(57)【要約】【課題】放射線画像処理装置、方法およびプログラムにおいて、放射線画像の各部分に対してその部分に合ったコントラスト補正を行い、画像全体にわたって十分な画質を確保できるようにする。【解決手段】撮影条件、被写体の厚さ、および被写体に含まれている特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶する。放射線画像の１または２以上の画素からなる単位領域ごとの、被写体の厚さ、および被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得する。放射線画像の単位領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得し、取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行う。【選択図】図３
2016067712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、放射線照射方向における被写体の厚さと、被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶する対応関係記憶部と、
被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、当該単位領域に対応する前記被写体の厚さを取得する被写体厚取得部と、
前記放射線画像において、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域に対応する前記被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さを取得する組成物厚取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記記憶された対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する補正量取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域について前記取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行う補正処理部と
を備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項２】
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、放射線源から放射線検出器までの距離から、前記放射線源から当該単位領域に対応する前記被写体までの距離を差し引いて得られる値を、当該単位領域に対応する前記被写体の第１の推定厚さとして求める第１の推定厚さ取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を、当該単位領域に対応する前記被写体の第２の推定厚さとして求める第２の推定厚さ取得部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、放射線源から放射線検出器までの距離から放射線源から被写体までの距離を差し引いて得られる値から放射線画像上における当該被写体が撮影された画素の画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第２の対応関係を示す情報を記憶する第２の対応関係記憶部とを備え、
前記被写体厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を当該単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得するものであり、
前記組成物厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記記憶された第２の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および当該単位領域について求められた前記第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得するものである請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項３】
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、平滑化前後の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第３の対応関係を示す情報を記憶する第３の対応関係記憶部と、
前記被写体厚取得部により前記単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布を平滑化して、前記単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める平滑被写体厚取得部とを備え、
前記被写体厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を、当該単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得するものであり、
前記組成物厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記記憶された第３の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、前記被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さと前記平滑被写体厚取得部により求められた当該単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方、および該被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さから、前記平滑被写体厚取得部により求められた当該単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得するものである請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項４】
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、異なる解像度の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第４の対応関係を示す情報を記憶する第４の対応関係記憶部と、
前記放射線画像から当該放射線画像よりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、該生成された低解像度画像において前記各単位領域に対応する対応単位領域ごとに、当該対応単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を当該対応単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得する低解像被写体厚取得部とを備え、
前記被写体厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域を代表する画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を、当該単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得するものであり、
前記組成物厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記記憶された第４の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、前記被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さと前記低解像被写体厚取得部により取得された当該単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さのいずれか一方、および該被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さから、前記低解像被写体厚取得部により取得された当該単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得するものである請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項５】
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、放射線源から放射線検出器までの距離から、前記放射線源から当該単位領域に対応する前記被写体までの距離を差し引いて得られる値を、当該単位領域に対応する前記被写体の第１の推定厚さとして求める第１の推定厚さ取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を当該単位領域に対応する前記被写体の第２の推定厚さとして求める第２の推定厚さ取得部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体の厚さから放射線画像上における当該被写体が撮影された画素の画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第２の対応関係を示す情報を記憶する第２の対応関係記憶部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、平滑化前後の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第３の対応関係を示す情報を記憶する第３の対応関係記憶部と、
前記放射線画像において、空気領域を含む被写体が撮影された領域である空気含有領域を特定する領域特定部と、
前記被写体厚取得部により前記単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布を平滑化して、前記単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める平滑被写体厚取得部とを備え、
前記被写体厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を当該単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得するものであり、
前記組成物厚取得部が、
（１）前記特定された空気含有領域については、前記単位領域ごとに、前記記憶された第３の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、前記被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さと前記平滑被写体厚取得部により求められた当該単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方、および該被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さから、前記平滑被写体厚取得部により求められた当該単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得し、
