(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像中の局所領域の画像情報を供給する画像供給手段と、この画像供給手段からの局所領域の画像情報を入力して該画像情報に基づいて画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理手段で画像処理され出力された画像情報を入力して表示する表示手段とを備えて成る画像処理装置において、
上記画像処理手段は、上記画像供給手段から入力した局所領域の画像情報を用いて対象物を特定するための特徴量を算出する特徴量算出部と、この特徴量算出部から出力される特徴量に基づき上記局所領域の画像情報を処理するための１群の処理パラメータを算出する１群の処理パラメータ算出部と、上記特徴量算出部から出力される特徴量に基づき上記局所領域の画像情報を処理するための他の処理パラメータを算出する他の処理パラメータ算出部と、上記１群の処理パラメータ算出部から出力される１群の処理パラメータを上記局所領域の画像情報に対して乗算する１群の乗算器と、この１群の乗算器で乗算した結果の出力と上記他の処理パラメータ算出部からの出力との総和を算出し画像情報として上記表示手段へ送出する加算器とを有してなることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記特徴量算出部は、対象物を特定するための特徴量として、上記画像供給手段からの局所領域の画像情報の濃度平均値を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記特徴量算出部は、対象物を特定するための特徴量として、上記画像供給手段からの局所領域の画像情報のモーメント特徴を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光或いはＸ線などを含めた電磁波又は超音波などの情報キャリアを物体に照射或いは透入し、この情報キャリアの変化を計測して画像情報を得る各種の医用画像診断装置又は放送用映像処理装置或いは産業用画像処理装置若しくは民生用画像撮影表示装置などの画像処理装置に関し、特に、画像中の対象物に適応した画像強調や雑音低減などの画像処理を行うことができる画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の画像処理装置は、図５に示すように、原画像中の局所領域の画像情報Ｉを供給する画像供給部１と、この画像供給部１からの局所領域の画像情報Ｉを入力して該画像情報Ｉに基づいて画像処理を行う画像処理部２と、この画像処理部２で画像処理され出力された画像情報Ｉoを入力して表示する表示部３とを備えて成っていた。なお、上記局所領域の画像情報Ｉは、ｎ個の画素情報Ｉ1，Ｉ2，…，Ｉi，…，Ｉnから成る。また、上記画像処理部２の内部構成は、上記入力する局所領域の画像情報Ｉに対する処理パラメータを格納したメモリ４1 ，４2，…，４i，…，４nと、このメモリ４1〜４nから出力される処理パラメータを上記局所領域の画像情報Ｉに対して乗算する乗算器５1，５2，…，５i，… ，５nと、この乗算器５1〜５nで乗算した結果の総和を算出する加算器６とを有して成っていた。
【０００３】
そして、上記画像供給部１から原画像中の局所領域の画像情報Ｉが出力され、その画像情報Ｉは画像処理部２に入力される。この画像処理部２では、上記入力した画像情報Ｉのｎ個の画素情報Ｉ1〜Ｉnに対して、各メモリ４1〜４nに記憶されている処理パラメータとしてのフィルター係数Ｃ1，Ｃ2，…，Ｃi，…，Ｃnをそれぞれ乗算器５1〜５nで乗算し、この乗算した結果の総和を加算器６で算出し、画像処理後の画像情報Ｉoとして出力する。この出力された画像情報Ｉoは、表示部３へ入力して画像として表示される。このような状態で、画像供給部１の原画像中の局所領域がその原画像の領域内で画像全体にわたり例えばラスタースキャンに基づく順序で移動されて、その画像情報Ｉが画像処理部２に順次入力される。この画像処理部２では、上記局所領域の画像全体にわたる移動に従って上述の画像処理が順次行われ、画像処理後の画像情報Ｉoとして出力される。そして 、表示部３へ入力してその画像情報Ｉoが順次表示される。これにより、原画像の全体として１枚の画像が処理され、画像表示される。以上のような演算を実行することにより、原画像に対してある一定の画像強調や雑音低減などの画像処理を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の画像処理装置においては、画像処理部２の各メモリ４1〜４nに記憶されている処理パラメータとしてのフィルター係数Ｃ1〜Ｃnは、原画像中の局所領域の画像情報がどのようなものであっても一定の値として固定されていたので、上記原画像の領域内の画像全体にわたり一定の画像処理しか行えないものであった。しかるに、原画像について画像処理を行うということは、原画像中の見たいものや関心部位などの対象物に対して画像強調や雑音低減などを行うことが目的である。