となる。
〈3〉前記4頂点の座標と撮影画像(ディジタル画像)の座標を表す単位[画素](例えば、画像サイズが3000×3000画素の場合、図4の左上の画素の座標が(0, 0)で、右下の画素の座標が(2999, 2999)で表す画素)は、以下のようになる。
Px＝Cx＋CR/T−Mx/T        (式6)
Py＝Cy−CT/T＋My/T        (式7)
Qx＝Cx−CL/T＋Mx/T        (式8)
Qy＝Py                    (式9)
Rx＝Cx−CL/T＋Mx/T        (式10)
Ry＝Cy＋CB/T−My/T        (式11)
Sx＝Cx＋CR/T−Mx          (式12)
Sy＝Ry                    (式13)
Cx：X線撮影画像の中心座標X[画素]
Cy：X線撮影画像の中心座標Y[画素]
T ：画素サイズ[μm]
〈4〉上記より機械的誤差を考慮した除去するX線絞り領域が求まる。
【００３８】
〔3〕関心領域抽出閾値探索部303
撮影画像における関心領域を抽出するための画素値の最小値(閾値T1)と最大値(閾値T2)を求める。
ここでは、胸部PAの場合と頚椎APの場合を例として説明する。
【００３９】
〈1〉胸部PAにおける肺野領域の最大値の閾値T2、最小値の閾値T1の探索
図5に胸部PAの撮影画像例を示す。
【００４０】
(1)最大値の閾値T2の探索
図6に胸部PAの場合の撮影画像における肺野領域の画素の最大値の閾値T2を求めるフローチャートを示す。
1)閾値T2の初期値を設定する(S2101)。
初期値には、肺野の最大値が直接X線の画素値と被検者の肺野のX線吸収係数に依存し、また被検者の肺野の凡そのX線吸収係数範囲が決まっているので、例えば、直接X線の画素値PDにある係数を乗じた値を使用すればよい。
ここで、前記ある係数を肺野の画素の最大値T2と前記直接X線の画素値PDとの比率をR3とすると、前記閾値T2の初期値はPDとR3との積により求まる。
例えば、画素値の最大値が10,000の場合、該10,000から探索するよりも途中の画素値、例えば5,500から最適な閾値を探索した方が計算時間を短縮できるために、上記係数にはボランティア画像の解析結果に基づいて、例えば55％が適当である。
【００４１】
2)撮影画像を図7に示すように2値化する(S2102)。
これは、撮影画像において画素値が閾値T2を越えた場合には、値を1(図7の黒の領域)とし、それ以外を0(図7の白の領域)とする。
なお、同図の閾値T3は直接X線の領域を除去するための閾値、閾値比率R3は前記閾値T3を直接X線の画素値PDで正規化した場合の値である。
【００４２】
3)2値化した画像において、画素の連結性を判定することで、連結した領域にコードを割り当てるラベリング処理を行う(S2103)。
前記画素の連結性の判定とは、撮影画像の画素値が閾値T2を越えた画素の画素値を1(黒)、それ以外を0(白)とした画像(2値画像)において、黒の画素が連続的に存在しているか、つまり固まって存在している領域を調べるものである。
また、前記閾値を超えた領域の面積や個数を評価して人間の感覚にあった処理を行うために、閾値処理した2値画像についてラベリング処理を行う。
まず、閾値T2で閾値処理した2値画像の左上から1画素ずつ注目画素を移動させながら以下の処理を行う。
例えば、画像サイズが3000×3000画素の場合は900万回の処理を行う。
前記ラベリング処理にはラベリング画像を用い、このラベリング画像は、撮影画像と同じ画像サイズで、画素値はラベル(例：0, １, 2, ..., N)の値である。
先ず、ラベリング画像の注目画素(例：(0, 0)、例：画素値=1)の上下左右の画素の画素値を調べ、注目画素における2値画像の画素値が1(黒)の場合に、ラベリング画像において画素値を調べ、ラベルがついていない場合(画素値=0)には、その画素値を注目画素と同じ画素値にする。このような操作を全ての画素について行う。
【００４３】