（２）前記特定された空気含有領域以外の領域については、前記単位領域ごとに、前記記憶された第２の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および当該単位領域について求められた前記第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得するものである請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項６】
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、放射線源から放射線検出器までの距離から前記放射線源から当該単位領域に対応する前記被写体までの距離を差し引いて得られる値を当該単位領域に対応する前記被写体の第１の推定厚さとして求める第１の推定厚さ取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を当該単位領域に対応する前記被写体の第２の推定厚さとして求める第２の推定厚さ取得部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体の厚さから放射線画像上における当該被写体が撮影された画素の画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第２の対応関係を示す情報を記憶する第２の対応関係記憶部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、異なる解像度の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの第４の対応関係を示す情報を記憶する第４の対応関係記憶部と、
前記放射線画像において、空気領域を含む被写体が撮影された領域である空気含有領域を特定する領域特定部と、
前記放射線画像から当該放射線画像よりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、該生成された低解像度画像において前記各単位領域に対応する対応単位領域ごとに、当該対応単位領域を代表する画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を当該対応単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得する低解像被写体厚取得部とを備え、
前記被写体厚取得部が、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を当該単位領域に対応する前記被写体の厚さとして取得するものであり、
前記組成物厚取得部が、
（１）前記特定された空気含有領域については、単位領域ごとに、前記記憶された第４の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、前記被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さと前記低解像被写体厚取得部により取得された当該単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さのいずれか一方、および該被写体厚取得部により取得された当該単位領域における被写体の厚さから、前記低解像被写体厚取得部により取得された当該単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得し、
（２）前記特定された空気含有領域以外の領域については、前記単位領域ごとに、前記記憶された第２の対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および当該単位領域について求められた前記第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する前記特定の組成物の厚さを取得するものである請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項７】
前記放射線画像を周波数分解して、複数の周波数帯域ごとの周波数成分を表す帯域画像を生成する周波数分解部を備え、
前記対応関係記憶部が、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体に含まれている特定の組成物の厚さと、放射線画像を周波数分解した各帯域画像に対するコントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶するものであり、
前記補正量取得部が、前記生成された各帯域画像の前記単位領域に対応する領域ごとに、前記記憶された対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応する当該帯域画像に対するコントラスト補正量を取得するものであり、
前記補正処理部が、前記生成された各帯域画像の前記単位領域に対応する領域ごとに、当該領域について前記取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い、補正後の全ての帯域画像を合成して処理済み放射線画像を生成するものである
請求項１から６のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。
【請求項８】
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、放射線照射方向における被写体の厚さと、被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報が記憶された対応関係記憶部から前記対応関係を示す情報を取得するステップと、
被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、当該単位領域に対応する前記被写体の厚さを取得するステップと、
前記放射線画像において、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域に対応する前記被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さを取得するステップと、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記記憶された対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得するステップと、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域について前記取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行うステップと
を含む放射線画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータを、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、放射線照射方向における被写体の厚さ、および被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶する対応関係記憶部と、
被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、当該単位領域に対応する前記被写体の厚さを取得する被写体厚取得部と、
前記放射線画像において、前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域に対応する前記被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さを取得する組成物厚取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、前記記憶された対応関係を示す情報を参照して、前記放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、当該単位領域について前記取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する補正量取得部と、
前記放射線画像の前記単位領域ごとに、当該単位領域について前記取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行う補正処理部と
として機能させるための放射線画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像に対してコントラスト補正を行う放射線画像処理装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体に放射線を照射して取得した放射線画像のコントラストを向上させるための種々の手法が提案されている。たとえば特許文献１には、図１４に示すように、胸部の放射線画像を肺野の領域Ａ１、縦隔部Ａ２、腹部Ａ３およびそれ以外の部分Ａ４の５つの解剖学的領域に分割し、分割された領域毎にコントラスト補正量を設定する手法が提案されている。また、特許文献２には、乳房の放射線画像を脂肪率に応じて５つの領域に分割し、若しくはいくつかの比較的大きなブロック領域に分割し、分割された領域毎にその脂肪率に応じたコントラスト補正量を設定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２０１３−２４３５１３号
【特許文献２】特開２０１４−１４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１および特許文献２では、放射線画像をいくつかの比較的広い領域に分割し、各分割された領域には一律なコントラスト補正を行っているため、その領域内に被写体の組成が異なる複数の部分領域が存在する場合にも、その組成の異なる複数の部分領域のそれぞれにその領域に合った異なるコントラスト補正を行うことができず、画像全体にわたって十分な画質が得られないという問題がある。たとえば特許文献１では、胸部の放射線画像において、左右の各肺野領域を１つの領域として分割し、各分割された領域全体に一律なコントラスト補正を行っているため、肺野領域内の肋骨領域と肋間領域のそれぞれにその領域に合った異なるコントラスト補正を行うことができない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、放射線画像の各部分に対してその部分に合ったコントラスト補正を行い、画像全体にわたって十分な画質を確保することができる放射線画像処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、放射線照射方向における被写体の厚さと、被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶する対応関係記憶部と、
被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体の厚さを取得する被写体厚取得部と、
放射線画像において、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得する組成物厚取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する補正量取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、単位領域について取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行う補正処理部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える撮影条件には、たとえば、管電圧、照射線量、線源の種類、グリッド有無、グリッド種別、付加フィルタ有無や種別等が挙げられる。