この点、従来の画像処理装置では、画像全体にわたり一定の画像処理しか行えないので、原画像中の対象物も或いはそうでないものも一律一定の画像処理を行うこととなり、対象物について画像強調したい場合でも対象物以外のものまで強調してしまうものであった。従って、結果的には、対象物についての画像処理が不十分となり、画像が見にくくなることがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、画像中の対象物に適応した画像強調や雑音低減などの画像処理を行うことができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による画像処理装置は、原画像中の局所領域の画像情報を供給する画像供給手段と、この画像供給手段からの局所領域の画像情報を入力して該画像情報に基づいて画像処理を行う画像処理手段と、この画像処理手段で画像処理され出力された画像情報を入力して表示する表示手段とを備えて成る画像処理装置において、上記画像処理手段は、上記画像供給手段から入力した局所領域の画像情報を用いて対象物を特定するための特徴量を算出する特徴量算出部と、この特徴量算出部から出力される特徴量に基づき上記局所領域の画像情報を処理するための１群の処理パラメータを算出する１群の処理パラメータ算出部と、上記特徴量算出部から出力される特徴量に基づき上記局所領域の画像情報を処理するための他の処理パラメータを算出する他の処理パラメータ算出部と、上記１群の処理パラメータ算出部から出力される１群の処理パラメータを上記局所領域の画像情報に対して乗算する１群の乗算器と、この１群の乗算器で乗算した結果の出力と上記他の処理パラメータ算出部からの出力との総和を算出し画像情報として上記表示手段へ送出する加算器とを有してなるものである。
【０００７】
また、上記特徴量算出部は、対象物を特定するための特徴量として、上記画像供給手段からの局所領域の画像情報の濃度平均値を算出するものとしてもよい。
【０００８】
さらに、上記特徴量算出部は、対象物を特定するための特徴量として、上記画像供給手段からの局所領域の画像情報のモーメント特徴を算出するものとしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による画像処理装置の実施の形態を示すブロック図である。この画像処理装置は、光或いはＸ線などを含めた電磁波又は超音波などの情報キャリアを物体に照射或いは透入し、この情報キャリアの変化を計測して画像情報を得るもので、例えば各種の医用画像診断装置又は放送用映像処理装置又は産業用画像処理装置又は民生用画像撮影表示装置などであり、図１に示すように、画像供給部１と、画像処理部２′と、表示部３とを備えて成る。
【００１１】
上記画像供給部１は、原画像中の局所領域の画像情報Ｉを供給する画像供給手段となるもので、例えばＸ線撮影装置又は超音波断層装置又はＸ線ＣＴ装置又は核医学イメージング装置或いは磁気共鳴イメージング装置などの医用画像診断装置、放送用映像処理装置、産業用画像処理装置、民生用画像撮影表示装置、テレビカメラ等において物体を計測又は撮影する計測部、或いは物体について計測した画像データを記憶しておき必要に応じて読み出す記憶部などである。また、画像処理部２′は、上記画像供給部１からの局所領域の画像情報Ｉを入力して該画像情報Ｉに基づいて画像処理を行う画像処理手段となるものである。さらに、表示部３は、上記画像処理部２′で画像処理され出力された画像情報Ｉoを入力して表示する表示手段となるもので、例えばテレビモニタ或いはテレビモニタなどで画像情報を表示するためにその画像情報を記憶しておく記憶部又はプリンターなどから成る。
【００１２】
なお、上記原画像中の局所領域の画像情報Ｉは、ｎ個の画素情報Ｉ1，Ｉ2，…，Ｉi，…，Ｉnから成る。そして、図２に示すように、上記局所領域７は、注目画素８を含むｎ個の画素情報Ｉ1〜Ｉnがマトリクス状に並んだ領域であり、この局所領域７の画像情報Ｉは画像処理部２′において処理され、上記注目画素８に対応して処理された画像情報Ｉoが出力されるようになっている。
【００１３】
ここで、本発明においては、上記画像処理部２′は、図１に示すように、特徴量算出部９と、処理パラメータ算出部１０1，１０2，…，１０i，…，１０n及び他の処理パラメータ算出部１１と、乗算器５1，５2，…，５i，…，５nと、加算器６とを有して成る。上記特徴量算出部９は、前記画像供給部１から入力した局所領域７の画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnを用いて対象物を特定するための特徴量ｒを算出するもので、該特徴量ｒとして例えば画像情報Ｉの濃度平均値、濃度総和、濃度勾配、微分値或いはモーメント特徴、テクスチャー特徴などを算出するようになっている。
【００１４】
