(57)【要約】【課題】  本発明は姿勢変化、病変有無によらず、常に左右肺の中心位置を少ない演算量で検出できる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明において、両肺の中央線は常に頚部領域の左右境界内にある性質を利用し、頚部領域の境界と両肺の内側の境界線を用いて、両肺の中央線を決定する。【選択図】  図１
2007068715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理装置であって、前記胸部単純X線正面写真に代表的プロファイルを決定する手段と、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段と、前記閾値を用いて左右肺野中央を含む領域を決定し、左右肺野中央位置を決定する手段を有することを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記代表的プロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真の上端に所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを代表的プロファイルとすることを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記代表的プロファイルを決定する手段は、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する手段と、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する手段と、前記第２のプロファイルの垂直位置が移動しながら、第１のプロファイルと第２のプロファイルの重み付け平均を計算し、代表的なプロファイルとすることを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記第1のプロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真の上端に所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを第１のプロファイルとすることを特徴とする前記請求項３に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記第2のプロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真に所定垂直位置に、所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを第２のプロファイルとすることを特徴とする前記請求項３に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記計算された第１のプロファイル、第２のプロファイルまたは代表的なプロファイルを低域フィルタでフィルタリングする手段をさらに有することを特徴とする前記請求項２から請求項５まで記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、最小値より経験的に決められた値と加算して閾値とすることを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、画像の最大画素値と重み付け平均値を計算し閾値とすることを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、プロファイルの最大画素値と重み付け平均値を計算し閾値とすることを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記左右肺野中央位置を決定する手段は、前記求めた閾値を用いて前記最小値左右に、閾値より小さいプロファイルの領域を決定し、該領域の中央を左右肺野中央位置とすることを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記左右肺野中央位置を平滑化する手段、あるいは、前記左右肺野中央位置を内挿補間し平滑化する手段をさらに有することを特徴とする前記請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理装置であって、前記胸部単純X線正面写真に、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する手段と、第1のプロファイルに基づいて第１の閾値を決定する手段と、第１の閾値を用いて、左右肺野中央線所在範囲の左右境界位置を求める手段と、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する手段と、第２のプロファイルに基づいて第２の閾値を決定する手段と、第２の閾値を用いて、各垂直位置における左右肺野の内側境界位置を求める手段と、前記中央線所在範囲の左右境界位置と左右肺野の内側境界位置に基づいて、左右肺野中央位置を決定する手段を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項１３】
胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理方法であって、前記胸部単純X線正面写真に代表的プロファイルを決定するステップと、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定するステップと、前記閾値を用いて左右肺野中央を含む領域を決定し、左右肺野中央位置を決定するステップを有することを特徴とする医用画像処理方法。
【請求項１４】
胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理方法であって、前記胸部単純X線正面写真に、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定するステップと、第1のプロファイルに基づいて第１の閾値を決定するステップと、第１の閾値を用いて、左右肺野中央線所在範囲の左右境界位置を求めるステップと、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定するステップと、第２のプロファイルに基づいて第２の閾値を決定するステップと、第２の閾値を用いて、各垂直位置における左右肺野の内側境界位置を求めるステップと、前記中央線所在範囲の左右境界位置と左右肺野の内側境界位置に基づいて、左右肺野中央位置を決定するステップを備えることを特徴とする医用画像処理方法。
【請求項１５】
胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理方法を実現するプログラムであって、前記胸部単純X線正面写真に代表的プロファイルを決定する工程のプログラムコードと、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する工程のプログラムコードと、前記閾値を用いて左右肺野中央を含む領域を決定し、左右肺野中央位置を決定する工程のプログラムコードと
を備えることを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理方法を実現するプログラムであって、前記胸部単純X線正面写真に、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する工程のプログラムコードと、第1のプロファイルに基づいて第１の閾値を決定する工程のプログラムコードと、第１の閾値を用いて、左右肺野中央線所在範囲の左右境界位置を求める工程のプログラムコードと、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する工程のプログラムコードと、第２のプロファイルに基づいて第２の閾値を決定する工程のプログラムコードと、第２の閾値を用いて、各垂直位置における左右肺野の内側境界位置を求める工程のプログラムコードと、前記中央線所在範囲の左右境界位置と左右肺野の内側境界位置に基づいて、左右肺野中央位置を決定する工程のプログラムコードと
を備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像のＣＡＤ（コンピュータ支援診断：Computer Aided Diagnosis）技術等における対称組織の分離方法に関する、特にＸ線胸部正面写真の左右肺野分離する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
胸部Ｘ線画像の経時差分技術は、異なる時期に撮影された人体の一部である共通の被写体の第１画像及び第２画像に対し、被写体の変形を補正し、差分処理を行い、両画像に変化のある部分を差分画像として描出する技術である。このような経時差分技術により、２つの画像から骨、血管等の共通の正常な部分を無視して、病巣の変化分だけの画像成分を抽出することができる。
【０００３】
胸部Ｘ線画像の経時差分技術において、被写体の変形を補正する際、全域的な拡大縮小または平行移動を補正し、次に肺野の細かい変形をワーピング技術により位置合わせを行う。全域的な補正を行う際、多くの場合差分対象物肺野の検出は行う。肺野を検出するため、左右肺野を分離する必要がある。
【０００４】
また、胸部X線正面画像の中で、脊柱の正面写真は脊柱側湾症などの異常の診断に、有効な手段として用いられている。ところが、脊柱部分は、部位によってX線の吸収は大幅に異なり、さらに、撮影後のQA処理などにより、適正な輝度で表示することができない。そのため、左右肺野を分離して縦膈領域を検出し、適当な画像処理を行う必要がある。
【０００５】
左右肺野のような対称的な組織を検出には、US6263097に記載の対称組織のプロファイルを利用して、仮中心に対する対称度を計算し、中央線を検出する方法がある。
【０００６】
図14に示すように、サイズM×Nの対象画像の各行に対して、始点Tから終点M−T−1までの点を仮中心Cとする。各仮中心に対して、式(1)より対称度S(i,j)を計算する。
【０００７】
【数１】
2007068715.tif 000003
ただし、ｃ＝Ｔ，Λ，Ｍ−Ｔ−１
g(i,j)は位置(i,j)の画素値であり、
m(i)は第ｉ行の仮中心ｃにおけるウィンドウ幅。
【０００８】
次に、前記計算された対称度はウィンドウ幅m(i)と仮中心の画素値で式(2)より正規化される。
【０００９】
【数２】
2007068715.tif 000004
最後に、前記求めた仮中心から正規化された対象度の最小値位置を第iラインの中心とする。
【００１０】
しかしながら、対象度により解剖的組織の中心線を検出方法は、肺野姿勢変化または病変により、左右肺野が対象性を失った部分に対して、正しい中心位置を検出できない。また、それぞれの仮中心に対して対象度を計算するため、計算量が多い。
【特許文献１】ＵＳ  ６２６３０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は姿勢変化、病変有無によらず、常に左右肺の中心位置を少ない演算量で検出できる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理装置であって、前記胸部単純X線正面写真に代表的プロファイルを決定する手段と、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段と、前記閾値を用いて左右肺野中央を含む領域を決定し、左右肺野中央位置を決定する手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明において、前記代表的プロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真の上端に所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを代表的プロファイルとすることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記代表的プロファイルを決定する手段は、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する手段と、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する手段と、前記第２のプロファイルの垂直位置が移動しながら、第１のプロファイルと第２のプロファイルの重み付け平均を計算し、代表的なプロファイルとすることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記第1のプロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真の上端に所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを第１のプロファイルとすることを特徴とする前記請求項３に記載の医用画像処理装置。
【００１６】
本発明において、前記第2のプロファイルを決定する手段は、前記胸部単純X線正面写真に所定垂直位置に、所定水平と垂直幅の領域を積算し、得られた平均水平プロファイルを第２のプロファイルとすることを特徴とする前記請求項３に記載の医用画像処理装置。
【００１７】
本発明において、前記計算された第１のプロファイル、第２のプロファイルまたは代表的なプロファイルを低域フィルタでフィルタリングする手段をさらに有することを特徴とする。
【００１８】
本発明において、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、最小値より経験的に決められた値と加算し閾値とすることを特徴とする。
【００１９】
本発明において、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、画像の最大画素値と重み付け平均値を計算し閾値とすることを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記代表的プロファイルを用いて閾値を設定する手段は、前記代表的プロファイルの中央領域に最小値を求め、プロファイルの最大画素値と重み付け平均値を計算し閾値とすることを特徴とする。
【００２１】
本発明において、前記左右肺野中央位置を決定する手段は、前記求めた閾値を用いて前記最小値左右に、閾値より小さいプロファイルの領域を決定し、該領域の中央を左右肺野中央位置とすることを特徴とする。
【００２２】
本発明において、前記左右肺野中央位置を平滑化する手段、あるいは、前記左右肺野中央位置を内挿補間し平滑化する手段をさらに有することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、胸部単純X線正面写真の左右肺野の中央線を検出する医用画像処理装置であって、前記胸部単純X線正面写真に、左右肺野の中央線所在範囲を決定する第1のプロファイルを決定する手段と、第1のプロファイルに基づいて第１の閾値を決定する手段と、第１の閾値を用いて、左右肺野中央線所在範囲の左右境界位置を求める手段と、各垂直位置における左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する手段と、第２のプロファイルに基づいて第２の閾値を決定する手段と、第２の閾値を用いて、各垂直位置における左右肺野の内側境界位置を求める手段と、前記中央線所在範囲の左右境界位置と左右肺野の内側境界位置に基づいて、左右肺野中央位置を決定する手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
図15に示すように、本発明において、頚部領域の輝度レベルは低く、両側のX線直接照射領域は相対的に高いとの性質を利用し、頚部領域の境界に高い輝度差を用いて、頚部境界線を容易に検出できる。また、両肺の中央線は常に頚部領域の左右境界内にある性質を利用し、頚部領域の境界と両肺の内側の境界線を用いて、境界位置から、または、頚部領域と肺部領域のプロファイルを合成し、両肺の中央線を決定する。こうすることにより、撮影時被検者姿勢変化などによる肺野内側の形変化を常に検出できるとともに、病変、手術などによる片肺がない場合でも、両肺を非常に少ない演算量で安定して分離できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
【００２７】
図1において、肺野検出処理システムは、画像入力部101と、両肺分離部102と、出力部103とを備えて構成される。
【００２８】
両肺分離部102において、代表的なプロファイル決定部102aと、閾値決定部102bと、中央位置決定部102cとを備えって構成される。
【００２９】
画像入力部101は、不図示の蓄積装置に蓄積された画像データベースから、X線胸部正面画像をメモリに読み込む。
【００３０】
両肺分離部102において、前記読み込まれた胸部正面画像に、両肺中央の輝度レベルが非常に低い特徴を反映した代表的なプロファイルは代表的なプロファイル決定部102aで計算される。
【００３１】
本実施例において、図３四角a に示すように、前記代表的なプロファイルは胸部正面画像のトップから0.1hラインまでの頚部領域を積算し(hは胸部正面画像の高さである)、平均プロファイルを代表的なプロファイルとする。図４に該代表的なプロファイルを示す。図４に示すように、代表的なプロファイルに頚部領域の輝度レベルは低く、両側のX線直接照射領域は相対的に高いとの性質を示す。また、頚部領域の境界に高い輝度差を示す。本実施例において、両肺の中央線は常に頚部領域の左右境界内にある性質を利用し、頚部領域の境界中央を両肺の中央線とする。
【００３２】