4)ラベリングされた画像において、各々コードがつけられた領域の面積(画素数)を計算する(S2104)。
【００４４】
5)コードがつけられた各領域において、面積がS0以下の領域がN個存在するかを判定し、判定式が成り立てば処理を終了する(S2105)。
前記面積S0は予め設定しておくもので、これは事前に胸部PAのボランティア画像を用いて、肺野の最大値に相当する値で閾値処理した2値画像を作成し、その際の2値画像における閾値を超えた領域の形状の面積(S0)や、個数(N)を調べて決定するものである。
また、前記面積S0は、撮影部位、撮影方向によって異なるので、それぞれに対応した値を事前に求めておく必要がある。
なお、前記面積S0の値には、例えば撮影画像が3000×3000画素の場合は、300画素とすれば良い。
これは、胸部PAのボランティア画像を用いて検討した結果によるもので、肺野の最大値を求める際の妥当な値である。
このようにして、肺野領域の最大値T2を求める。
【００４５】
6)もし、S2105の判定が成立しない場合は、閾値T2を変更する(S2106)。
例えば、ある画素値の幅ΔT2だけ閾値を小さくすれば良い。
前記閾値の調整量ΔT2の値は、例えば、撮影画像の画素値の最大値が10,000の場合、ΔT2＝50とすれば良い。
7)ΔT2だけ小さくした閾値T2が正であるかを判定し(S2107)、閾値T2が正であればS2102に戻り、閾値T2が零、または負の値の場合には、探索処理を終了する。
【００４６】
このようにして、肺野領域の最大値の閾値T2を自動的に決定することができる。
例えば、肺野には血管があり、該血管のようにX線吸収が低い部分(X線検出器102aへの入射線量が高い部分)は点状に存在するために、図8に示すように、肺野に孤立点が多数生じる閾値が得られる。
この図8は、入力画像の画素値が閾値T2を超えた画素を黒、画素値がT2を超えない画素を白として前記入力画像を2値化した画像で、同図の閾値比率R2は、閾値T2を直接X線の画素値PDで正規化した値である。
【００４７】
(2)最小値の閾値T1の探索
図9に胸部PAの場合の撮影画像における肺野領域の画素値の最小値の閾値T1を求めるフローチャートを示す。
1)直接X線領域を抽出する(S2201)。
直接X線の領域を検出するためには、前記直接X線の領域を除去するための閾値T3と前記直接X線の画素値PDとの比である閾値比率R3が必要である。
これは、直接X線の画素値はある分布を有するために、直接X線の画素値PDをそのまま閾値とした場合、つまり、閾値比率R3が1.0の場合では、直接X線の領域を十分に除去できないためである。
【００４８】
2)円領域の直径Ｒの初期値R0を設定する(S2202)。
初期値R0の直径の円領域は、肺野領域と直接X線領域とが接続したか否かの判別時における肺野領域を選択するために必要である。
前記肺野領域と直接X線領域の接続とは、撮影画像に対する閾値が肺野の周辺部の肋骨や鎖骨の画素値の中で最も画素値が高い領域の画素値と同じかそれ以下になると、肺野と直接X線の領域が2値画像上では同じ画素値になり、2値画像上では肺野領域と直接X線領域がつながった画像になることを意味する。
【００４９】
3)円領域内部に直接X線領域を含むかを判定し、円領域内部に直接X線領域を含まない場合には円領域の直径をΔR分だけ拡大し、円領域内部に直接X線領域を含む場合はS2206に進む(S2203、S2204)。
4)探索領域である円領域が図4のP、Q、R、Sで囲まれるX線照射野領域や図4の一番外側の矩形領域である画像領域を超えない半径を求めるために、円領域の拡大処理の後、該円領域が前記X線照射野領域、あるいは前記画像領域を越えたかを判定し(S2205)、これらの条件に該当しない場合はS2203に戻る。
【００５０】
5)S2205で拡大処理の後の円領域が前記X線照射野領域、あるいは前記画像領域を越えた場合は、円領域のサイズを修正する(S2206)。
これは、円領域が直接X線領域を含まない条件を満足させるためである。
6)閾値T1の初期値T0を設定する(S2207)。
