(57)【要約】【課題】修正された投影データを用いて再構成された画像（ＳＳ再構成画像）のノイズ低減効果を保持しつつ、構造物の輪郭に画質の隔たりや凹凸が発生させずに、ぼけてしまった構造物のコントラストを回復させる。【解決手段】演算装置５は、ＳＳ再構成画像のエッジ領域を表すＳＳエッジマップを生成し（Ｓ４０３）、ＳＳエッジマップから、ＳＳ再構成画像にＮＳＳ再構成画像を合成する境界を示すＳＳ合成マップを生成し（Ｓ４０４）、ＮＳＳ再構成画像のエッジ領域を表すＮＳＳエッジマップを生成し（Ｓ４０５）、ＮＳＳ再構成画像に対して平滑化処理が施されたＳＭ−ＮＳＳ再構成画像を生成し（Ｓ４０６）、ＮＳＳエッジマップを用いてＳＳ合成マップを修正し、ＮＳＳ合成マップを生成し（Ｓ４０７）、ＮＳＳ合成マップをもとに、ＳＳ再構成画像とＮＳＳ再構成画像とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像が合成された合成画像を生成する（Ｓ４０８）。【選択図】図４
2013119021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、被検体を戴置する寝台と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載して前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記Ｘ線検出器によって検出された前記Ｘ線が変換された実投影データを記憶する記憶装置と、を備えるＸ線ＣＴ装置であって、
前記実投影データに対して第１ノイズ低減処理を施したデータを用いて第１画像を再構成し、更に、前記実投影データに対して前記第１ノイズ低減処理よりもノイズ低減度合が低い第２ノイズ低減処理を施したデータ、又は前記実投影データを用いて第２画像を再構成する画像再構成部と、
前記第１画像及び前記第２画像の両方に含まれる所定の構造物について、前記第１画像から前記構造物の境界である第１境界を抽出し、更に、前記第２画像から前記構造物の境界である第２境界を抽出する境界抽出部と、
前記第１境界及び前記第２境界の間の領域について、少なくとも前記第１画像及び前記第２画像を用いて合成処理を行い、合成画像を生成する画像合成部と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記第１画像に基づいて方向依存フィルタの方向を決定し、前記方向依存フィルタを前記第２画像に適用して平滑化処理を行い、第３画像を生成する画像平滑部、
を更に備え、
前記画像合成部は、更に、前記第３画像を用いて合成処理を行う
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記画像平滑部は、前記第１画像の注目画素に隣接する複数の方向の隣接画素に対して、それぞれ前記注目画素と前記隣接画素との差の絶対値を算出し、算出された値が最も小さい前記隣接画素の方向を前記方向依存フィルタの方向として決定する
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記画像再構成部は、前記第１ノイズ低減処理及び前記第２ノイズ低減処理として、前記Ｘ線検出器の検出器出力に応じたフォトン重み、及び罰則項を評価関数に含む逐次近似法によって前記実投影データを修正する
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記第１画像に基づいて、前記第１画像及び前記第２画像をどのように合成するかを示す第１合成マップを生成する第１合成マップ生成部と、
少なくとも前記第２画像に基づいて前記第１合成マップを修正し、前記第１画像、前記第２画像、及び前記第３画像をどのように合成するかを示す第２合成マップを生成する第２合成マップ生成部と、
を更に備え、
前記画像合成部は、前記第２合成マップに従って合成処理を行う
請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記第２合成マップによって示される前記第１画像を用いる領域と前記第３画像を用いる領域との境界周辺の画素について、前記合成画像の値を、前記第１画像の値と前記第３画像の値を重み付加算した値に変換する境界領域重み付加算部、
を更に備える請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記第１画像と前記合成画像の全面において、操作者によって指定された重みの値によって重み付加算した画像を生成する画像重み付加算部、
を更に備える請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記第１画像におけるエア領域及び前記エア領域に接する領域を示すエアマップを生成するエアマップ生成部、
を更に備え、
前記第１合成マップ生成部は、更に、前記エアマップに基づいて前記第１合成マップを生成し、
前記第２合成マップ生成部は、更に、前記エアマップに基づいて前記第１合成マップを修正し、前記第２合成マップを生成する
請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、被検体を戴置する寝台と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載して前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記Ｘ線検出器によって検出された前記Ｘ線が変換された実投影データを記憶する記憶装置と、を備えるＸ線ＣＴ装置が実行する画像処理方法であって、
前記実投影データに対して第１ノイズ低減処理を施したデータを用いて第１画像を再構成し、更に、前記実投影データに対して前記第１ノイズ低減処理よりもノイズ低減度合が低い第２ノイズ低減処理を施したデータ、又は前記実投影データを用いて第２画像を再構成するステップと、
前記第１画像及び前記第２画像の両方に含まれる所定の構造物について、前記第１画像から前記構造物の境界である第１境界を抽出し、更に、前記第２画像から前記構造物の境界である第２境界を抽出するステップと、
前記第１境界及び前記第２境界の間の領域について、少なくとも前記第１画像及び前記第２画像を用いて合成処理を行い、合成画像を生成するステップと、
を含む画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を被検体に照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器により計測し、多方向からの計測データ（投影データ）を再構成することにより被検体の断層像を得るＸ線ＣＴ装置等に関する。特に、投影データを修正し、修正された投影データを用いて再構成した画像のコントラスト回復処理を行うＸ線ＣＴ装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の周囲からＸ線を照射し、複数の投影角度において取得した実投影データを逆投影することにより、被検体の断層像が画像化される。
【０００３】
前述のようなＸ線ＣＴ装置において、投影データを修正し、修正された投影データを用いてノイズ低減された再構成画像を生成する技術が提案されている。その技術の一つとして、逐次近似投影データフィルタを用いる技術がある。これは、投影データの評価指標を事前に設定しておき、評価指標を数値化した評価値が最大値もしくは最小値をとるように投影データを逐次更新する技術である。評価指標には、更新の対象である暫定投影データと実投影データ間の矛盾や確率的な尤もらしさなどが用いられる。非特許文献１には、罰則付き加重二乗誤差関数を評価関数として用いる逐次近似投影データフィルタが提案されている。逐次近似再構成および逐次近似投影データフィルタを適用することで、検出器出力が少ない場合に画像上で生ずるストリーク状のアーチファクトや量子ノイズを効果的に低減することができる。