処理パラメータ算出部１０1〜１０n及び他の処理パラメータ算出部１１は、上記特徴量算出部９から出力される特徴量ｒを入力し、該特徴量ｒに基づき上記局所領域７の画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnを処理するための処理パラメータＡ1，Ａ2，…，Ａi，…，Ａn又はＢを上記局所領域７毎に算出するもので、例えば上記特徴量ｒを入力して処理パラメータＡ1〜Ａn又はＢにそれぞれ変換するための変換テーブルの内容を記憶するテーブルメモリから成る。このように処理パラメータ算出部１０1〜１０n及び１１をテーブルメモリで構成した場合は、上記特徴量ｒを処理パラメータＡ1〜Ａn又はＢにそれぞれ変換する動作を高速に行うことができる。なお、上記処理パラメータ算出部１０1〜１０nからの各出力（処理パラメータＡ1〜Ａn）は後述の各乗算器５1〜５nにそれぞれ入力され、他の処理パラメータ算出部１１からの出力（処理パラメータＢ）は後述の加算器６に入力されるようになっている。
【００１５】
また、乗算器５1〜５nは、上記処理パラメータ算出部１０1〜１０nから出力される処理パラメータＡ1〜Ａnを上記局所領域７の画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnに対して乗算するものである。さらに、加算器６は、上記各乗算器５1〜５nで乗算した結果の出力と他の処理パラメータ算出部１１からの出力（処理パラメータＢ）とを入力し、それらのデータを加算して総和を算出するもので、その総和が画像情報Ｉoとして表示部３へ送られるようになっている。
【００１６】
次に、このように構成された画像処理装置の動作について説明する。まず、図１に示す画像供給部１からは、図２に示すように原画像中の注目画素８を含む局所領域７の画像情報Ｉが画像処理部２′に供給される。このとき、上記供給された局所領域７の画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnは、画像処理部２′内の特徴量算出部９と各乗算器５1〜５nとにそれぞれ入力される。
【００１７】
上記特徴量算出部９では、入力した画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnに基づいて濃度平均値、濃度総和、濃度勾配、微分値或いはモーメント特徴、テクスチャー特徴などの特徴量ｒを算出し、この特徴量ｒを処理パラメータ算出部１０1〜１０n及び他の処理パラメータ算出部１１に供給する。例えば、特徴量ｒとして濃度平均値を用いた場合は、その特徴量ｒは次の式（１）によって算出される。
【００１８】
0003949212.tif 000002
【００１９】
この式（１）によって求めた特徴量ｒは、上記注目画素８の周辺のおおよその濃度を表している。
【００２０】
或いは、特徴量ｒとしてモーメント特徴を用いた場合は、その特徴量ｒは次の式（２）によって算出される。
【００２１】
0003949212.tif 000003
【００２２】
ただし、上記の式（２）において、Ｘ，Ｙは図２に示す局所領域７上に定義した座標であり、それぞれ水平方向、垂直方向の座標を示す。Ｐはモーメントの次数を表し、整数値をとる。また、ｆ(Ｘ，Ｙ)は上記局所領域７上の任意の画素情報Ｉiを２次元座標上に表現したものであり、座標（Ｘ，Ｙ）における濃度値である。さらに、Ｘg，Ｙgは濃度重心座標を表し、次の式（３）によって算出される。
【００２３】
0003949212.tif 000004
【００２４】
上記特徴量ｒとしてのモーメント特徴は、対象物の形状を表す特徴量であるため、これを用いることにより対象物の形状に基づいた画像処理をすることができる。
【００２５】
上記のように求めた特徴量ｒは、処理パラメータ算出部１０1〜１０n及び他の処理パラメータ算出部１１へそれぞれ入力される。すると、上記処理パラメータ算出部１０1〜１０n及び他の処理パラメータ算出部１１では、上記入力した特徴量ｒに基づいて前記局所領域７の画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnを処理するための処理パラメータＡ1〜Ａn（以下「Ａi」と表す）又はＢを算出する。この処理パラメータＡi又はＢは、次の式（４）に示すように関数ｆi，ｆbとして算出される。
【００２６】
Ａ1＝ｆi(ｒ)
Ｂ＝ｆb(ｒ)  …（４）
【００２７】
そして、上記関数ｆi，ｆbは、例えば次の式（５）に示すような関数が用いられる。
ｆi(ｒ)＝Ｇ(ｒ−ｐ，σ)／Ｎr
ｆb(ｒ)＝Ｇ(ｒ−ｐ，σb)／Ｎr  …（５）
ただし、上記の式（５）において、Ｇ(ｒ−ｐ，σ)の形で表される関数は引数を(ｒ−ｐ)，標準偏差をσとするガウス関数であり、σ，σbは予め設定される標準偏差であり、Ｎrは正規化のための定数であり、ｐは予め設定される定数であり例えば対象物の平均的な濃度値である。
【００２８】
図３は上記処理パラメータＡi又はＢの算出のための関数ｆi，ｆbの例を示すグラフである。この関数ｆi，ｆbによれば、前記局所領域７の画像情報Ｉの特徴量ｒとして算出された濃度平均値が、対象物の平均的な濃度値として設定されたｐに近い場合は処理パラメータＡi又はＢは大きくなり、そうでない場合は該処理パラメータＡi又はＢは小さくなる。これは、図２に示す注目画素８が対象物である場合には上記処理パラメータＡi又はＢが大きくなり、上記注目画素８が対象物以外の場合には処理パラメータＡi又はＢが小さくなることを示している 。なお、上述の式（５）では、処理パラメータＡi又はＢの算出のための演算としてガウス関数を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、任意の演算をして算出するようにしてもよい。