7)円領域内部に在る2値化処理により抽出した各領域iにおいて、直接X線領域を含む領域が存在するかを判定し(S2208)、直接X線領域を含む場合は、肺野領域の最小値の探索を終了して該最小値を閾値T1とする。
その直前の2値化画像を図10に示す。
この図10は、入力画像の画素値が閾値T1を超えた画素を黒、画素値がT1を超えない画素を白として前記入力画像をに2値化した画像で、同図の閾値比率R1は、閾値T1を直接X線の画素値PDで正規化した値である。
【００５１】
8)前記S2208において、直接X線領域を含まない場合は、最小値T1をΔT1分だけ小さくし、該最小値T1を修正する(S2209)。
ここで、前記ΔT1は閾値T1の調整量であり、画像の画素値の最大値が、例えば10,000の場合、その0.5%の50が適当な値で、この値は予め設定しておく。
9)そして、閾値T1の正負を判定し(S2210)、正の場合にはS2208に戻り、負の場合は肺野領域の最小値の探索を終了し、その時点の最小値を閾値T1とする。
【００５２】
このようにして、閾値T1を減少させながら、肺野領域と直接X線領域とが接続する画素値を探索する。
【００５３】
〈2〉頚椎APにおける最大値の閾値T2、最小値の閾値T1の探索
頚椎APの撮影画像には骨組織と軟部組織があるので、これらを含めて最大値の閾値T2と最小値の閾値T1を探索する必要がある。
図11に頚椎APの撮影画像例を示す。
【００５４】
(1)最大値の閾値T2の探索
図12に頚椎APの場合の撮影画像における骨組織と軟部組織の画素の最大値の閾値T2を求めるフローチャートを示す。
【００５５】
1)閾値T2の初期値を設定する(S2301)。
初期値には、直接X線の画素値にある係数を乗じた値を使用すればよい。
ここで、前記ある係数を骨組織と軟部組織の画素の最大値T2と前記直接X線の画素値PDとの比率をR3とすると、前記閾値T2の初期値はPDとR3との積により求まる。
例えば、画素値の最大値が10,000の場合、直接X線の画素値は45,000程度であるので、その20％を係数とすると、初期値T2は8000となる。
【００５６】
2)撮影画像を図13に示すように2値化する(S2302)。
これは、撮影画像において画素値が閾値T2を越えた場合には、値を1(図13の白の領域)とし、それ以外を0(図13の黒の領域)とする。
同図の閾値T3は直接X線の領域を除去するための画素値、閾値比率R3は閾値T2を直接X線の画素値で正規化した値である。
【００５７】
3)2値化した画像において、画素の連結性を判定することで、連結した領域にコードを割り当てるラベリング処理を行う(S2303)。
4)前記ラベリング画像のコードがiである領域iにおいて、長軸の長さLiを計算する(S2304)。
5)領域iにおける長軸の長さLiの最大値L1を計算する。この最大値L1をラベリング画像におけるコードを変数cとして画像処理装置の記憶部に記憶する(S2305)
長軸の長さLiの最大値L1は、例えば、2値画像の重心を計算し、該重心を通過する0°、45°、90°、135°方向に存在する画素数をカウントして、画素数の最も多い方向の画素の位置と前記重心との距離とする。
【００５８】
6)ラベリング画像において、領域cを選択して短軸の長さL2を計算する(S2306)。
短軸の長さL2は、2値画像の重心を計算し、該重心を通過する0°、45°、90°、135°方向に存在する画素数をカウントして、画素数の最も少ない方向の画素の位置と前記重心との距離とする。
7)短軸L2と長軸L1の比である短軸長軸比Rを計算する(S2307)。
8)短軸長軸比Rが閾値T0以下であるかを判定し(S2308)、閾値T0以下の場合には、この時点でのT2を最大値の閾値として骨組織と軟部組織の閾値T2の探索を終了する。
9)前記短軸長軸比Rが閾値T0以上の場合は、閾値T2をΔT2分だけ小さくして閾値T2を変更する(S2309)。
10)そして、変更したT2が0以上か0以下かを判定し(S2310)、T2が0以上の場合はS2302に戻り、前記T2が0以下の場合は、この時点でのT2を最大値の閾値として骨組織と軟部組織の閾値T2の探索を終了する。