【０００４】
以降、このように修正された投影データを用いて再構成された画像をＳＳ（Sinogram
Smoothing）再構成画像、修正されていない投影データを用いて再構成された画像をＮＳＳ（Non Sinogram
Smoothing）再構成画像と呼ぶことにする。
【０００５】
ところで、ＳＳ再構成画像は、構造物の輪郭がぼけてしまうことによってコントラストが低下するという問題が発生する。このような構造物のぼけは、診断対象物の視認性を低下させ、特に微細でコントラストが低い構造の診断対象物に対する診断の精度を低下させる可能性があるため、望ましくない。特に、逐次近似投影データフィルタをはじめ、投影データを修正してノイズ低減を行う場合、検出器出力が少ない素子に対応するデータの平滑化度合いが大きい。そのため、骨などのＣＴ値が高い構造物の輪郭のぼけが大きくなる。
【０００６】
他方、特許文献１では、鮮鋭化した画像（エッジ強調処理を施した画像）について、各画素をそれぞれ取り巻く任意の大きさのマトリクス毎に、マトリクス内の複数のＣＴ値に関する分析量に応じて混合することによって、雑音を除去しつつ画像の解像度の低下を抑制する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００５／１１０２３２号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】T. Li et. al., “NonlinearSinogram Smoothing for Low-Dose X-Ray ＣＴ,”IEEE. Trans.Nucl. Sci., Vol.51, No.5, pp.2505-2513, 2004
【非特許文献２】K.  Saueret. al., “A Local Update Strategy for Iterative ReconstruＣＴion form ProjeＣＴions,”IEEE. Trans. Signal.Proc., Vol.41, No.2, pp.534-548, 1993
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、強いストリークアーチファクトや強いノイズに対しては、構造物とノイズが同等に扱われ、低減しない場合があるという問題がある。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、修正された投影データを用いて再構成された画像（ＳＳ再構成画像）のノイズ低減効果を保持しつつ、構造物の輪郭に画質の隔たりや凹凸が発生させずに、ぼけてしまった構造物のコントラストを回復させることが可能なＸ線ＣＴ装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために第１の発明は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、被検体を戴置する寝台と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載して前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記Ｘ線検出器によって検出された前記Ｘ線が変換された実投影データを記憶する記憶装置と、を備えるＸ線ＣＴ装置であって、前記実投影データに対して第１ノイズ低減処理を施したデータを用いて第１画像を再構成し、更に、前記実投影データに対して前記第１ノイズ低減処理よりもノイズ低減度合が低い第２ノイズ低減処理を施したデータ、又は前記実投影データを用いて第２画像を再構成する画像再構成部と、前記第１画像及び前記第２画像の両方に含まれる所定の構造物について、前記第１画像から前記構造物の境界である第１境界を抽出し、更に、前記第２画像から前記構造物の境界である第２境界を抽出する境界抽出部と、前記第１境界及び前記第２境界の間の領域について、少なくとも前記第１画像及び前記第２画像を用いて合成処理を行い、合成画像を生成する画像合成部と、を備えるＸ線ＣＴ装置である。
【００１２】
第２の発明は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、被検体を戴置する寝台と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を搭載して前記被検体の周囲を回転する回転円盤と、前記Ｘ線検出器によって検出された前記Ｘ線が変換された実投影データを記憶する記憶装置と、を備えるＸ線ＣＴ装置が実行する画像処理方法であって、前記実投影データに対して第１ノイズ低減処理を施したデータを用いて第１画像を再構成し、更に、前記実投影データに対して前記第１ノイズ低減処理よりもノイズ低減度合が低い第２ノイズ低減処理を施したデータ、又は前記実投影データを用いて第２画像を再構成するステップと、前記第１画像及び前記第２画像の両方に含まれる所定の構造物について、前記第１画像から前記構造物の境界である第１境界を抽出し、更に、前記第２画像から前記構造物の境界である第２境界を抽出するステップと、前記第１境界及び前記第２境界の間の領域について、少なくとも前記第１画像及び前記第２画像を用いて合成処理を行い、合成画像を生成するステップと、を含む画像処理方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、修正された投影データを用いて再構成された画像（ＳＳ再構成画像）のノイズ低減効果を保持しつつ、構造物の輪郭に画質の隔たりや凹凸が発生させずに、ぼけてしまった構造物のコントラストを回復させることができる。また、コントラストの回復度合を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ｘ線ＣＴ装置１の全体外観図
【図２】Ｘ線ＣＴ装置１の構成図
【図３】本発明の概要を示す図
【図４】本発明の画像処理のフローを示す図
【図５】エア領域判定処理のフローを示す図
【図６】エッジマップ生成処理のフローを示す図
【図７】Sobelフィルタによるエッジ抽出を示す図
【図８】エッジ領域２値化処理のフローを示す図
【図９】ＳＳ再構成画像によるＳＳ合成マップ生成処理のフローを示す図
【図１０】エッジ保存型平滑化処理のフローを示す図
【図１１】ＳＳ再構成画像方向利用方向依存フィルタ処理のフローを示す図
【図１２】ＮＳＳ再構成画像のエッジを用いたＳＳ合成マップ修正処理のフローを示す図
【図１３】境界領域重み付加算処理のフローを示す図
【図１４】合成画像の例を示す図
【図１５】差分大マップの例を示す図
【図１６】ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の生成処理過程を示す図
【図１７】ＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の生成処理過程を示す図
【図１８】ＳＳ再構成画像領域との境界がなくなる場合の例を示す図
【図１９】ＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の生成処理過程を示す図（図１７の続き）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。最初に、図１、図２を参照しながら、Ｘ線ＣＴ装置１の構成を説明する。