【０００８】
また、「単位領域に対応する被写体の厚さ」は、単位領域に対応する被写体の厚さを代表する値として、単位領域上の一点または複数の各点での被写体の厚さに関する情報に基づいて求めた１つの値である。
【０００９】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像の単位領域ごとに、放射線源から放射線検出器までの距離から、放射線源から単位領域に対応する被写体までの距離を差し引いて得られる値を、単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める第１の推定厚さ取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める第２の推定厚さ取得部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、放射線源から放射線検出器までの距離から放射線源から被写体までの距離を差し引いて得られる値から放射線画像上における被写体が撮影された画素の画素値を変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第２の対応関係を示す情報を記憶する第２の対応関係記憶部とを備え、
被写体厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を単位領域に対応する被写体の厚さとして取得するものであり、
組成物厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、記憶された第２の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および単位領域について求められた第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得するものであるであってもよい。
【００１０】
ここで、単位領域ごとに被写体の第１の推定厚さを求める際に用いられる「放射線源から放射線検出器までの距離」としては、単位領域を通る放射線照射線に沿った放射線源から放射線検出器までの距離を用いてもよいし、それに代えて放射線源の光軸に沿った放射線源から放射線検出器までの距離を用いてもよい。
【００１１】
また、単位領域ごとに被写体の第１の推定厚さを求める際に用いられる「放射線源から単位領域に対応する被写体までの距離」としては、単位領域が１画素からなる領域である場合は、単位領域を通る１本の放射線照射線に沿った放射線源から被写体表面までの距離を用い、単位領域が２以上の画素からなる領域である場合は、単位領域を通る１本の放射線照射線に沿った放射線源から被写体表面までの距離、または、単位領域内の異なる位置を通る複数の放射線照射線のそれぞれに沿った放射線源から被写体表面までの距離の代表値（たとえば、平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等）を用いるようにしてもよい。
【００１２】
また、「単位領域を代表する画素値」としては、単位領域が１画素からなる領域である場合は、単位領域内の１画素の画素値を用い、単位領域が２以上の画素からなる領域である場合は、単位領域内の１画素の画素値、または単位領域内の複数画素の画素値の代表値（たとえば、平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等）を用いるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、平滑化前後の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第３の対応関係を示す情報を記憶する第３の対応関係記憶部と、
被写体厚取得部により単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布を平滑化して、単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める平滑被写体厚取得部とを備え、
被写体厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得するものであり、
組成物厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、記憶された第３の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さと平滑被写体厚取得部により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方被写体の厚さ、および被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さから、平滑被写体厚取得部により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得するものであってもよい。
【００１４】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、異なる解像度の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第４の対応関係を示す情報を記憶する第４の対応関係記憶部と、
放射線画像から放射線画像よりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、生成された低解像度画像において各単位領域に対応する対応単位領域ごとに、対応単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を対応単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する低解像被写体厚取得部とを備え、
被写体厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得するものであり、
組成物厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、記憶された第４の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さと低解像被写体厚取得部により取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さのいずれか一方被写体の厚さ、および被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さから、低解像被写体厚取得部により取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得するものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像の単位領域ごとに、放射線源から放射線検出器までの距離から、放射線源から単位領域に対応する被写体までの距離を差し引いて得られる値を、単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める第１の推定厚さ取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める第２の推定厚さ取得部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体の厚さから放射線画像上における被写体が撮影された画素の画素値を変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第２の対応関係を示す情報を記憶する第２の対応関係記憶部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、平滑化前後の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第３の対応関係を示す情報を記憶する第３の対応関係記憶部と、
放射線画像において、空気領域を含む被写体が撮影された領域である空気含有領域を特定する領域特定部と、
被写体厚取得部により単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布を平滑化して、単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める平滑被写体厚取得部とを備え、
被写体厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を単位領域に対応する被写体の厚さとして取得するものであり、
組成物厚取得部が、特定された空気含有領域とそれ以外の領域に、以下に説明するように、２つの異なる方法にてそれぞれの領域における特定の組成物の厚さを取得するものであってもよい。
【００１６】
組成物厚取得部は、（１）特定された空気含有領域については、単位領域ごとに、記憶された第３の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さと平滑被写体厚取得部により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方被写体の厚さ、および取得された被写体の厚さの分布を平滑化して得られる単位領域における被写体の平滑化後の厚さを平滑化前の厚さから差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得し、
（２）特定された空気含有領域以外の領域については、単位領域ごとに、記憶された第２の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について被写体厚取得部により取得された被写体の厚さ、および被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さから、平滑被写体厚取得部により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得するものであってもよい。
【００１７】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像の単位領域ごとに、放射線源から放射線検出器までの距離から放射線源から単位領域に対応する被写体までの距離を差し引いて得られる値を単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める第１の推定厚さ取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を予め設定された変換関数により被写体の厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める第２の推定厚さ取得部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体の厚さから放射線画像上における被写体が撮影された画素の画素値を変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第２の対応関係を示す情報を記憶する第２の対応関係記憶部と、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、異なる解像度の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さとの第４の対応関係を示す情報を記憶する第４の対応関係記憶部と、
放射線画像において、空気領域を含む被写体が撮影された領域である空気含有領域を特定する領域特定部と、