【００５９】
なお、前記閾値T0の値としては、例えば、0.5とすれば良い。
これは、頚椎APの場合、閾値T2が低くなるほど、頚椎の骨の部分の連続性がなくなり、頭の部分だけが検出領域として残る。
この残った頭部の形状は、凡そ楕円形状であるので、短軸と長軸の比は、頭部に頚椎が接続したような2値画像の場合と比較して、短軸と長軸の比が小さいという特徴を有する。
また、閾値の調整量ΔT2の値は、例えば、直接X線の画素値が45,000の場合、その0.5％の230が適当な値である。
この値は、ΔT2の値を小さくすると探索回数が増加し、逆にΔT2の値が大きすぎると探索が荒くなるので、処理時間と探索精度との兼ね合いで決定すれば良い。
【００６０】
以上、図14に示すように、閾値T2を減少させて抽出領域(黒)である頚椎の連続性が無くなった場合、短軸と長軸の比が急激に低下するために、安定な閾値探索を行うことができる。
なお、図14において、閾値T2は軟部組織を除去するための画素値、閾値比率R2は前記閾値T2を直接X線の画素値で正規化した値である。
【００６１】
このようにして、頚椎APにおける骨組織と軟部組織の最大値の閾値T2の値を計算により自動的に求めることができる。
【００６２】
(2)最小値の閾値T1の探索
図15に頚椎APの場合の撮影画像における骨組織と軟部組織の画素の最小値の閾値T1を求めるフローチャートを示す。
【００６３】
1)X線照射野領域の長軸の長さL1を計算する(S2401)。
X線照射野の長軸の長さは、例えば図4に示したような、点線の領域の縦の長さに相当する。
2)閾値T1の初期値を設定する(S2402)。
初期値には、例えば、直接X線の画素値にある係数を乗算した値を使用すればよい。
例えば、頚椎APの場合、直接X線の画素値は45,000程度であるので、係数は20％とすれば良い。この場合の2値画像の例を図13に示す。
【００６４】
3)頚椎APの撮影画像を閾値T1で2値化する(S2403)。
閾値T1を越えた画素の値を1とし、それ以外の画素の値を0とする2値画像を作成する。
4)2値画像をラベリングする(S2404)。
ラベリングの手法は、前述のステップS2103、S2303と同様である。
5)ラベリング画像のコードiに対応する領域iにおいて、短軸の長さLiの最大値を計算する(S2405)。
6) 短軸の長さLiの最大値L2を計算する(S2406)
7)短軸の最大長さL2と、X線照射野の長軸の長さL1との比Rを計算する(S2407)。
【００６５】
8)長さの比Rが閾値T0以下か否かを判定し(S2408)、長さの比Rが閾値T0以下の場合には、この時点におけるT1を最小値の閾値として頚椎と頭部の閾値T1の探索を終了する。
前記閾値T0は0.2が適当な値である。これは、図14に示すように、頭蓋骨と頚椎と胸椎が接続している状態では、長軸と短軸の比は10：1程度であるが、図16示すような場合には、長軸と短軸の比は3：1程度である。
しかし、閾値の調節により頚椎の領域を切断した場合には、長軸と短軸の比が不連続となって大きく変化するので、それらの比の凡そ中間の比率として5：1とするものである。
【００６６】
9)上記長さの比Rが閾値T0以下でない場合は、閾値T1をΔT1分だけ少なくする。(S2409)。
10)閾値T1の変更の後、該閾値T1が正の場合にはS2403に戻り、それ以外の場合には、この時点におけるT1を最小値の閾値として頚椎と頭部の閾値T1の探索を終了する。
探索終了後の2値画像の例を図16示す。
【００６７】
このように、頭部のみを検出するときは、照射野の大きさ(縦の長さ)に対する検出領域(黒)の短軸の長さがある閾値以下に相当するような閾値T1を探索すれば良いことが分かる。
このようにして、閾値T1を減少させながら、長さの比Rを計算して頚椎と頭部の最小値の閾値T1を探索する。
【００６８】
以上のようにして抽出した骨領域抽出画像例(閾値T1、T2)を図17に、軟部組織抽出画像例(閾値T2、T3)を図18に示す。