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線管１１や検出器１２が搭載されるスキャナ２、被検体１０を載置する寝台４、検出器１２から得られるデータの処理を行う演算装置５、マウス、トラックボール、キーボード、タッチパネルなどの入力装置６、及び再構成画像などを表示する表示装置７などを含む。
操作者は、入力装置６を介して、撮影条件や再構成パラメータなどを入力する。撮影条件は、例えば、寝台送り速度、管電流、管電圧、スライス位置などである。また、再構成パラメータは、例えば、関心領域、再構成画像サイズ、逆投影位相幅、再構成フィルタ関数などである。
【００１６】
図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、大きく分けて、スキャナ２、操作ユニット３、寝台４から構成される。
スキャナ２は、Ｘ線管１１（Ｘ線源）、検出器１２（Ｘ線検出器）、コリメータ１３、駆動装置１４、中央制御装置１５、Ｘ線制御装置１６、高電圧発生装置１７、スキャナ制御装置１８、寝台制御装置１９、寝台移動計測装置２０、コリメータ制御装置２１、プリアンプ２２、Ａ／Ｄコンバータ２３などから構成されている。
【００１７】
中央制御装置１５は、操作ユニット３における入力装置６から撮影条件や再構成パラメータを入力し、撮影に必要な制御信号を、コリメータ制御装置２１、Ｘ線制御装置１６、スキャナ制御装置１８、寝台制御装置１９に送信する。
コリメータ制御装置２１は、制御信号に基づいてコリメータ１３の位置を制御する。
撮影スタート信号を受けて撮影が開始されると、Ｘ線制御装置１６は、制御信号に基づいて高電圧発生装置１７を制御する。高電圧発生装置１７は、Ｘ線管１１に管電圧、管電流を印加する。Ｘ線管１１では、印加された管電圧に応じたエネルギーの電子が陰極から放出され、放出された電子がターゲット(陽極)に衝突することによって電子エネルギーに応じたエネルギーのＸ線が被検体１０に照射される。
また、スキャナ制御装置１８は、制御信号に基づいて駆動装置１４を制御する。駆動装置１４は、Ｘ線管１１、検出器１２、プリアンプ２２等が搭載されているガントリ部を被検体１０の周りに周回させる。
寝台制御装置１９は、制御信号に基づいて寝台４を制御する。
【００１８】
Ｘ線管１１から照射されるＸ線は、コリメータ１３によって照射領域が制限され、被検体１０内の各組織においてＸ線減弱係数に応じて吸収（減衰）され、被検体１０を通過し、Ｘ線管１１に対向する位置に配置された検出器１２によって検出される。検出器１２は、２次元方向（チャネル方向およびこれに直交する列方向）に配置された複数の検出素子によって構成される。各検出素子によって受光したＸ線は、実投影データに変換される。すなわち、検出器１２によって検出されるＸ線は、電流に変換され、プリアンプ２２によって増幅され、Ａ／Ｄコンバータ２３によってデジタルデータに変換され、ＬＯＧ変換され、キャリブレーションが行われて実投影データとして演算装置５に入力される。
【００１９】
このとき、互いに対向するＸ線管１１と検出器１２が、被検体１０の周囲を回転するので、実投影データは、回転方向の離散的なＸ線管位置（および対応する検出器位置）において収集される。各々のＸ線管位置における実投影データの取得単位が、「ビュー」と呼ばれている。
【００２０】
演算装置５は、再構成演算装置３１、画像処理装置３２等から構成される。また、入出力装置９は、入力装置６、表示装置７、記憶装置８（記憶部）等から構成される。
再構成演算装置３１は、実投影データを用いて画像再構成処理を行い、再構成画像を生成する。再構成演算装置３１は、各ビューの実投影データに再構成フィルタを重畳してフィルタ補正投影データを生成し、フィルタ補正投影データに対して、ビュー方向に重み（以降、「ビュー方向重み」という。）を加重して逆投影処理を行うことによって、被検体１０内部のＸ線減弱係数の分布図として非破壊的に断層像を画像化する。
再構成演算装置３１は、生成される再構成画像を記憶装置８に保存する。また、再構成演算装置３１は、表示装置７にＣＴ画像として表示する。あるいは、画像処理装置３２が、記憶装置８に保存される再構成画像に対して画像処理を行い、表示装置７にＣＴ画像として表示する。
【００２１】
Ｘ線ＣＴ装置１は、２次元方向に検出素子が配列された検出器１２を用いるマルチスライスＣＴ、検出素子が１列すなわち１次元方向（チャネル方向のみ）に配列された検出器１２を用いるシングルスライスＣＴに大別される。マルチスライスＣＴでは、検出器１２に合わせてＸ線源であるＸ線管１１から円錐状、もしくは角錐状に広がるＸ線ビームが照射される。シングルスライスＣＴでは、Ｘ線管１１から扇状に広がるＸ線ビームが照射される。通常、Ｘ線ＣＴ装置１による撮影では、ガントリ部が、寝台４に載置された被検体１０の周りを周回しながら、Ｘ線の照射が行われる。
【００２２】
はじめに、図３を参照しながら、本実施形態の概要を述べる。本実施形態では、演算装置５が、実投影データに対してノイズ低減処理を施したデータを用いてＳＳ再構成画像５０を再構成し、更に、実投影データに対して、ＳＳ再構成画像５０の再構成時よりもノイズ低減度合が低いノイズ低減処理を施したデータ、又は実投影データを用いてＮＳＳ再構成画像６０を再構成する。例えば、演算装置５は、逐次近似投影データフィルタを用いて実投影データを修正し、修正されたデータを用いて再構成された画像をＳＳ再構成画像５０とし、逐次近似投影データフィルタを用いた修正を行っていないデータ（＝実投影データ）を用いて再構成された画像をＮＳＳ再構成画像６０とする。逐次近似投影データフィルタを用いた実投影データの修正処理としては、例えば、Ｘ線検出器の検出器出力に応じたフォトン重み、及び罰則項を評価関数に含む逐次近似法によって実投影データを修正する処理が挙げられる。例えば、非特許文献１に記載の次式を、以下の説明のように用いる。
【００２３】
【数１】
2013119021.tif 000003
【００２４】
１、・・・、ｉ、・・・、Ｉは、チャネルおよび列、ビューの通し番号である。ｐｉおよびｙｉは、ｉ番目の検出素子における暫定投影データおよび実投影データである。ｐ＝（ｐ１、・・・、ｐｉ、・・・、ｐＩ）は、暫定投影データのベクトルである。κｉは、ｉ番目の検出素子の近接素子の集合である。νｉｋは、ｉ番目の検出素子とｋ番目の検出素子の相関性を決定する定数である。非特許文献１では、チャネルおよび列、ビュー方向でνｉｋを経験的に決定している。Ψ（ｐｉ−ｐｋ）は、ｉ番目の暫定投影データとｋ番目の暫定投影データ間のコントラストを変数とするポテンシャル関数である。非特許文献１では、ポテンシャル関数として２次関数を使用している。ｄｉは、ｉ番目の実投影データと順投影データの差分値に加重される重み係数（以降、「フォトン重み」よいう。）である。Ｘ線ＣＴ装置の画像再構成では、ｉ番目の検出素子における検出器出力を反映した値である。
【００２５】
（１）式から種々の数値解析法により導出される更新式において、更新の過程における暫定投影データは、第一項により実投影データおよびフォトン重みによる制約を受けながら、第二項により近接の暫定投影データ間のコントラストに応じて平滑化される。よって、第一項と第二項のバランスを調整する役目を果たす（１）式の任意の定数βは、暫定投影データの平滑化の度合いを調整するパラメータである。
【００２６】