放射線画像から放射線画像よりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、生成された低解像度画像において各単位領域に対応する対応単位領域ごとに、対応単位領域を代表する画素値を変換関数により被写体の厚さに変換した値を対応単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する低解像被写体厚取得部とを備え、
被写体厚取得部が、放射線画像の単位領域ごとに、求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を単位領域に対応する被写体の厚さとして取得するものであり、
組成物厚取得部が、特定された空気含有領域とそれ以外の領域に、以下に説明するように、２つの異なる方法にてそれぞれの領域における特定の組成物の厚さを取得するものであってもよい。
【００１８】
組成物厚取得部は、（１）特定された空気含有領域については、単位領域ごとに、記憶された第４の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さと低解像被写体厚取得部により取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さのいずれか一方被写体の厚さ、および被写体厚取得部により取得された単位領域における被写体の厚さから、低解像被写体厚取得部により取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得し、
（２）特定された空気含有領域以外の領域については、単位領域ごとに、記憶された第２の対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および単位領域について求められた第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得するものであってもよい。
【００１９】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像を周波数分解して、複数の周波数帯域ごとの周波数成分を表す帯域画像を生成する周波数分解部を備え、
対応関係記憶部が、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体に含まれている特定の組成物の厚さと、放射線画像を周波数分解した各帯域画像に対するコントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶するものであり、
補正量取得部が、生成された各帯域画像の単位領域に対応する領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応する帯域画像に対するコントラスト補正量を取得するものであり、
補正処理部が、生成された各帯域画像の単位領域に対応する領域ごとに、領域について取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い、補正後の全ての帯域画像を合成して処理済み放射線画像を生成するものであってもよい。
【００２０】
本発明の放射線画像処理方法は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、放射線照射方向における被写体の厚さと、被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報が記憶された対応関係記憶部から対応関係を示す情報を取得するステップと、
被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体の厚さを取得するステップと、
放射線画像において、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得するステップと、
放射線画像の単位領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得するステップと、
放射線画像の単位領域ごとに、単位領域について取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行うステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の放射線画像処理プログラムは、コンピュータを、
放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、放射線照射方向における被写体の厚さ、および被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶する対応関係記憶部と、
被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体の厚さを取得する被写体厚取得部と、
放射線画像において、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得する組成物厚取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する補正量取得部と、
放射線画像の単位領域ごとに、単位領域について取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行う補正処理部として機能させるためのものである。
【００２２】
また、本発明の放射線画像処理プログラムは、通常、複数のプログラムモジュールからなり、上記各部の機能は、それぞれ、一または複数のプログラムモジュールにより実現される。これらのプログラムモジュール群は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤなどの記録メディアに記録され、またはサーバコンピュータに付属するストレージやネットワークストレージにダウンロード可能な状態で記録されて、ユーザに提供される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の放射線画像処理装置、方法およびプログラムによれば、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、放射線照射方向における被写体の厚さと、被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶し、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、１または２以上の画素からなる単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体の厚さを取得し、放射線画像において、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得し、放射線画像の単位領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得し、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域について取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行うようにしているので、放射線画像に対して、充分に小さな領域である単位領域ごとに、その領域に対応する被写体に含まれている特定組成物の厚さを考慮したコントラスト補正を行うことができ、画像全体にわたって十分な画質を確保することができる。たとえば胸部の放射線画像において、肺野領域内の肋骨領域と肋間領域のそれぞれにその領域に合った異なるコントラスト補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態を備えた放射線画像撮影システムの概略構成を示す図
【図２】第１の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
【図３】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図４】第２の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
【図５】第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図６】第３の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
【図７】第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図８】第４の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
【図９】第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１０】第５の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図
【図１１】第５の実施形態において行われる処理を模式的に示す図
【図１２】周波数分解を説明するための図
【図１３】第５の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１４】発明が解決しようとする課題を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線画像処理装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。本実施形態による放射線画像処理システムは、被写体の放射線画像に対してコントラスト補正を行うためのものであり、図１に示すように、撮影装置１と、本実施形態による放射線画像処理装置を内包する制御装置２とを備える。
【００２６】
撮影装置１は被写体ＭにＸ線を照射するＸ線源３と、被写体Ｍを透過したＸ線を検出して被写体Ｍの放射線画像を取得する放射線検出器５とを備える。
【００２７】
放射線検出器５は、放射線画像の記録と読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフさせることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
【００２８】
放射線検出器５は、ケーブル等を介してあるいは無線により制御装置２と接続される。制御装置２には、放射線検出器５からの電荷信号の読み出しを制御する検出器コントローラ、放射線検出器５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプ、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路、および電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部等が設けられた回路基板等が設置されている。
【００２９】
制御装置２は、コンピュータ４と、コンピュータ４に接続された表示部６および入力部８とを備えている。
【００３０】
コンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイス等を備えており、これらのハードウェアによって、図２に示すような、制御部１４１、第１の被写体厚推定部１４２、第２の被写体厚推定部１４３、被写体厚取得部１４４、組成物厚取得部１４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部１４８が構成されている。なお、第１の被写体厚推定部１４２、第２の被写体厚推定部１４３、被写体厚取得部１４４、組成物厚取得部１４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部１４８が、本発明の放射線画像処理装置を構成する。