次に、閾値決定部102bは、代表的なプロファイルの中央部、たとえば、0.3wから0.7wまでの範囲内に(wは胸部正面画像の幅である)、最小輝度値を求め、最小輝度値に、経験的に決められた所定値を加えて閾値Tとする。該経験的に決められた所定値は、頚部領域に気管などの正常な解剖構造の投影によるプロファイルに輝度レベルの上昇を避けられるように設定される。12ビットで量子化された胸部正面画像において、経験的には該所定値は500とすればよい。
【００３３】
中央位置決定部102cは、前記求めた閾値Tを用いて、代表的なプロファイルの中央部、すなわち、0.3wから0.7wまでの範囲内に、閾値Tより小さい輝度値の範囲を求め、該範囲の中央を両肺中央線の水平位置とする。
【００３４】
出力部103は、前記求めた両肺の中央線を出力する。出力先は図2に示すような表示部のみでもよいし、または、図2に示すような左右肺野を検出し表示する後続処理でもよい。そのほか、出力された中央線を用いて、縦膈領域を設定し、縦膈内の器官を強調するまたはその他の画像処理を行う後続処理でもよい。
【００３５】
また、本実施例において、代表的なプロファイル決定部102aでは、図３の四角bに示すように、垂直に胸部正面画像のトップから0.1hラインまで、水平に胸部正面画像の0.3wから0.7wまでの範囲を解析領域とし、解析領域内の各ラインを積算し、代表的なプロファイルとしてもよい。その後の102bと102c処理は全プロファイルにおいて行う。
【００３６】
また、代表的なプロファイル決定部102aにおいて、解析領域内の各ラインを積算し、平均プロファイルを求めた後、低域通過フィルタで平滑化し、平滑化したプロファイルを代表的なプロファイルとしてもよい。
【００３７】
また、閾値決定部102bにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、式(３)に示すような最小値と画像の最大値の重み付平均としてもよいし、式(４)に示すような最小値とプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。
【００３８】
【数３】
2007068715.tif 000005
ただし、Ｉminはプロファイルの最小値である。MAXは画像の最大値であり、１２ビット画像において、MAX=4095。
【００３９】
【数４】
2007068715.tif 000006
ただし、Ｉminはプロファイルの最小値であり、Ｉmaxはプロファイルの最大値である。
【００４０】
図５に本実施例のフローチャートを示す。
【００４１】
S101：画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
【００４２】
S102：両肺分離部102の代表的なプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を解析領域として設定する。
【００４３】
S103：両肺分離部102の代表的なプロファイル決定部102aが、前記設定された解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは代表的なプロファイルとする。
【００４４】
S104：両肺分離部102の閾値決定部102bが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に最小値を探索する。
【００４５】
S105：両肺分離部102の閾値決定部102bが、前記最小値に経験的に決定された所定値を加えて、閾値Tを設定する。
【００４６】
S106：両肺分離部102の中央位置決定部102cが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、閾値Tより小さい値の領域を探索し、該領域の中央位置を両肺の中央位置と決定する。
【００４７】
S107：検出結果を出力する。
【００４８】
（第2の実施形態）
図６は、本発明の第2の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
【００４９】
本実施形態は第1の実施形態と同じように、画像入力部101と、両肺分離部102と出力部103と、を備えて構成されるが、両肺分離部102は第1の実施形態と異なる。
【００５０】
両肺分離部102は、第1のプロファイル決定部102a、 第2のプロファイル決定部102b、平均部102c、閾値決定部102d、中央位置決定部102e、垂直位置設定部102fとを備えて構成される。以下、両肺分離部102について説明する。
【００５１】
図7に示すように、第1のプロファイル決定部102aは、第1実施形態と同じように、読み込まれた胸部正面画像のトップから0.1hラインまでの頚部領域を第1のプロファイル解析領域とし(hは胸部正面画像の高さである)、該領域を積算し、平均プロファイルを第1のプロファイルとして決定する。
【００５２】
一方、垂直位置設定部102fは、画像のトップから、1つの垂直位置を設定する。該垂直位置の中央位置を決定した次第、垂直位置を1ライン増して、102b、102c、102d、102eの処理を行う。このように、画像のボトムまで繰り返し各水平ラインの中央位置を検出する。
【００５３】
図7に示すように、第2のプロファイル決定部102bは、設定された垂直位置に、所定の垂直幅の領域を第2プロファイル解析領域とし、解析領域内の各ラインを積算し、平均プロファイルを計算する。前記解析領域の所定の垂直幅は設定された垂直位置のラインとほぼ同じ変化を持ち、該ラインのノイズを平滑できる程度である。経験として、上下各5ラインでよい。
【００５４】
平均部102cは、式(５)に示すように、第1のプロファイルと第2のプロファイルの重み付け平均を計算する。平均されたプロファイルは代表的なプロファイルとする。また、付けられた重みは第1プロファイルの頚部境界で決められた両肺中央範囲と、第2のプロファイルで各垂直位置の肺野内側境界の両方とも反映できるように、設定される。経験として第1のプロファイルに0.4、第2のプロファイルに0.6とすればよい。
【００５５】
【数５】
2007068715.tif 000007