逐次近似再構成および逐次近似投影データフィルタにおいて、フォトン重みは重要な役割を持つ。説明を分かり易くするため、ここではビュー方向およびチャネル方向の２次元として考える。水平方向のビュー（Ｘ線管位置が被写体の左または右になるビュー）では、人体の体幅方向にＸ線が透過する為、鉛直方向のビュー（Ｘ線管位置が被写体の上又は下になるビュー）と比較して人体における透過長が長く、検出器出力が小さなチャネルが多い。これにより、断層像において主に水平方向にストリーク状のアーチファクトが生ずる。（１）式のフォトン重みは検出器出力に応じた値となるため、鉛直方向のビューのチャネルより水平方向のビューのチャネルで小さな値となる。これに応じて、鉛直方向のビューより水平方向のビューにおいて、（１）式の第一項による制約は相対的に弱くなり、第二項による平滑化効果を強く受ける。
【００２７】
図３に示すＳＳ再構成画像５０及びＮＳＳ再構成画像６０は、同一の構造物４０（例えば、骨など）の部分を拡大した模式図である。斜線が付された領域が構造物４０の本来の位置を示している。
【００２８】
ＳＳ再構成画像５０は、構造物４０のエッジ（輪郭）がぼけてしまうので、エッジ抽出処理（境界抽出処理）を行うと、本来の構造物４０よりも広がったエッジが抽出される。図３に示すＳＳ再構成画像５０では、実線にて図示されているＳＳエッジ５１が、エッジ抽出処理によって抽出されたエッジを示している。
【００２９】
一方、ＮＳＳ再構成画像６０は、構造物４０のエッジ（輪郭）が鮮明ではあるが、ストリークアーチファクト６２に代表されるノイズを含んでいる。ＮＳＳ再構成画像６０に対してエッジ抽出処理（境界抽出処理）を行うと、本来の構造物４０に近いエッジが抽出される。図３に示すＮＳＳ再構成画像６０では、実線にて図示されているＮＳＳエッジ６１が、エッジ抽出処理によって抽出されたエッジを示している。しかし、ＮＳＳ再構成画像６０ではストリークアーチファクト６２が含まれており、構造物４０のエッジ周辺の画質に問題がある。
【００３０】
そこで、本実施形態では、演算装置５が、ＳＳ再構成画像５０及びＮＳＳ再構成画像６０の両方に含まれる構造物４０について、ＳＳ再構成画像５０から構造物４０のエッジ（境界）を抽出し、更に、ＮＳＳ再構成画像６０から構造物４０のエッジ（境界）を抽出する。そして、演算装置５が、ＳＳ再構成画像５０から抽出されたＳＳエッジ５１及びＮＳＳ再構成画像６０から抽出されたＮＳＳエッジ６１の間の領域について、少なくともＳＳ再構成画像５０及びＮＳＳ再構成画像６０の合成処理を行い、合成画像７０を生成する。このように生成された合成画像７０は、ＳＳ再構成画像５０のノイズ低減効果を保持しつつ、構造物４０の輪郭に画質の隔たりや凹凸が発生させずに、ぼけてしまった構造物４０のコントラストが回復されている。
【００３１】
尚、後述するように、ＳＳエッジ５１の外側、及びＮＳＳエッジ６１の内側については、演算装置５は、ＳＳ再構成画像５０、ＮＳＳ再構成画像６０、或いはＮＳＳ再構成画像６０を平滑化した画像、のいずれかのうち、適切な画像のＣＴ値を用いて合成画像７０を生成する。また、演算装置５は、ＳＳエッジ５１及びＮＳＳエッジ６１の間の領域の一部についても、ＮＳＳ再構成画像６０を平滑化した画像のＣＴ値を用いて合成画像７０を生成する。
【００３２】
次に、図４を参照しながら、本実施形態における画像処理の特徴とその効果を説明する。本実施形態における画像処理は、図４に示すように、１０のステップに分かれている。
【００３３】
Ｓ４０１では、演算装置５は、円形などの再構成ＦＯＶ範囲を示す再構成領域マップを生成する。
Ｓ４０２では、演算装置５は、エアの領域を示すマップ（＝エアマップ）を生成する。
Ｓ４０３では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像のエッジ強度を示すエッジデータとそれらを２値化して得られた領域を表すエッジマップ（＝ＳＳエッジマップ）を生成する。
Ｓ４０４では、演算装置５は、ＳＳエッジマップから、ＳＳ再構成画像にＮＳＳ再構成画像を合成する境界を示す合成マップ（＝ＳＳ合成マップ）を生成する。
Ｓ４０５では、演算装置５は、ＮＳＳ再構成画像のエッジ領域を表すエッジマップ（＝ＮＳＳエッジマップ）を生成する。
Ｓ４０６では、演算装置５は、ＮＳＳ再構成画像に対してエッジ保存型の平滑化処理が施された画像（＝ＳＭ（SMoothed）−ＮＳＳ再構成画像）を生成する。
Ｓ４０７では、演算装置５は、ＮＳＳエッジマップを用いてＳＳ合成マップを修正し、ＮＳＳ合成マップを生成する。
Ｓ４０８では、演算装置５は、ＮＳＳ合成マップをもとに、ＳＳ再構成画像とＮＳＳ再構成画像とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像が合成された画像（＝合成画像）を生成する。
Ｓ４０９では、演算装置５は、合成画像中にあるＳＳ再構成画像を用いた領域とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像を用いた領域の境界周辺の画素について、合成画像の値を、ＳＳ再構成画像の値とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像の値を重み付加算した値に変換する。
Ｓ４１０では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像と合成画像の全面において、操作者によって指定された重みの値によって重み付加算した画像を生成する。
【００３４】
本実施形態における画像処理の特徴とその効果は、少なくとも以下の５つが挙げられる。
【００３５】
１つ目は、Ｓ４０４によって、ＳＳ再構成画像のエッジマップから、ＳＳ再構成画像にＮＳＳ再構成画像を合成する境界を示すＳＳ合成マップを生成し、Ｓ４０７によって、ＮＳＳエッジマップを用いてＳＳ合成マップの修正を行い、ＮＳＳ合成マップを生成することである。これは、はじめにＳＳ再構成画像を用いることで、ストリークアーチファクトの影響を少なくした境界抽出を行い、その境界の内側でＮＳＳ再構成画像を用いたぼけの影響の少ない境界を抽出することに相当する。そのため、ストリーク状のアーチファクトの影響が少なく、ぼけの影響の少ない境界を捕らえられるようになる。
【００３６】
２つ目は、Ｓ４０４及びＳ４０７によって、エッジ強度だけでなく、ＣＴ値の参照とエア領域に隣接するかどうかの判定をすることである。これにより、ボケの多い骨などのハイコントラストな構造物のみにコントラスト回復を行い、逐次近似投影データフィルタによるノイズ低減効果を保持できる。
【００３７】
３つ目は、Ｓ４０８によって、ＮＳＳ再構成画像中の構造物の輪郭に対し、ＳＳ再構成画像の方向を用いて方向依存フィルタを施すことである。これにより、ＮＳＳ再構成画像の構造物の輪郭のボケが少なく、その輪郭にある凹凸が軽減される。
【００３８】
４つ目は、Ｓ４０９によって、合成画像中にあるＳＳ再構成画像を用いた領域とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像を用いた領域の境界周辺の値を、ＳＳ再構成画像の値とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像の値を重み付加算した値に変換することである。これは、構造物の境界位置周辺にＳＳ再構成画像とＳＭ−ＮＳＳ再構成画像の重み付き加算を行うことに相当する。そのため、合成画像の構造物の輪郭の隔たりや凹凸が軽減される。
【００３９】
５つ目は、Ｓ４１０によって、ＳＳ再構成画像と合成画像の全面において、操作者によって指定された重みの値によって重み付加算した画像を生成することである。これによって、操作者が、合成画像に近い画像を生成するのか、或いはＳＳ再構成画像に近い画像を生成するのかについて、調整できるようになる。すなわち、コントラスト回復の度合を調整できるようになる。
【００４０】
以下では、図５〜図１９を参照しながら、Ｓ４０１〜Ｓ４１０の詳細を説明する。