【００３１】
制御部１４１は、Ｘ線源３および放射線検出器５に対して所定の制御信号を出力して撮影の制御を行ったり、コンピュータ４において行われる処理全体の制御を行ったりするものである。
【００３２】
第１の被写体厚推定部１４２は、撮影により取得された放射線画像Ｇにおいて、１または２以上の画素からなり、かつ、放射線照射方向に直交する面において被写体Ｍの最大幅２ｃｍ未満の範囲が撮影された単位領域（以下、単に「単位領域」という）ごとに、Ｘ線源３から放射線検出器５までの距離から、Ｘ線源３から単位領域に対応する被写体の表面までの距離を差し引いて得られる値を、単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める。これにより、単位領域ごとの被写体Ｍの第１の推定厚さ分布Ｔ１が得られる。
【００３３】
なお、このとき、Ｘ線源３から放射線検出器５までの距離としては、単位領域を通る放射線照射線に沿ったＸ線源３から放射線検出器５までの距離、又はＸ線源３の光軸に沿ったＸ線源３から放射線検出器５までの距離を用いる。この単位領域を通る放射線照射線または光軸に沿ったＸ線源３から放射線検出器５までの距離は、Ｘ線照射部に付設された超音波距離計により測定することができる。
【００３４】
また、Ｘ線源３から単位領域に対応する被写体表面までの距離としては、単位領域が１画素からなる領域である場合は、単位領域を通る１本の放射線照射線に沿ったＸ線源３から被写体表面までの距離を用い、単位領域が２以上の画素からなる領域である場合は、単位領域を通る１本の放射線照射線に沿ったＸ線源３から被写体表面までの距離、または、単位領域内の異なる位置を通る複数の放射線照射線のそれぞれに沿ったＸ線源３から被写体表面までの距離の代表値（たとえば、平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等）を用いる。この単位領域上の所定の位置を通る放射線照射線に沿ったＸ線源３から被写体表面５までの距離は、Ｘ線照射部に付設された超音波距離計により測定することができる。
【００３５】
第２の被写体厚推定部１４３は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体の厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める。これにより、単位領域ごとの被写体Ｍの第２の推定厚さ分布Ｔ２が得られる。このとき、変換関数としては、被写体は全体が均一な組成で構成されたものであり、放射線画像Ｇにおける輝度分布が被写体の厚さの分布と略一致するものと仮定し、放射線画像Ｇの画素値を線減弱係数値により厚さに変換するものを用いる。たとえば、被写体が人体である場合、被写体は全体が軟部組織で構成されていると仮定し、放射線画像Ｇの画素値を被写体の厚さに変換する。これにより、骨が含まれている被写体が撮影された画像部分では、実際よりも厚い被写体厚が推定され、逆に空気領域が含まれている被写体が撮影された画像部分では、実際よりも薄い被写体厚が推定されることとなる。
【００３６】
また、単位領域を代表する画素値としては、単位領域が１画素からなる領域である場合は、単位領域内の１画素の画素値を用い、単位領域が２以上の画素からなる領域である場合は、単位領域内の１画素の画素値、または単位領域内の複数画素の画素値の代表値（たとえば、平均値、中央値、最頻値、最大値、最小値等）を用いる。
【００３７】
被写体厚取得部１４４は、放射線画像Ｇにおいて、その放射線画像の各位置における、被写体の厚さを取得する。たとえば、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、上記求められた第１の推定厚さおよび第２の推定厚さのいずれか一方を、単位領域に対応する被写体の放射線を照射された方向における厚さとして取得する。これにより、単位領域ごとの被写体の厚さ分布Ｔが得られる。第１の推定厚さと第２の推定厚さのどちらを被写体の厚さとして取得するかは、事前の設定しておくことができる。以下の説明では、第１の推定厚さを被写体Ｍの厚さとして取得した場合について説明する。
【００３８】
組成物厚取得部１４５は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得する。たとえば被写体Ｍが人体である場合、特定の組成物として選択された骨、軟部組織（たとえば、筋肉，脂肪等）などの厚さを取得する。以下の説明では、被写体Ｍが人体であり、特定の組成物が骨である場合について説明する。
【００３９】
組成物厚取得部１４５は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部１４８に記憶された後述する第２の対応関係Ｒ２を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、被写体厚取得部１４４により単位領域について取得された被写体の厚さ、および第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する。上述のように、被写体Ｍが人体である場合、骨が含まれている被写体が撮影された画像部分では、実際よりも厚い被写体厚が第２の推定厚さとして求められることから、第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値は、骨が含まれる被写体では負の値をとり、この値はその被写体に含まれている骨の厚さとの間で、同じ撮影条件および被写体厚の条件下で、一定の対応関係（第２の対応関係Ｒ２）を有する。従って、後述する取得方法により予め求められた第２の対応関係Ｒ２を示す情報を参照することにより、特定の組成物の厚さを取得することができる。
【００４０】
なお、このとき、撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としては、管電圧、管電流、線源の種類、グリッドの有無等の、撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える撮影条件を１つ以上用いる。以下の説明では、撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件として管電圧を用いる場合について説明する。
【００４１】
補正量取得部１４６は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部１４８に記憶された後述する第１の対応関係Ｒ１を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、被写体厚取得部１４４により単位領域について取得された被写体の厚さ、および組成物厚取得部１４５により取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する。このとき、第１の対応関係Ｒ１を示す情報は、後述する取得方法により予め求められ、記憶部１４８に記憶されているものとする。
【００４２】
補正処理部１４７は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、補正量取得部１４６により取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行う。
【００４３】
記憶部１４８は、第１の対応関係Ｒ１を示す情報、第２の対応関係Ｒ２を示す情報を含む上記各部において行われる処理に必要な各種情報を記憶する。
【００４４】
第１の対応関係Ｒ１は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、被写体に含まれている特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係をいう。この第１の対応関係Ｒ１は、想定可能な被写体の厚さおよび特定の組成物の厚さの条件ごとに、その条件を模した実験モデルを用意し、想定可能な管電圧の各条件下で実験モデルを順次撮影し、その各撮影で得られた放射線画像の画素値をその条件下で本来取得されるべき画素値に補正するための補正値を求め、求められた補正値をその撮影に使用された被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づけることによって取得することができる。
【００４５】
たとえば、実験モデルとして、骨相当の組成を有する材料（以下、「骨材料」という）を放射線照射方向にそれぞれ２cm、４cm、６cmずつの厚さで含む１０cm厚のアクリルブロック３つと、骨材料を放射線照射方向にそれぞれ２cm、４cm、６cmずつの厚さで含む１５cm厚のアクリルブロック３つと、骨材料を放射線照射方向にそれぞれ２cm、４cm、６cmずつの厚さで含む２０cm厚のアクリルブロック３つと、…を用意する。ここで、アクリルブロックの厚さは、被写体の厚さに相当する。そして、各用意されたアクリルブロックを、６０kv、８０kv、１００kv、１２０kv、…の各管電圧の条件下で順次撮影し、その各撮影で得られた放射線画像の画素値をその条件下で本来取得されるべき画素値に補正するための補正値を求め、求められた補正値をその撮影に使用された被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づける。
【００４６】
第２の対応関係Ｒ２は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、放射線源から放射線検出器までの距離から放射線源から被写体までの距離を差し引いて得られる値から放射線画像上における当該被写体が撮影された画素の画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、被写体に含まれている特定の組成物の厚さの対応関係をいう。この第２の対応関係Ｒ２は、想定可能な被写体の厚さおよび特定の組成物の厚さの条件ごとに、その条件を模した実験モデルを用意し、想定可能な管電圧の各条件下で実験モデルを順次撮影する。そして、各撮影で得られた放射線画像の画素値を上述の変換関数により被写体の厚さに変換した値を、その撮影に使用された実験モデルが模している被写体の厚さから差し引いて得られる値を求め、求められた値をその撮影に使用された実験モデルにおける被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づけることによって取得することができる。
【００４７】
たとえば、まず、第１の対応関係Ｒ１を取得する場合と同様、実験モデルとして、骨材料を放射線照射方向にそれぞれ２cm、４cm、６cmずつの厚さで含む１０cm、１５cm、…の厚のアクリルブロックを用意し、各用意されたアクリルブロックを、６０kv、８０kv、１００kv、１２０kv、…の各管電圧の条件下で順次撮影する。そして、各撮影で得られた放射線画像の画素値を上述の変換関数により被写体の厚さに変換した値を、その撮影に使用された実験モデルが模している被写体の厚さから差し引いて得られる値を求め、求められた値をその撮影に使用された実験モデルにおける被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づけることによって取得する。
【００４８】
なお、表示部６は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等からなり、撮影により取得された放射線画像および後述する散乱線除去処理に必要な各種入力の補助を行う。入力部８は、キーボード、マウス、タッチパネル等からなる。