ただし、Ｉ1jは第1プロファイルに水平位置jにおける画素値であり、Ｉ2ｊは第2プロファイルに水平位置jにおける画素値である。
【００５６】
閾値決定部102dは、代表的なプロファイルの中央部、たとえば、0.3wから0.7wまでの範囲内に(wは胸部正面画像の幅である)、最小輝度値を求め、最小輝度値に、経験的に決められた所定値を加えて閾値Tとする。同じく、12ビットで量子化された胸部正面画像において、経験的には該所定値は500とすればよい。
【００５７】
中央位置決定部102eは前記求めた閾値Tを用いて、代表的なプロファイルの中央部、すなわち、0.3wから0.7wまでの範囲内に、閾値Tより小さい輝度値の範囲を求め、該範囲の中央を該垂直位置の両肺中央とする。
【００５８】
また、本実施例において、第1のプロファイル決定部102a、第2のプロファイル決定部102b、平均部102cで、求めた各プロファイルを低域通過フィルタで平滑化し、平滑化してもよい。
【００５９】
同じく、第1実施例のように、閾値決定部102eにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、最小値と画像の最大値またはプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。
【００６０】
また、検出された両肺の中央線をそのまま出力してもよいが、平滑化して出力してもよい。
【００６１】
図８に、本実施形態のフローチャートを示す。
【００６２】
S201：画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
【００６３】
S202：両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を第1解析領域として設定する。
【００６４】
S203：両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、前記設定された第1解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第1のプロファイルとする。
【００６５】
S204：両肺分離部102の垂直位置設定部102fは位置ポインタkを1に初期化する。
【００６６】
S205：両肺分離部102の垂直位置設定部102fは現在垂直位置が画像の高さhまで辿るかどうかを判断する。辿る場合、ステップS211へ進む。そうでない場合、ステップS206へ進む。
【００６７】
S206：両肺分離部102の第2のプロファイル決定部102bが、現在位置ポインタkの上下5ラインの領域を第2の解析領域に設定する。
【００６８】
S207：両肺分離部102の第2のプロファイル決定部102bが、前記設定された第2解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第2のプロファイルとする。
【００６９】
S208：両肺分離部102の平均部102cが、第1のプロファイルと第2のプロファイルを重み付けて、平均化し、代表的なプロファイルとする。
【００７０】
S209：両肺分離部102の閾値決定部102dが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に最小値を探索する。
【００７１】
S210：両肺分離部102の閾値決定部102dが、前記最小値に経験的に決定された所定値を加えて、閾値Tを設定する。
【００７２】
S211：両肺分離部102の中央位置決定部102eが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、閾値Tより小さい値の領域を探索し、該領域の中央位置を該垂直位置における両肺の中央位置と決定する。
【００７３】
S212：垂直位置設定部102fが、位置ポインタkを増して、ステップ205に戻す。
【００７４】
S213：結果を出力する。
【００７５】
（第3の実施形態）
図９は、本発明の第3の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
【００７６】
本実施形態は第1の実施形態と同じように、画像入力部101と、両肺分離部102と出力部103とを備えて構成されるが、両肺分離部102は第1の実施形態と異なる。
【００７７】
両肺分離部102は、第1のプロファイル決定部102a、 第2のプロファイル決定部102b、平均部102c、閾値決定部102d、中央位置決定部102e、内挿補間部102f、ストライプ分割部102g、垂直位置設定部102hとを備えて構成される。以下、両肺分離部102について説明する。
【００７８】
第1のプロファイル決定部102aは、第1実施形態と同じように、読み込まれた胸部正面画像のトップから0.1hラインまでの頚部領域を第1プロファイルの解析領域とし(hは胸部正面画像の高さである)、該領域を積算し、平均プロファイルを第1のプロファイルとして決定する。
【００７９】
一方、ストライプ分割部102gは、図10に示すように、読み込んだX線正面画像を所定数のストライプに分割する。ストライプ数は両肺中央線の変化を十分に追跡できるサンプル数とすればよい。経験として5〜10のいずれの値である。
【００８０】
垂直位置設定部102hは、各ストライプについて、ストライプの中央垂直位置を設定する。該垂直位置の中央位置を決定した次第、ストライプを1増して、102b、102c、102d、102eの処理を行う。このように、前記の処理を繰り返し、各ストライプの中央位置を検出する。
【００８１】
第2のプロファイル決定部102b、平均部102c、閾値決定部102d、中央位置決定部102eの処理は、第2実施形態と同じなので、説明を省略する。
【００８２】
全てのストライプに対して、両肺の中央位置を内挿補間部102fは、最初と最後のストライプ間に、各ストライプにおける両肺の中央位置を内挿補間する。最初と最後のストライプ垂直中央位置の外側から画像のトップとボトムの範囲には、該位置の中央位置で外挿する。