【００６９】
〔4〕関心領域抽出閾値比率計算部304
関心領域を抽出するためには、直接X線の画素値だけでなく、直接X線からの比率の情報、すなわち関心領域における閾値の比率も必要である。
そこで、上記の計算により求めた閾値T1は関心領域のX線透過率の最小値を表し、T2は関心領域のX線透過率の最大値を表しており、これらの閾値T1、T2を直接X線によるX線検出データの画素値で除算して、関心領域における閾値の比率を求める。
【００７０】
〔5〕関心領域抽出閾値比率統計解析部305
同じ撮影部位毎に、関心領域を抽出するための前記関心領域抽出閾値比率計算部304で計算して求めた閾値の比率より統計量(例：平均値、中央値等)を計算する。
【００７１】
〔6〕関心領域抽出閾値比率誤差計算部306
関心領域を抽出するための閾値において、該閾値の現在の設定値と、前記関心領域抽出閾値比率統計解析部305によって得られた閾値とで差がある場合に、その差に応じて設定値の修正量を調節するために、前記関心領域抽出閾値比率計算部304で求めた閾値比率の誤差を求める。
この閾値比率の誤差率E[%]は、従来の設定した閾値比率Rと上記統計値から求めた閾値比率R0とから(式14)により求める。
E=｛(R-R0)/R0｝×100  [％]                (式14)
なお、撮影部位が胸部PAの場合や、撮影部位が頚椎APの場合、例えば、閾値はT1、T2と分っているので、これらの値から閾値比率R1、R2が求まり、誤差率はE1、E2の2つの変数で評価できる。
【００７２】
〔7〕閾値比率記憶部307
上記閾値比率Rを記憶するもので、撮影部位が胸部PAの場合や、撮影部位が頚椎APの場合の閾値比率には、R1、R2がある。
【００７３】
〔8〕関心領域抽出閾値比率修正判定部308、許容誤差記憶部309
画像枚数が統計解析に必要な所定枚数を超えた場合、関心領域抽出処理のパラメータ調整を行うか、行わないかを自動的に判定する。
例えば、閾値比率の統計解析を行った画像枚数が5以上の場合であって、さらに、許容誤差記憶部309に記憶してある許容誤差E0を越えた場合は、後述の関心領域抽出閾値比率修正処理部310で関心領域抽出処理に使用する閾値を修正する。
例えば、前記撮影部位が胸部PAや頚椎APの場合、誤差率はE1、E2と評価できるため、いずれかの閾値比率R1，R2等の誤差率E1, E2が(式15)により許容誤差E0を越えた場合は閾値比率R1, R2の修正処理を行えばよい。
E＞E0                           (式15)
【００７４】
〔9〕関心領域抽出閾値比率修正処理部310
前記閾値比率の誤差に応じて関心領域抽出閾値比率を(式16)により閾値比率の誤差ΔRに応じて修正する。
R=R-kΔR                        (式16)
ここで、
R：閾値比率
k：修正係数
ΔR：閾値比率の差
ΔR=R-R0                        (式17)
前記閾値比率Ｒは、1変数に限定せずに撮影部位に応じた値にする。
例えば、撮影部位が胸部PAや頚椎APの場合はR1、R2とすれば良い。
また、前記修正係数ｋは、例えば0.5とすることで、穏やかに閾値比率を修正することができる。
【００７５】
〔10〕関心領域抽出・特徴抽出部311
前記関心領域抽出閾値比率修正処理部310において、閾値比率の修正が行われた場合は、画像処理装置107の記憶部209に記憶してある撮影画像のうちで間引いた画像について関心領域の抽出処理を再度行ない、該関心領域から画像特徴量を抽出する。
【００７６】
関心領域は、例えば撮影部位が胸部PAの場合、図19に示す関心領域のヒストグラムと閾値比率の関係における閾値T1とT2により抽出した領域で、該閾値T1、T2は直接X線の画素値PDを用いて、式18、式19により決定する。
閾値T1＝R1・PD              (式18)
閾値T2＝R2・PD              (式19)