【００４１】
＜Ｓ４０１＞
Ｓ４０１の再構成範囲抽出処理では、演算装置５は、２次元の画像平面の中で、再構成画像が出力されているＦＯＶ範囲を示す再構成領域マップを生成する。通常は円形の範囲となる。
【００４２】
＜Ｓ４０２＞
Ｓ４０２のエア領域判定処理では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像を入力し、エア領域となる画素、及びエア領域と構造物の境界となる中間的なＣＴ値をもつ画素を含むエアマップを生成する。図５に示すように、エア領域判定処理のフローは、４つのステップに分けられる。
【００４３】
Ｓ５０１では、演算装置５は、エアマップの全ての画素を「０」に初期化する。
Ｓ５０２では、演算装置５は、エアマップの全ての画素を１つずつ走査していき、ＳＳ再構成画像におけるＣＴ値が所定のパラメータD_AIR_CTVAL_1以下の画素と同じ位置のエアマップの画素に「１」を設定する。
Ｓ５０３では、演算装置５は、Ｓ５０２の結果、依然としてエアマップの値が「０」の画素に対して、エアマップの値が「１」の画素と隣接する位置、かつＳＳ再構成画像における同じ位置の画素のＣＴ値が所定のパラメータD_AIR_CTVAL_2以下、の条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすエアマップの画素に「２」を設定する。
Ｓ５０４では、演算装置５は、Ｓ５０３の結果、依然としてエアマップの値が「０」の画素に対して、エアマップの値が「２」の画素と隣接する位置、かつＳＳ再構成画像における同じ位置の画素のＣＴ値が所定のパラメータD_AIR_CTVAL_2以下、の条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすエアマップの画素に「３」を設定する。
【００４４】
図５に示す処理によって、確実に、エア領域となる画素、及びエア領域に隣接する画素を抽出し、エアマップを生成することができる。そして、このように生成されたエアマップによって、エア領域と接する体表や肺野内血管のエッジと、所望の構造物のエッジとを区別することができる。
【００４５】
＜Ｓ４０３＞
Ｓ４０３のＳＳエッジマップ生成処理では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像と再構成領域マップとエアマップを入力し、エッジが高い領域を示すＳＳエッジマップを生成する。図６に示すように、ＳＳエッジマップ生成処理のフローは、２つのステップに分けられる。
【００４６】
Ｓ６０１のエッジ抽出処理では、演算装置５は、Ｓｏｂｅｌフィルタの値を算出し、これらをエッジ強度としたエッジデータを生成する。Ｓｏｂｅｌフィルタの値「G」は、各画素に対して、図７に示す水平方向の係数行列を乗算した値「Gh」、及び垂直方向の係数行列を乗算した値「Gv」を用いて、以下の式となる。尚、Ｓ６０１の処理は、エッジの強度が算出される他の方法を用いてもよい。
【００４７】
【数２】
2013119021.tif 000004
【００４８】
Ｓ６０２のエッジ領域２値化処理では、演算装置５は、Ｓ６０１によって生成されたエッジデータ中にあるエッジ強度が高い画素が２値化されたＳＳエッジマップを生成する。このエッジ領域２値化処理は、図８に示すように、３つのステップに分けられる。
【００４９】
Ｓ８０１では、演算装置５は、再構成領域マップの値が「１」、かつエアマップの値が「０」の画素（＝エアではない画素）の位置におけるエッジデータの値のヒストグラムを作成する。
Ｓ８０２では、演算装置５は、Ｓ８０１によって作成されたヒストグラムにおいて、エッジ強度が高い方から頻度を積分し、全頻度×D_EDGE_RATEとなる閾値thHistを算出する。D_EDGE_RATEは所定のパラメータである。
Ｓ８０３では、演算装置５は、Ｓ６０１によって生成されたエッジデータにおいて、Ｓ８０２によって算出された閾値thHist以上となるＳＳエッジマップの画素に「１」を設定する。
例えば、D_EDGE_RATEが「０．４」であれば、ＳＳエッジマップにおいて、エッジ強度の値が高い方から全体の４０％に入る画素にエッジ領域であることを示す「１」が設定される。
【００５０】
＜Ｓ４０４＞
Ｓ４０４のＳＳ再構成画像によるＳＳ合成マップ生成処理では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像とＳＳエッジデータとＳＳエッジマップとエアマップを入力し、ＳＳ再構成画像とＮＳＳ再構成画像をどの位置に合成するかを表すＳＳ合成マップを生成する。Ｓ４０４の処理では、演算装置５は、１画素毎に、図９に示す条件判定を行う。
【００５１】
はじめに、演算装置５は、ＳＳ再構成画像のＣＴ値が所定のパラメータCTV_TH2以上であるかを判定し（Ｓ９０１）、CTV_TH2以上であれば（Ｓ９０１のＹｅｓ）、ＳＳ合成マップに「１」を設定する（Ｓ９０２）。このように判定された画素は、ＣＴ値が高い画像である。そして、このような画素については、基本的にＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いて合成画像が生成されることになる。例えば、図３の例における構造物４０が、ＣＴ値が高い骨のような場合、演算装置５は、図３に示す合成画像７０の斜線領域については、基本的には、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いて合成画像を生成する。但し、後述するＳ４０７の処理によって再判定が行われ、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いない場合もある。
【００５２】
ＳＳ再構成画像のＣＴ値がCTV_TH2よりも小さい場合（Ｓ９０１のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳエッジマップの値が「１」であるかを判定し（Ｓ９０３）、ＳＳエッジマップの値が「１」でない場合（Ｓ９０３のＮｏ）、ＳＳ合成マップに「５」を設定する（Ｓ９０４）。このように判定された画素は、エッジではない画素である。
【００５３】
ＳＳエッジマップの値が「１」である場合（Ｓ９０３のＹｅｓ）、演算装置５は、ＳＳ再構成画像のＣＴ値が所定のパラメータCTV_TH以上であるかを判定し（Ｓ９０５）、CTV_TH以上であれば（Ｓ９０５のＹｅｓ）、ＳＳ合成マップに「１」を設定する（Ｓ９０６）。このように判定された画素は、所望の構造物、或いは所望の構造物のエッジに相当する画素である。
【００５４】
ＳＳ再構成画像のＣＴ値がCTV_THより小さい場合（Ｓ９０５のＮｏ）、演算装置５は、エアマップの値が「０」より大きいかを判定する（Ｓ９０７）。
【００５５】
エアマップの値が「０」の場合、すなわちエア領域ではない場合（Ｓ９０７のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳエッジデータの値が所定のパラメータEDV_TH以上であるかを判定し（Ｓ９０８）、EDV_TH以上であれば（Ｓ９０７のＹｅｓ）、ＳＳ合成マップに「２」を設定する（Ｓ９０９）。このように判定された画素は、ＣＴ値が高くなく、かつエッジの強度が高い画素である。そして、このような画素については、基本的にＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いて合成画像が生成されることになる。但し、後述するＳ４０７の処理によって再判定が行われ、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いない場合もある。