【００２９】
上記処理パラメータ算出部１０1〜１０nで算出された各処理パラメータＡ1〜Ａnはそれぞれ乗算器５1〜５nに入力され、他の処理パラメータ算出部１１で算出された処理パラメータＢは加算器６に入力される。すると、上記乗算器５1〜５nでは、前記画像供給部１からの局所領域７の画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnと処理パラメータ算出部１０1〜１０nからの各処理パラメータＡ1〜Ａnとをそれぞれ乗算し、その乗算結果が加算器６に供給される。ここで、上記説明したように、注目画素８が対象物である場合には上記処理パラメータＡiが大きくなり 、注目画素８が対象物以外の場合には処理パラメータＡiが小さくなるように上記処理パラメータ算出部１０1〜１０nは設定されているため、図２に示す注目画素８が対象物である場合には入力した画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnは強調され、注目画素８が対象物以外の場合には上記画像情報Ｉの各画素情報Ｉ1〜Ｉnは逆に抑制されて小さな値となる。
【００３０】
また、加算器６では、上記各乗算器５1〜５nからの乗算結果と他の処理パラメータ算出部１１からの処理パラメータＢとを入力し、それらの加算を行い総和を算出して出力する。この加算効果により、上記画像情報Ｉについてエッジ強調や雑音低減などの処理が行われ、対象物を強調した画像処理が行われる。このようにして、画像供給部１から入力した局所領域７の画像情報Ｉの特徴量に応じて、その特性が変化する画像処理が行われる。
【００３１】
上述の処理により、図２に示す局所領域７の１個の注目画素８に対してそれに対応する一つの処理された画像情報Ｉoが出力される。このような処理を図４において、原画像１２の全体にわたって行う。すなわち、画像供給部１からの原画像１２において、画像全体の各座標に対して設定された注目画素８を含む局所領域７を例えばラスタースキャンに基づく順序で移動しながら順次画像処理が行われ、画像全体の処理が終了する。そして、図１において、画像処理部２′から画像処理された後の画像情報Ｉoが出力され、表示部３に送出される。そして、この表示部３に上記のように対象物を強調した画像処理が行われた画像が表示される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、画像処理手段を構成する特徴量算出部で画像供給手段から入力した局所領域の画像情報を用いて対象物を特定するための特徴量を算出し、１群の処理パラメータ算出部により上記特徴量算出部から出力される特徴量に基づき上記局所領域の画像情報を処理するための１群の処理パラメータを算出し、他の処理パラメータ算出部で上記特徴量算出部から出力される特徴量に基づき上記局所領域の画像情報を処理するための他の処理パラメータを算出し、１群の乗算器により上記１群の処理パラメータ算出部から出力される１群の処理パラメータを上記局所領域の画像情報に対して乗算し、加算器で上記１群の乗算器で乗算した結果の出力と上記他の処理パラメータ算出部からの出力との総和を算出し画像情報として表示手段へ送出することができる。この加算効果により、上記画像情報についてエッジ強調や雑音低減などの処理が行われ、対象物を強調した画像処理が行われる。従って、原画像中の対象物である場合とそうでない場合とで特性が変化する画像処理を行うことができ、対象物についての画像処理を十分に行って画像を見易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像処理装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】画像処理部に供給される局所領域の画像情報と該画像処理部から出力される処理後の画像情報との関係を示す説明図である。
【図３】処理パラメータの算出のための関数ｆi，ｆbの例を示すグラフである。
【図４】原画像の全体についての画像処理の動作を示す説明図である。
【図５】従来の画像処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…画像供給部
２′…画像処理部
３…表示部
５1〜５n…乗算器
６…加算器
７…局所領域
８…注目画素
９…特徴量算出部
１０1〜１０n…処理パラメータ算出部
１１…他の処理パラメータ算出部
１２…原画像
Ｉ…入力する画像情報
Ｉo…出力する画像情報
【図１】
0003949212.tif 000005
【図２】
0003949212.tif 000006
【図３】
0003949212.tif 000007
【図４】
0003949212.tif 000008
【図５】
0003949212.tif 000009