このように、肺野領域と共に皮膚線付近の領域も抽出され、この抽出画像を図20に示す。なお、撮影部位が頚椎APの場合も上記同様に、図21に示す関心領域のヒストグラムと閾値比率の関係を用いてT1、T2を決定する。
【００７７】
図22に直接X線の画素値と事前に撮影部位毎に設定してこれを前記閾値比率記憶部307に記憶してある被写体領域抽出比率とによって閾値処理した被写体領域抽出画像を示す。
この被写体領域抽出画像の上下、左右方向から収縮処理を行う。
これは、例えば肺野領域画像において、図20に示したように肩やわき腹付近に誤検出領域が生じることを防ぐために行うもので、前記上下左右から4cm程度の収縮処理を行うことにより図23に示すような収縮した被写体領域に加工することができる。
そして、収縮した被写体領域(2値画像、(図23))と、閾値T1と閾値T2で抽出した2値画像(図20)との論理積を演算することで、図24に示すような皮膚線付近の肺野の誤検出領域を低減した肺野領域を抽出することができる。
さらに、前記抽出した図24に示した肺野領域から、肺野の平均値、最大値を抽出することにより、自動階調処理に用いる画像特徴量を得ることができる。
胸部PAの自動階調処理には、肺野の平均値や、最大値以外に、被写体の最小値(縦隔に相当する画素値)を使用することができる。
【００７８】
このようにして得られた画像特徴量を用いて、予め記憶部208に図25に示す複数の階調変換特性を記憶しておき、事前にこれらの階調変換特性の画像特徴量Ｘmin、Xmean、Xmaxに対応する目標出力値Ymin, Ymean, Ymaxの3つの制御点を設定しておく。
そして、前記画像特徴量に対応した、例えば図25の太線で示す階調変換特性を選択する。
【００７９】
このように、複数の制御点における階調変換特性の誤差を計算し(各制御点のX軸の値における階調変換特性の対応する出力値の差の絶対値の総和)、該誤差が最小となる階調変換特性を選択して、撮影画像データ(X線量に比例した画像、例えば、X線検出器への入射線量が0mR0の場合には画素値0、入射線量が10mRの場合には、画素値10,000)を変換することで、患者の体厚の変化や撮影条件の変化によるヒストグラムの分布の変化を凡そ一定化することが可能となる。
【００８０】
〔11〕画像特徴量統計解析部312、表示階調変換パラメータ調整処理部313
画像特徴量統計解析部312で前記関心領域抽出・特徴抽出部311で抽出した画像特徴量の統計量(例：平均値、中央値)を解析し、表示階調変換パラメータ調整処理部313で表示階調変換パラメータを調整する。
【００８１】
このようにして得られた画像特徴量の平均特性と、目標出力値とからなる制御点と、自動階調処理において選択可能な階調変換特性との関係を図26に示す。
このように、同じ撮影部位における複数の患者の撮影画像を解析することで得られた平均制御点と、自動階調変換特性の中心特性との差を解析し、階調変換特性群の中心に平均制御点の分布が位置するように、図27に示すように自動階調変換処理で選択できる階調変換特性群を調整する。
【００８２】
以上のように、選択した表示階調変換特性(表示ルックアップテーブル)が不適正な場合(平均制御点に対して、平均階調変換特性が偏在している場合)でも、前記選択した表示階調変換パラメータを自動的に調整して表示階調変換特性を最適なもにするようにしたので、診断に適した撮影画像の輝度とコントラストを適切なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態による自動階調変換処理機能を備えたX線撮影装置の全体構成を示す図。
【図２】撮影条件の設定から撮影画像を表示するまでの一連の流れを示す図。
【図３】本発明による表示階調変換パラメータ自動調整部の機能ブロック図あるいは処理の流れを示す図。
【図４】撮影画像におけるX線絞り像とX線照射野領域の関係を示す図。
【図５】胸部PAの撮影画像例。
【図６】胸部PAの撮影画像における肺野領域の画素の最大値の閾値T2を求めるフローチャート。
【図７】胸部PAの2値化画像(閾値T3)。
【図８】胸部PAの2値化画像(閾値T2)。