【００５６】
ＳＳエッジデータの値がEDV_THより小さい場合（Ｓ９０８のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳ合成マップに「３」を設定する（Ｓ９１０）。
【００５７】
一方、エアマップの値が「１」以上の場合、すなわちエア領域と判定された画素の場合（Ｓ９０７のＹｅｓ）、演算装置５は、ＳＳエッジデータの値がEDV_TH以上であるかを判定し（Ｓ９１１）、EDV_TH以上である場合（Ｓ９１１のＹｅｓ）、ＳＳ合成マップに「４」を設定する（Ｓ９１２）。このように判定された画素は、基本的には、体表や肺野内血管のエッジに相当する画素である。そして、このような画素については、エッジを保存するために、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いて合成画像が生成されることになる。
【００５８】
ＳＳエッジデータの値がEDV_THより小さい場合（Ｓ９１１のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳ合成マップに「２」を設定する（Ｓ９１３）。このように判定された画素は、エア領域の境界においてエッジ強度が低い画素である。そして、このような画素については、後述するＳ４０７において再判定が行われる。
【００５９】
＜Ｓ４０５＞
Ｓ４０５のＮＳＳエッジマップ生成処理では、演算装置５は、Ｓ４０３のＳＳエッジマップ生成処理と同じ処理を行い、ＮＳＳエッジデータとＮＳＳエッジマップを生成する。
【００６０】
＜Ｓ４０６＞
Ｓ４０６のＮＳＳ再構成画像のエッジ保存型平滑化処理では、演算装置５は、図１０に示す条件判定処理により、特定の領域においてＳＳ再構成画像に基づいて方向が決定された方向依存フィルタが施された画像（＝ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像）を生成する。はじめに、図１０に示す条件判定処理について説明する。次に、図１１に示す方向依存フィルタ処理について説明する。
【００６１】
図１０に示す条件判定処理では、演算装置５は、エア領域と接する位置にあるか否かを判定する（Ｓ１００１）。エア領域に接する位置にある場合（Ｓ１００１のＹｅｓ）、演算装置５は、何も処理を施さない（Ｓ１００２）。これは、エア領域に接する画素については、体表や肺野内血管に接する画素であるため、平滑化を行わない。
【００６２】
エア領域と接する位置にない場合（Ｓ１００１のＮｏ）、演算装置５は、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値が所定のパラメータD_SM_CTVALより大きい、或いは、ＮＳＳ再構成画像のエッジ強度が所定のパラメータD_SM_EVALより大きいかを判定する（Ｓ１００３）。
【００６３】
ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVALよりも大きい、或いはＮＳＳ再構成画像のエッジ強度が所定のパラメータD_SM_EVALよりも大きい場合（Ｓ１００３のＹｅｓ）、演算装置５は、ＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVALよりも大きい、かつ、ＮＳＳ再構成画像のエッジ強度がD_SM_EVALよりも小さいかを判定する（Ｓ１００４）。
【００６４】
ＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVALよりも大きく、かつ、ＮＳＳ再構成画像のエッジ強度がD_SM_EVALよりも小さい場合（Ｓ１００４のＹｅｓ）、演算装置５は、何も処理を施さない（Ｓ１００５）。このように判定された画素は、骨の内部や臓器の輪郭の画素であるため、平滑化を行わない。
【００６５】
ＳＳ再構成画像の値がD_SM_CTVAL以下、或いはＮＳＳ再構成画像のエッジ強度がD_SM_EVAL以上である場合（Ｓ１００４のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳ再構成画像に基づいて方向が決定された方向依存フィルタ処理を施す（Ｓ１００６）。このように判定された画素は、骨の輪郭の画素などであるため、そのままＮＳＳ再構成画像のＣＴ値を用いると、ストリークアーチファクトの影響によって、骨などの輪郭に凹凸が発生してしまう可能性がある。従って、方向依存フィルタ処理を施す。
【００６６】
一方、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVAL以下、かつＮＳＳ再構成画像のエッジ強度がD_SM_EVAL以下の場合（Ｓ１００３のＮｏ）、演算装置５は、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVAL_MTHより小さいかを判定する（Ｓ１００７）。
【００６７】
ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVAL_MTHよりも小さい場合（Ｓ１００７のＹｅｓ）、演算装置５は、何も処理を施さない（Ｓ１００８）。このように判定された画素は、主にエア領域の画素であるため、平滑化を行わない。
【００６８】
ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がD_SM_CTVAL_MTH以上である場合（Ｓ１００７のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳ再構成画像に基づいて方向が決定された方向依存フィルタ処理を施す（Ｓ１００９）。このように判定された画素は後述する重み付加算領域となるため、ノイズによる凹凸を軽減しておく必要がある。従って、方向依存フィルタ処理を施す。
【００６９】
図１１に示す方向依存フィルタ処理では、演算装置５は、ストリークアーチファクトが軽減されたＳＳ再構成画像のエッジの方向を利用して、ＮＳＳ再構成画像の平滑化を行う。方向依存フィルタ処理のフローは、図１１に示すように、２つのステップからなる。
【００７０】
Ｓ１１０１のＳＳ再構成画像を用いた平滑化方向の決定処理では、演算装置５は、例えば、左右方向、上下方向、右上がり方向、及び左上がり方向の４方向の隣接画素（それぞれ、２つずつの画素）との差の絶対値を算出する。そして、Ｓ１１０２において、演算装置５は、４つの値の中で最も小さい値となる方向の画素を用いて平滑化を行う。具体的な算出式は、以下の通りである。まず、演算装置５は、式（３）〜式（６）によって、注目画素と各方向の隣接画素との差の絶対値を算出する。
【００７１】
【数３】
2013119021.tif 000005
【００７２】
但し、Ｘ軸の負方向が左方向、Ｘ軸の正方向が右方向、Ｙ軸の負方向が上方向、Ｙ軸の正方向が下方向とし、Pif(x,y)：ＳＳ画像のＣＴ値、F1if：左右方向の隣接画素との差の絶対値、F2if：上下方向の隣接画素との差の絶対値、F3if：右上がり方向の隣接画素との差の絶対値、F4if：左上がり方向の隣接画素との差の絶対値、である。
【００７３】
次に、Min(F1if,F2if,F3if,
F4if)=F1ifであれば、演算装置５は、式（７）に示す左右方向の隣接画素を用いた方向依存フィルタによって、ＮＳＳ画像の平滑化処理を行う。
【００７４】
【数４】
2013119021.tif 000006
【００７５】
但し、Pf(x,y)：ＮＳＳ画像のＣＴ値、Psm(x,y)：平滑化後のＣＴ値（＝ＳＭ−ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値）、である。