【００８３】
【数６】
2007068715.tif 000008
ただし、f(i)は各ストライプにおける中央位置の内挿補間式であり、ｓ1とｓnは最初と最後のストライプ中心の垂直位置である。
【００８４】
また、本実施例において、第1のプロファイル決定部102a、第2のプロファイル決定部102b、平均部102cで、求めた各プロファイルを低域通過フィルタで平滑化し、平滑化してもよい。
【００８５】
同じく、第1実施例のように、閾値決定部102eにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、最小値と画像の最大値またはプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。
【００８６】
図１１に、第3実施形態のフローチャートを示す。
【００８７】
S301：画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
【００８８】
S302：両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を第1解析領域として設定する。
【００８９】
S303：両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、前記設定された第1解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第1のプロファイルとする。
【００９０】
S304：両肺分離部102のストライプ分割部102gが、X線正面画像をN個のストライプに分割する。
【００９１】
S305：両肺分離部102の垂直位置設定部102hは個数ポインタkを1に初期化する。
【００９２】
S306：両肺分離部102の垂直位置設定部102fは現在処理するストライプが最後のストライプであるかどうかを判断する。最後のストライプ場合、ステップS314へ進む。そうでない場合、ステップS307へ進む。
【００９３】
S307〜S313の処理が第2実施形態と同じなので、説明を省略する
S314：両肺分離部102の内挿補間部102fが、最初と最後のストライプ間に、各ストライプにおける両肺の中央位置を内挿補間する。
【００９４】
S315：両肺分離部102の内挿補間部102fが、最初と最後のストライプ垂直中央位置の外側は、該位置の中央位置で外挿する。
【００９５】
S316：検出結果を出力する。
【００９６】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る肺野検出処理システムおよび同システムにおける両肺分離部の一例を示すブロック図である。
【００９７】
本実施形態は第1の実施形態と同じように、画像入力部101と、両肺分離部102と出力部103とを備えて構成されるが、両肺分離部102は第1の実施形態と異なる。
【００９８】
両肺分離部102は、第１のプロファイル決定部１02aと、第１閾値決定部102cと、第１境界位置決定部102eと、第２のプロファイル決定部102bと、第２閾値決定部102dと、第２境界位置決定部102fとを備えて構成される。以下、両肺分離部102について説明する。
【００９９】
第１のプロファイル決定部１02aは第1実施形態と同じように、頚部領域の平均プロファイルを決定する。第1閾値決定部102cは第1実施形態と同じように、第1プロファイル中央領域内(0.3w~0.7w)の最小値に基づいて、第1閾値を決定する。第1境界位置決定部102eは、第1プロファイル中央領域内(0.3w〜0.7w)に第1閾値より小さい値の範囲を探索し、該範囲の両端は第1の左右境界位置とする。
【０１００】
一方、垂直位置設定部102hは、画像のトップから、1つの垂直位置を設定する。該垂直位置の中央位置を決定した次第、垂直位置を1ライン増して、102b、102d、102f、102gの処理を行う。このように、画像のボトムまで繰り返し各水平ラインの中央位置を検出する。
【０１０１】
第2のプロファイル決定部102bは、第2実施形態と同じように、設定された垂直位置に、左右肺野中央線の変化を追跡する第2のプロファイルを決定する。第2閾値決定部は、第2プロファイル中央領域内(0.3w〜0.7w)の最小値に基づいて、第２閾値を決定する。第2境界位置決定部102fは、第２プロファイル中央領域内(0.3w〜0.7w)に第２閾値より小さい値の範囲を探索し、該範囲の両端は第２の左右境界位置とする。
【０１０２】
中央位置決定部102gは、前記求めた第1の左境界位置と第2の左境界位置と比較し、より右側の境界を左端点として記憶する。一方、前記求めた第1の右境界位置と第2の右境界位置と比較し、より左側の境界を右端点として記憶する。前記左右端点の中心位置を左右肺野の中心とする。
【０１０３】
また、本実施例において、第1のプロファイル決定部102a、第2のプロファイル決定部102bで、求めた各プロファイルを低域通過フィルタで平滑化し、平滑化してもよい。
【０１０４】
同じく、第1閾値決定部102cと第2閾値決定部102dにおいて、頚部領域の境界に高い輝度差を利用して、前記閾値を決定する際、経験的に決定された所定値を最小値に加えることではなく、最小値と画像の最大値またはプロファイルの最大値の重み付平均としてもよい。
【０１０５】
また、検出された両肺の中央線をそのまま出力してもよいが、平滑化して出力してもよい。
【０１０６】
また、本実施形態において、第3実施形態と同じように、画像を多数のストライプに分割して、各ストライプにおいて第2のプロファイルを決定し、両肺の中央位置を求め、各ストライプの両肺中央位置を補間して、両肺を分離してもよい。
【０１０７】
図１３に本実施形態のフローチャートを示す。
【０１０８】
S401：画像入力部101が、処理対象とするX線正面画像をメモリに読み込む。
【０１０９】
S402：両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、処理する画像にトップから0.1hラインまで四角い領域を第1解析領域として設定する。