【図９】胸部PAの撮影画像における肺野領域の画素の最小値の閾値T1を求めるフローチャート。
【図１０】胸部PAの2値化画像(閾値T1)。
【図１１】頚椎APの撮影画像例。
【図１２】頚椎APの撮影画像における骨領域と軟部組織の画素の最大値の閾値T2を求めるフローチャート。
【図１３】頚椎APの2値化画像(閾値T3)。
【図１４】頚椎・頭部抽出画像(閾値T2)。
【図１５】頚椎APの撮影画像における骨領域と軟部組織の画素の最小値の閾値T1を求めるフローチャート。
【図１６】頭部抽出画像(閾値T1)。
【図１７】骨領域抽出画像(閾値T1、T2)。
【図１８】軟部組織抽出画像(閾値T2、T3)。
【図１９】ヒストグラムと閾値比率の関係(胸部PA)。
【図２０】胸部PAの2値化画像(閾値T1、T2)。
【図２１】ヒストグラムと閾値比率の関係(頚椎AP)。
【図２２】被写体領域抽出画像(閾値T3)。
【図２３】収縮処理被写体領域(閾値T3)。
【図２４】肺野領域抽出画像。
【図２５】自動階調変換処理における階調変換特性と制御点との関係。
【図２６】平均制御点と階調変換特性との関係(不適正な場合)。
【図２７】平均制御点と階調変換特性との関係(適正な場合)。
【符号の説明】
【００８４】
101  X線発生部、101a  X線管装置、101b  X線可動絞り装置、102  X線検出部、102a   X線検出器、102b  グリッド、104  支持アーム、105  床上支持装置、106  X線高電圧装置、107  画像処理装置、108  タッチパネル付き液晶モニタ、201  操作部、202  位置決め部、203  X線絞り部、204  X線照射部、205  X線検出部、206  画像処理部、207  出力部、208  記憶部、300  表示階調変換パラメータ自動調整部、301  直接X線画素値計算部、302  X線絞り領域除去部、303  関心領域抽出閾値探索部、304  関心領域抽出閾値比率計算部、305  関心領域抽出閾値比率統計解析部、306  関心領域抽出閾値比率誤差計算部、307  閾値比率記憶部、308  関心領域抽出閾値比率修正判定部、309  許容誤差記憶部、310  関心領域抽出閾値比率修正処理部、311  関心領域抽出・特徴抽出部、312  画像特徴量統計解析部、313  表示階調変換パラメータ調整処理部
【図１】
2007143982.tif 000003
【図２】
2007143982.tif 000004
【図３】
2007143982.tif 000005
【図４】
2007143982.tif 000006
【図５】
2007143982.tif 000007
【図６】
2007143982.tif 000008
【図７】
2007143982.tif 000009
【図８】
2007143982.tif 000010
【図９】
2007143982.tif 000011
【図１０】
2007143982.tif 000012
【図１１】
2007143982.tif 000013
【図１２】
2007143982.tif 000014
【図１３】
2007143982.tif 000015
【図１４】
2007143982.tif 000016
【図１５】
2007143982.tif 000017
【図１６】
2007143982.tif 000018
【図１７】
2007143982.tif 000019
【図１８】
2007143982.tif 000020
【図１９】
2007143982.tif 000021
【図２０】
2007143982.tif 000022
【図２１】
2007143982.tif 000023
【図２２】
2007143982.tif 000024
【図２３】
2007143982.tif 000025
【図２４】
2007143982.tif 000026
【図２５】
2007143982.tif 000027
【図２６】
2007143982.tif 000028
【図２７】
2007143982.tif 000029