【００４９】
次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図３は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。撮影装置１において取得された放射線画像Ｇがコンピュータ４に入力されると（ステップＳＴ１）、第１の被写体厚推定部１４２が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、Ｘ線源３から放射線検出器５までの距離からＸ線源３から単位領域に対応する被写体の表面までの距離を差し引いて得られる値を単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める（ステップＳＴ２）。一方、第２の被写体厚推定部１４３が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める（ステップＳＴ３）。また、被写体厚取得部１４４が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ２で求められた第１の推定厚さを、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する（ステップＳＴ４）。なお、ステップＳＴ２，３の処理はいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。また、ステップＳＴ３，４の処理もいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。
【００５０】
次いで、組成物厚取得部１４５が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部１４８に記憶された第２の対応関係Ｒ２を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ４で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ２で求められた第１の推定厚さからステップＳＴ３で求められた第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する（ステップＳＴ５）。そして、補正量取得部１４６が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部１４８に記憶された第１の対応関係Ｒ１を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ４で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ５で単位領域について取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する（ステップＳＴ６）。最後に、補正処理部１４７が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ６で取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い（ステップＳＴ７）、処理を終了する。なお、コントラスト補正済みの放射線画像は表示部６に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。
【００５１】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。なお、図４において図２と同一の構成については、同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第２の実施形態においては、放射線画像Ｇに基づいて単位領域ごとの被写体Ｍの厚さを取得し、取得された被写体Ｍの厚さの分布とその分布をさらに平滑化したものとの差分に基づいて単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得する点が第１の実施形態と異なる。
【００５２】
第２の実施形態においては、コンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびストレージデバイス等のハードウェアによって、図４に示すような、制御部１４１、被写体厚取得部２４４、平滑被写体厚取得部２５１、組成物厚取得部２４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部２４８が構成されている。なお、被写体厚取得部２４４、組成物厚取得部２４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部２４８が、本発明の放射線画像処理装置を構成する。
【００５３】
被写体厚取得部２４４は、第１の実施形態において第１の推定厚さを取得する場合と同様、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を上述の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の放射線を照射された方向における厚さとして取得する。これにより、単位領域ごとの被写体の厚さ分布Ｔが得られる。
【００５４】
平滑被写体厚取得部２５１は、被写体厚取得部２４４により単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布Ｔを平滑化して、単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める。
【００５５】
組成物厚取得部２４５は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部２４８に記憶された後述する第３の対応関係Ｒ３を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件（たとえば、管電圧）、被写体厚取得部２４４により取得された単位領域における被写体の厚さと平滑被写体厚取得部２５１により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方、および被写体厚取得部２４４により取得された単位領域における被写体の厚さから、平滑被写体厚取得部２５１により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する（図４の２５１から２４５につながる矢印がないので追加してください。）。被写体の厚さ分布Ｔを平滑化すると、被写体Ｍが人体である場合、骨が含まれている被写体が撮影された画像部分では、平滑化後の厚さが平滑化前の厚さよりも小さくなることから、被写体の厚さ分布Ｔを平滑化して得られる単位領域における被写体の平滑化後の厚さを平滑化前の厚さから差し引いて得られる値は、骨が含まれる被写体では正の値をとり、この値はその被写体に含まれている骨の厚さとの間で、同じ撮影条件および被写体厚の条件下で、一定の対応関係（第３の対応関係Ｒ３）を有する。従って、後述する取得方法により予め求められた第３の対応関係Ｒ３を示す情報を参照することにより、特定の組成物の厚さを取得することができる。
【００５６】
記憶部２４８は、第１の対応関係Ｒ１を示す情報、第３の対応関係Ｒ３を示す情報を含む上記各部において行われる処理に必要な各種情報を記憶する。第１の対応関係Ｒ１は第１の実施形態に記載のものと同じであることから説明を省略し、以下において、第３の対応関係について説明する。
【００５７】
第３の対応関係Ｒ３は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、平滑化前後の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの対応関係をいう。この第３の対応関係Ｒ３は、たとえば、まず、第１の対応関係Ｒ１を取得する場合と同様、実験モデルとして、骨材料を放射線照射方向にそれぞれ２cm、４cm、６cmずつの厚さで含む１０cm、１５cm、…の厚のアクリルブロックを用意し、各用意されたアクリルブロックを、６０kv、８０kv、１００kv、１２０kv、…の各管電圧の条件下で順次撮影する。そして、各撮影で得られた放射線画像の画素値を上述の変換関数により被写体の厚さに変換した値と、被写体の厚さに変換した値の分布を平滑化して得られた値との差分を求め、求められた値をその撮影に使用された実験モデルにおける被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づけることによって取得することができる。
【００５８】
次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図５は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。撮影装置１において取得された放射線画像Ｇがコンピュータ４に入力されると（ステップＳＴ１１）、被写体厚取得部２４４が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を上述の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する。これにより、単位領域ごとの被写体の厚さ分布Ｔが得られる（ステップＳＴ１２）。次いで、平滑被写体厚取得部２５１が、ステップＳＴ１２で単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布Ｔを平滑化して、単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める（ステップＳＴ１３）。
【００５９】
次いで、組成物厚取得部２４５が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部２４８に記憶された第３の対応関係Ｒ３を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ１２で取得された単位領域における被写体の厚さとステップＳＴ１３で取得された単位領域についておける被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方、およびステップＳＴ１２で取得された単位領域における被写体の厚さから、ステップＳＴ１３で求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する（ステップＳＴ１４）。
【００６０】
そして、補正量取得部１４６が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部２４８に記憶された第１の対応関係Ｒ１を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ１２で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ１４で単位領域について取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する（ステップＳＴ１５）。最後に、補正処理部１４７が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ１６で取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い（ステップＳＴ１７）、処理を終了する。なお、コントラスト補正済みの放射線画像は表示部６に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。
【００６１】