【０１１０】
S403：両肺分離部102の第1のプロファイル決定部102aが、前記設定された第1解析領域を積算し、平均プロファイルを計算する。該プロファイルは第1のプロファイルとする。
【０１１１】
S404：両肺分離部102の第1閾値決定部102cが、前記代表的なプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に最小値を探索する。前記最小値に経験的に決定された所定値を加えて、第1閾値T1を設定する。
【０１１２】
S405：両肺分離部102の中央位置決定部102eが、前記第1のプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、第1閾値T1より小さい値の領域を探索し、該領域左右境界位置を第1の境界位置として記憶する。
【０１１３】
S406：両肺分離部102の垂直位置設定部102hは位置ポインタｋを1に初期化する。
【０１１４】
S407：両肺分離部102の垂直位置設定部102hは現在の垂直位置が画像の最下端に辿るかどうかを判断する。辿る場合、ステップS414へ進む。そうでない場合、ステップS408〜S413の処理を繰り返す。
【０１１５】
S408〜S410：第2実施形態と同じように、第2のプロファイルと第2の閾値T2を決定する。
【０１１６】
S411：両肺分離部102の第2境界位置決定部102fが、前記第2のプロファイルに0.3wから0.7wまでの中央領域に、第2閾値T2より小さい値の領域を探索し、該領域左右境界位置を第2の境界位置として記憶する。
【０１１７】
S412：両肺分離部102の中央位置決定部102gが、前記求めた第1の左境界位置と第2の左境界位置と比較し、より右側の境界を左端点として記憶する。一方、前記求めた第1の右境界位置と第2の右境界位置と比較し、より左側の境界を右端点として記憶する。前記左右端点の中心位置を左右肺野の中心とする。
【０１１８】
S413：両肺分離部102の垂直位置設定部102hは位置ポインタｋをインクリメントして、ステップS407に戻る。
【０１１９】
なお、本明細書は全部ポジ画像を例として、説明しましたが、ネガ画像に対して、閾値決定部と中央位置決定部のpolarityを変更すればよい。
【０１２０】
また、本発明は、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等）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。
【０１２１】
前述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【０１２２】
また、この場合、前記ソフトウェアの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自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、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、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。本発明を前記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明した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。
【０１２３】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の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がコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【０１２４】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの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格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等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にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】両肺分離ブロック図。
【図２】両肺分離部と後続の肺野検出部ブロック図。
【図３】第1実施形態におけるX線胸部正面写真の代表的なプロファイルの解析領域。
【図４】頚部領域のプロファイルと両肺中央位置。
【図５】第1実施形態のフローチャート。
【図６】第2実施形態のブロック図。
【図７】X線胸部正面写真の第1と第2プロファイルの解析領域。
【図８】第2実施形態のフローチャート。
【図９】第3実施形態のブロック図。
【図１０】X線胸部正面写真の分割されたストライプと各ストライプの中心位置。
【図１１】第3実施形態のフローチャート。
【図１２】第４実施例のブロック図。
【図１３】第4実施形態のフローチャート。
【図１４】プロファイルの対称度計算。
【図１５】片肺なし場合の第1と第2プロファイル。
【図１】
2007068715.tif 000009
【図２】
2007068715.tif 000010
【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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【図１３】
2007068715.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
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