【００７６】
また、Min(F1if,F2if,F3if,
F4if)=F2ifであれば、演算装置５は、式（８）に示す上下方向の隣接画素を用いた方向依存フィルタによって、ＮＳＳ画像の平滑化処理を行う。
【００７７】
【数５】
2013119021.tif 000007
【００７８】
また、Min(F1if,F2if,F3if,
F4if)=F3ifであれば、演算装置５は、式（９）に示す右上がり方向の隣接画素を用いた方向依存フィルタによって、ＮＳＳ画像の平滑化処理を行う。
【００７９】
【数６】
2013119021.tif 000008
【００８０】
また、Min(F1if,F2if,F3if,
F4if)=F4ifであれば、演算装置５は、式（１０）に示す左上がり方向の隣接画素を用いた方向依存フィルタによって、ＮＳＳ画像の平滑化処理を行う。
【００８１】
【数７】
2013119021.tif 000009
【００８２】
前述の式（７）〜式（１０）では、単純平均によるフィルタとしたが、加重平均によるフィルタとしても良い。このように、ＳＳ再構成画像の情報に基づいて決定した方向を利用した方向依存フィルタを用いて、ＮＳＳ再構成画像を平滑化することによって、ＮＳＳ再構成画像の構造物の輪郭のボケが少なく、その輪郭にある凹凸（例えば、ストリークアーチファクトなど）が軽減された、ＳＭ−ＮＳＳ再構成画像を生成することができる。
【００８３】
但し、本実施の形態における平滑化処理はこれに限られるものではなく、既存の平滑化フィルタを用いてＮＳＳ再構成画像を平滑化しても良い。
【００８４】
＜Ｓ４０７＞
Ｓ４０７のＮＳＳエッジマップによるＳＳ合成マップ修正処理では、演算装置５は、図１２の条件判定に基づいて、Ｓ４０４によって生成されたＳＳ合成マップを修正し、ＮＳＳ合成マップを生成する。Ｓ４０７の処理では、演算装置５は、１画素毎に、図１２に示す条件判定を行う。
【００８５】
はじめに、演算装置５は、ＳＳ合成マップが「４」であるかを判定する（Ｓ１２０１）。ＳＳ合成マップが「４」である場合（Ｓ１２０１のＹｅｓ）、演算装置５は、ＮＳＳ合成マップに「４」をそのまま設定する。
【００８６】
ＳＳ合成マップが「４」でない場合（Ｓ１２０１のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳ合成マップが「２」以下であるかを判定する（Ｓ１２０３）。ＳＳ合成マップが「２」より大きい場合（Ｓ１２０３のＮｏ）、演算装置５は、ＮＳＳ合成マップに「５」を設定する。
【００８７】
ＳＳ合成マップが「２」以下の場合（Ｓ１２０３のＮｏ）、演算装置５は、ＳＳ再構成画像のＣＴ値がCTV_TH2_NSS以上であるかを判定し（Ｓ１２０５）、CTV_TH2_NSS以上であれば（Ｓ１２０５のＹｅｓ）、ＮＳＳ合成マップに「１」を設定する（Ｓ１２０６）。このように判定された画素は、ＣＴ値が高い画素である。
【００８８】
ＳＳ再構成画像のＣＴ値がCTV_TH2_NSSよりも小さい場合（Ｓ１２０５のＮｏ）、演算装置５は、ＮＳＳエッジマップの値が「１」であるかを判定し（Ｓ１２０７）、「１」でない場合（Ｓ１２０７のＮｏ）、ＮＳＳ合成マップに「５」を設定する（Ｓ１２０８）。このように判定された画素は、エッジではない画素である。
【００８９】
ＮＳＳエッジマップの値が「１」である場合（Ｓ１２０７のＹｅｓ）、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がCTV_TH_NSS以上であるかを判定し（Ｓ１２０９）、CTV_TH_NSS以上であれば（Ｓ１２０９のＹｅｓ）、ＮＳＳ合成マップに「１」を設定する（Ｓ１２１０）。
【００９０】
ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値がCTV_TH_NSSより小さい場合（Ｓ１２０９のＮｏ）、演算装置５は、ＮＳＳエッジデータの値がEDV_TH_NSS以上であるかを判定し（Ｓ１２１１）、EDV_TH_NSSより小さい場合（Ｓ１２１１のＮｏ）、ＮＳＳ合成マップに「３」を設定する（Ｓ１２１２）。
【００９１】
ＮＳＳエッジデータの値がEDV_TH_NSS以上の場合（Ｓ１２１１のＹｅｓ）、演算装置５は、エアマップの値が「０」より大きいかを判定する（Ｓ１２１３）。エアマップの値が「０」以下の場合、すなわちエア領域に接しない場合（Ｓ１２１３のＮｏ）、演算装置５は、ＮＳＳ合成マップに「２」を設定する（Ｓ１２１４）。
【００９２】
エアマップの値が「１」以上の場合（Ｓ１２１３のＹｅｓ）、演算装置５は、ＮＳＳ合成マップに「４」を設定する（Ｓ１２１５）。このように判定された画素は、体表や肺野内血管のエッジに相当する画素である。
【００９３】
＜Ｓ４０８＞
Ｓ４０８の合成処理では、演算装置５は、ＮＳＳ合成マップに従って、ＳＳ再構成画像、ＮＳＳ再構成画像、及びＳＭ−ＮＳＳ再構成画像の中から適切な画像を用いて合成画像を生成する。
【００９４】
図１２の判定結果と合成処理に用いられる画像の組合せを纏めると、以下の通りである。
（１）ＮＳＳ合成マップの値が「１」（ＣＴ値が高い画素＝所望の構造物に相当する画素）・・・ＳＭ−ＮＳＳ再構成画像
（２）ＮＳＳ合成マップの値が「２」（所望の構造物のエッジに相当する画素）・・・ＳＭ−ＮＳＳ再構成画像
（３）ＮＳＳ合成マップの値が「３」（所望の構造物でもなく、エッジでもない画素）・・・ＳＳ再構成画像
（４）ＮＳＳ合成マップの値が「４」（体表や肺野内血管のエッジに相当する画素）・・・ＮＳＳ再構成画像
（５）ＮＳＳ合成マップの値が「５」（所望の構造物でもなく、エッジでもない画素）・・・ＳＳ再構成画像
【００９５】
＜Ｓ４０９＞
Ｓ４０９の境界領域重み付加算処理では、演算装置５は、構造物の外側にＳＳ再構成画像とＮＳＳ再構成画像の値の重み付加算によって算出する領域（重み付加算領域）を設けることによって、境界の隔たりと構造物外側のぼけを軽減する。演算装置５は、構造物の境界からスタートし、ＮＳＳ再構成画像とＳＳ再構成画像のＣＴ値差が閾値よりも小さくなる境界（＝ＣＴ値差境界）を抽出する。そして、演算装置５は、合成画像における構造物の境界からＣＴ値差境界までのＣＴ値を、構造物の境界からの距離とＣＴ値差境界からの距離を用いて、ＮＳＳ再構成画像のＣＴ値とＳＳ再構成画像のＣＴ値の重み付け加算値とする。Ｓ４０９の処理は、図１３に示すように、４つのステップに分けられる。
【００９６】
Ｓ１３０１では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像とＮＳＳ再構成画像の差分の絶対値を算出し、その値がDIFMAP_TH以上の画素に「１」を設定し、それ以外の画素に「０」を設定することによって、差分大マップを生成する。
【００９７】
Ｓ１３０２では、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離を表す距離画像を生成する。合成画像の例を図１４、差分大マップの例を図１５に示し、これらを入力とした場合のＳ１３０２におけるＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の生成処理過程を図１６に示す。
【００９８】
プロセス１では、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像利用領域の輪郭となる画素に「−１」、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像利用領域の輪郭よりも内側の画素に「−２」、ＮＳＳ再構成画像利用領域の画素に「−１０」を設定する。
【００９９】