次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、第３の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。なお、図６において図２または図４と同一の構成については、同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第３の実施形態においては、放射線画像Ｇの画素値を変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値と、放射線画像Ｇから生成した低解像度画像の画素値を変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値との差分に基づいて特定の組成物の厚さ取得する点が第２の実施形態と異なる。
【００６２】
第３の実施形態においては、コンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびストレージデバイス等のハードウェアによって、図６に示すような、制御部１４１、被写体厚取得部２４４、低解像被写体厚取得部３５２、組成物厚取得部３４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部３４８が構成されている。なお、被写体厚取得部２４４、組成物厚取得部３４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部３４８が、本発明の放射線画像処理装置を構成する。
【００６３】
低解像被写体厚取得部３５２は、放射線画像Ｇからその放射線画像Ｇよりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、生成された低解像度画像において各単位領域に対応する対応単位領域ごとに、対応単位領域を代表する画素値を上述の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を対応単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する。
【００６４】
組成物厚取得部３４５は、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部３４８に記憶された後述する第４の対応関係Ｒ４を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件（たとえば、管電圧）、被写体厚取得部２４４により取得された単位領域における被写体の厚さと低解像被写体厚取得部３５２により取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さのいずれか一方、被写体の厚さおよび、被写体厚取得部２４４により取得された単位領域における被写体の厚さから、低解像被写体厚取得部３５２により取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する。
【００６５】
低解像度化された放射線画像から得られる被写体の厚さは、被写体Ｍが人体である場合、骨が含まれている被写体が撮影された画像部分では、元の放射線画像から得られる被写体の厚さよりも小さくなることから、上述の単位領域について取得された被写体の厚さからその単位領域に対応する対応単位領域について取得された被写体の厚さを差し引いて得られる値は、骨が含まれる被写体では正の値をとり、この値はその被写体に含まれている骨の厚さとの間で、同じ撮影条件および被写体厚の条件下で、一定の対応関係（第４の対応関係Ｒ４）を有する。従って、後述する取得方法により予め求められた第４の対応関係Ｒ４を示す情報を参照することにより、特定の組成物の厚さを取得することができる。
【００６６】
記憶部３４８は、第１の対応関係Ｒ１、第４の対応関係Ｒ４を含む上記各部において行われる処理に必要な各種情報を記憶する。第１の対応関係Ｒ１は第１の実施形態に記載のものと同じであることから説明を省略し、以下において、第４の対応関係Ｒ４について説明する。
【００６７】
第４の対応関係Ｒ４は、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、異なる解像度の放射線画像で推定された被写体の厚さの差分と、当該被写体に含まれている前記特定の組成物の厚さとの対応関係をいう。この第４の対応関係Ｒ４は、たとえば、まず、第１の対応関係Ｒ１を取得する場合と同様、実験モデルとして、骨材料を放射線照射方向にそれぞれ２cm、４cm、６cmずつの厚さで含む１０cm、１５cm、…の厚のアクリルブロックを用意し、各用意されたアクリルブロックを、６０kv、８０kv、１００kv、１２０kv、…の各管電圧の条件下で順次撮影する。そして、各撮影で得られた放射線画像の画素値を上述の変換関数により被写体の厚さに変換した値と、その画像より高解像度、または低解像度の画像の画素値を上述の変換関数により被写体の厚さに変換した値を、上述の放射線画像の単位画素に対応付けた値との差分を求め、求められた値をその撮影に使用された実験モデルにおける被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づけることによって取得することができる。
【００６８】
次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図７は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。撮影装置１において取得された放射線画像Ｇがコンピュータ４に入力されると（ステップＳＴ２１）、被写体厚取得部２４４が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する。これにより、単位領域ごとの被写体の厚さ分布Ｔが得られる（ステップＳＴ２２）。次いで、低解像被写体厚取得部３５２が、放射線画像Ｇからその放射線画像Ｇよりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、生成された低解像度画像において各単位領域に対応する対応単位領域ごとに、対応単位領域を代表する画素値を上述の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を対応単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する（ステップＳＴ２３）。
【００６９】
次いで、組成物厚取得部３４５が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部３４８に記憶された第４の対応関係Ｒ４を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ２２で被写体の厚さで取得された単位領域における被写体の厚さとステップＳＴ２３で取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さのいずれか一方、およびステップＳＴ２２で取得された単位領域における被写体の厚さから、ステップＳＴ２３で取得された単位領域に対応する対応単位領域における被写体の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する（ステップＳＴ２４）。
【００７０】
そして、補正量取得部１４６が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部２４８に記憶された第１の対応関係Ｒ１を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ２２で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ２４で単位領域について取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する（ステップＳＴ２５）。最後に、補正処理部１４７が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ２５で取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い（ステップＳＴ２６）、処理を終了する。なお、コントラスト補正済みの放射線画像は表示部６に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。
【００７１】
次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。図８は、第４の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。なお、図８において図２と同一の構成については、同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第４の実施形態においては、放射線画像Ｇにおいて空気領域を含む被写体が撮影された領域である空気含有領域を特定し、特定された空気含有領域については、第２の実施形態に記載の方法により単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得し、それ以外の領域については、第１の実施形態に記載の方法により単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得する点が第１の実施形態と異なる。
【００７２】
第４の実施形態においては、コンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびストレージデバイス等のハードウェアによって、図８に示すような、制御部１４１、第１の被写体厚推定部１４２、第２の被写体厚推定部１４３、被写体厚取得部１４４、平滑被写体厚取得部４５１、領域特定部４４９、組成物厚取得部４４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部４４８が構成されている。なお、第１の被写体厚推定部１４２、第２の被写体厚推定部１４３、被写体厚取得部１４４、領域特定部４４９、組成物厚取得部４４５、補正量取得部１４６、補正処理部１４７および記憶部４４８が、本発明の放射線画像処理装置を構成する。
【００７３】
平滑被写体厚取得部４５１は、被写体厚取得部１４４により単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布Ｔを平滑化して、単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める。
【００７４】
領域特定部４４９は、放射線画像Ｇにおいて、空気含有領域を特定する。具体的には、第１の実施形態に記載のように、被写体Ｍが人体である場合、空気領域が含まれている被写体が撮影された画像部分では実際よりも薄い被写体厚が第２の推定厚さとして求められ、第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値は空気領域が含まれる被写体では正の値をとることから、領域特定部４４９は、第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値が正の値を取る領域を、空気領域を含む被写体として特定することができる。また、被写体Ｍが人体の胸部である場合、公知の肺野認識処理によって放射線画像Ｇにおける肺野領域を認識し、認識された肺野領域を、空気領域を含む被写体として特定することもできる。
【００７５】