プロセス２では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像領域においてＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域と隣接する画素に「１」を設定する。これが重み付加算領域とＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界であり、「１」は境界からの距離となる。尚、図１６の例では、「隣接する画素」は、注目画素の上、下、右、左、右上、右下、左上、左下の８つの画素である。
【０１００】
プロセス３では、演算装置５は、「１」が設定された画素から差分大マップ上でフラグが立っている領域の範囲内、かつ所定の距離D_MAX_DIST以内を表す距離画像を生成する。図１６の例では、D_MAX_DISTを「６」としている。
【０１０１】
距離画像の生成の方法は様々あるが、例えば次のように行う。はじめに、演算装置５は、現時点で「０」が設定されている画素のうち、「１」が設定されている画素と隣接する画素に「２」を設定する。次に、演算装置５は、現時点で「０」が設定されている画素のうち、「２」が設定された画素に隣接する画素に「３」を設定する。演算装置５は、このような処理を、設定される値がD_MAX_DISTになるまで繰り返す。このようにして得られたプロセス３の画像が、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像となる。
【０１０２】
Ｓ１３０３では、演算装置５は、重み付加算領域におけるＳＳ再構成画像領域との境界からの距離を表す距離画像を生成する。この処理過程を図１７及び図１９に示す。
【０１０３】
プロセス１では、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像において、距離値が割り当てられた画素と割り当てられていない画素の境界に「１」を設定する。つまり、「１」が設定された画素群が、重み付加算領域とＳＳ再構成画像領域の境界となる。
【０１０４】
プロセス２では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像領域との境界からＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域の境界までの距離を表す距離画像を生成する。演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の「１」以上の画素に対して、基本的にはＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像生成処理と同じ処理を行う。これによって、ＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像が生成される。
【０１０５】
但し、プロセス２におけるＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像生成処理において、前述の算出処理では距離が算出できない場合がある。例えば、合成画像、差分大マップ、及びＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像が図１８に示す例の場合、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像において、距離値が割り当てられた画素と割り当てられていない画素の境界、すなわち重み付加算領域とＳＳ再構成画像領域の境界がない。このような場合、前述の算出処理では、ＳＳ再構成画像領域との境界からの距離を算出できない。
【０１０６】
これに対して、図１９に示すプロセス３では、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像において、隣接する８近傍のすべての画素の値以上の画素値をもつ画素（図１９における斜線部の画素）を抽出し、ＳＳ再構成画像との境界からの距離画像中の該当画素に「１」を設定する。
【０１０７】
プロセス４では、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像境界からの距離画像において「１」以上の画素に対し、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像生成と同じ処理を行うことによって、ＳＳ再構成画像領域からの距離画像を生成する。このようにして得られたプロセス４の画像が、ＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像となる。
【０１０８】
Ｓ１３０４では、演算装置５は、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の値とＳＳ再構成画像領域との境界からの距離画像の値を重み係数に用いて、ＳＭ-ＮＳＳ再構成画像の値とＳＳ再構成画像の値との重み付け和を算出する。算出式の例を以下に示す。
【０１０９】
【数８】
2013119021.tif 000010
【０１１０】
但し、ds(x,y)：ＳＭ−ＮＳＳ画像領域との境界からの距離、di(x,y)：ＳＳ画像領域との境界からの距離、Ps(x,y)：ＳＭ−ＮＳＳ画像のＣＴ値、Pi(x,y)：ＳＳ画像のＣＴ値、Pm(x,y)：重み付加算した画素値、である。
【０１１１】
＜Ｓ４１０＞
Ｓ４１０の全面重み付加算処理では、演算装置５は、ＳＳ再構成画像と合成画像の全面において、操作者によって指定された重みの値によって重み付加算した画像を生成する。算出式の例を以下に示す。
【０１１２】
【数９】
2013119021.tif 000011
【０１１３】
但し、w：操作者が指定した重み、Pa(x,y)：合成画像の画素値、Pb(x,y)：ＳＳ画像の画素値、Pc(x,y)：重み付加算した画素値、である。重みwは、0.0〜1.0までの値である。wを大きい値とするほど合成画像に近い画像が生成され、小さい値とするほどＳＳ再構成画像に近い画像が生成される。これによって、コントラスト回復の度合を調整できるようになる。
【０１１４】
なお、本実施形態では逐次近似投影データフィルタを適用した画像と適用していない画像を用いたが、非特許文献２に提案されているような逐次近似画像再構成によって生成された画像をＳＳ再構成画像とし、逐次近似再構成を行う前の画像や従来の再構成法にて生成された画像をＮＳＳ再構成画像として、同じように適用することが可能である。
【０１１５】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るＸ線ＣＴ装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１１６】
１………Ｘ線ＣＴ装置
２………スキャナ
３………操作ユニット
４………寝台
５………演算装置
６………入力装置
７………表示装置
８………記憶装置
１０………被検体
１１………Ｘ線管
４０………構造物
５０………ＳＳ再構成画像
５１………ＳＳエッジ
６０………ＮＳＳ再構成画像
６１………ＮＳＳエッジ
６２………ストリークアーチファクト
７０………合成画像
【図１】
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【図２】
2013119021.tif 000013
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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