組成物厚取得部４４５は、放射線画像Ｇの、領域特定部４４９により特定された空気含有領域とそれ以外の領域に以下に説明する２つの異なる方法にてそれぞれの領域における特定の組成物の厚さを取得する。具体的には、空気含有領域については、単位領域ごとに、記憶部４４８に記憶された第３の対応関係Ｒ３を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件（たとえば、管電圧）、被写体厚取得部１４４により取得された単位領域における被写体の厚さと平滑被写体厚取得部４５１により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方被写体の厚さ、および被写体厚取得部１４４により取得された単位領域における被写体の厚さから、平滑被写体厚取得部４５１により求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する。また、空気含有領域以外の領域については、単位領域ごとに、記憶部４４８に記憶された第２の対応関係Ｒ２を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件（たとえば、管電圧）、被写体厚取得部１４４により単位領域について取得された被写体の厚さ、および第１の推定厚さから第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する。
【００７６】
記憶部４４８は、第１の対応関係Ｒ１を示す情報、第２の対応関係Ｒ２を示す情報、および第３の対応関係Ｒ３を示す情報を含む上記各部において行われる処理に必要な各種情報を記憶する。第１の対応関係Ｒ１、第２の対応関係Ｒ２、および第３の対応関係Ｒ３はいずれも第１および第２の実施形態に記載のものと同じであり説明は省略する。
【００７７】
次いで、第４の実施形態において行われる処理について説明する。図９は第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。撮影装置１において取得された放射線画像Ｇがコンピュータ４に入力されると（ステップＳＴ３１）、第１の被写体厚推定部１４２が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、Ｘ線源３から放射線検出器５までの距離からＸ線源３から単位領域に対応する被写体の表面までの距離を差し引いて得られる値を単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める（ステップＳＴ３２）。一方、第２の被写体厚推定部１４３が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体Ｍの厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める（ステップＳＴ３３）。また、被写体厚取得部１４４が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ３２で求められた第１の推定厚さを、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する（ステップＳＴ３４）。なお、ステップＳＴ３２，３３の処理はいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。また、ステップＳＴ３３，３４の処理もいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。
【００７８】
次いで、平滑被写体厚取得部４５１が、被写体厚取得部１４４により単位領域ごとに取得された被写体の厚さの分布Ｔを平滑化して、単位領域ごとの被写体の平滑化後の厚さを求める（ステップＳＴ３５）。また、領域特定部４４９が、放射線画像Ｇにおいて、空気含有領域を特定する（ステップＳＴ３６）。
【００７９】
そして、組成物厚取得部４４５が、放射線画像Ｇの、ステップＳＴ３６で特定された空気含有領域については、単位領域ごとに、記憶部４４８に記憶された第３の対応関係Ｒ３を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ３４で取得された単位領域における被写体の厚さとステップＳＴ３５で求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さのいずれか一方被写体の厚さ、およびステップＳＴ３４で取得された単位領域における被写体の厚さから、ステップＳＴ３５で求められた単位領域における被写体の平滑化後の厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する一方、空気含有領域以外の領域については、単位領域ごとに、記憶部４４８に記憶された第２の対応関係Ｒ２を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ３４で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ３２で求められた第１の推定厚さからステップＳＴ３３で求められた第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する（ステップＳＴ３７）。
【００８０】
そして、補正量取得部１４６が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部４４８に記憶された第１の対応関係Ｒ１を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ３４で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ３７で単位領域について取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する（ステップＳＴ３８）。最後に、補正処理部１４７が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ３８で取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い（ステップＳＴ３９）、処理を終了する。なお、コントラスト補正済みの放射線画像は表示部６に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。
【００８１】
次いで、本発明の第５の実施形態について説明する。図１０は、第５の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。なお、図１０において図２と同一の構成については、同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第５の実施形態においては、図１１に示すように、放射線画像Ｇを周波数分解して複数の周波数帯域ごとの周波数成分を表す帯域画像Ｌ０，Ｌ１，…を生成し、生成された各帯域画像に対してコントラスト補正を行い、補正後の全ての帯域画像Ｌ１０，Ｌ１１，…を合成して処理済み放射線画像Ｇｓを生成する点が第１の実施形態と異なる。
【００８２】
第４の実施形態においては、コンピュータ４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびストレージデバイス等のハードウェアによって、図１０に示すような、制御部１４１、第１の被写体厚推定部１４２、第２の被写体厚推定部１４３、被写体厚取得部１４４、組成物厚取得部１４５、周波数分解部５５０、補正量取得部５４６、補正処理部５４７および記憶部５４８が構成されている。なお、第１の被写体厚推定部１４２、第２の被写体厚推定部１４３、被写体厚取得部１４４、組成物厚取得部１４５、周波数分解部５５０、補正量取得部５４６、補正処理部５４７および記憶部５４８が、本発明の放射線画像処理装置を構成する。
【００８３】
周波数分解部５５０は、放射線画像Ｇを周波数分解して、複数の周波数帯域ごとの周波数成分を表す帯域画像Ｌ０，Ｌ１，…を生成する。図１２は周波数分解部５５０が行う周波数分解を説明するための図である。まず、周波数分解部５５０は、放射線画像Ｇ０（＝放射線画像Ｇ）に対して、たとえばσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、放射線画像Ｇ０を１／２に縮小してガウシアン成分である縮小画像Ｇ１を生成する。縮小画像Ｇ１は放射線画像Ｇ０を１／２に縮小したものとなる。次いで、周波数分解部５５０は、たとえば３次Ｂスプライン補間等の補間演算を行って、縮小画像Ｇ１を放射線画像Ｇ０と同一サイズに拡大し、拡大した縮小画像Ｇ１を放射線画像Ｇ０から減算して、最高周波数帯域のラプラシアン成分である帯域画像Ｌ０を生成する。なお、本実施形態では、最高周波数帯域を便宜上第０の周波数帯域と称する。
【００８４】
次いで、周波数分解部５５０は、縮小画像Ｇ１に対してσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、縮小画像Ｇ１を１／２に縮小して縮小画像Ｇ２を生成し、縮小画像Ｇ２を縮小画像Ｇ１と同一サイズに拡大し、拡大した縮小画像Ｇ２を縮小画像Ｇ１から減算して、第１の周波数帯域の帯域画像Ｌ１を生成する。さらに、所望とする周波数帯域の帯域画像が生成されるまで上記の処理を繰り返すことにより、複数の周波数帯域の帯域画像Ｌｊ（ｊ＝０〜ｎ）を生成する。本実施形態においては、たとえば第３の周波数帯域の帯域画像Ｌ３が得られるまで、上記の処理を繰り返す。
【００８５】
ここで、縮小画像の各画素の信号値はその画素の濃度を表し、帯域画像Ｌｊの各画素の信号値は、その画素におけるその周波数帯域の周波数成分の大きさを表すものとなる。なお、ウェーブレット変換等の他の多重解像度変換の手法を用いることにより、周波数帯域が異なる複数の帯域画像を生成してもよい。
【００８６】
補正量取得部５４６は、周波数分解部５５０により生成された各帯域画像Ｌ０，Ｌ１，…について、記憶部５４８に記憶された第５の対応関係Ｒ５を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの単位領域に対応する領域ごとのコントラスト補正量ｆ０，ｆ１，…を取得する。第５の対応関係Ｒ５は、各帯域画像の周波数帯域ごとの、放射線画像の撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件（たとえば、管電圧）と、被写体Ｍの厚さと、被写体Ｍに含まれている特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示すものである。そこで、補正量取得部５４６は、各帯域画像Ｌ１，Ｌ２，…について、放射線画像Ｇの単位領域に対応する領域ごとに、第５の対応関係Ｒ５を示す情報を参照して、その帯域画像の周波数帯域を表す情報、放射線画像の撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件（たとえば、管電圧）、被写体厚取得部１４４により単位領域について取得された被写体の厚さ、および組成物厚取得部１４５により取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する。
【００８７】
補正処理部５４７は、各帯域画像Ｌ０，Ｌ１，…の、放射線画像Ｇの単位領域に対応する領域ごとに、図１１に示すように、補正量取得部５４６により取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い、補正後の全ての帯域画像Ｌ１０，Ｌ１１，…を合成して処理済み放射線画像Ｇｓを生成する。
【００８８】
記憶部５４８は、第２の対応関係Ｒ２を示す情報、第５の対応関係Ｒ５を示す情報を含む上記各部において行われる処理に必要な各種情報を記憶する。第２の対応関係Ｒ２は第１の実施形態に記載のものと同じであることから説明を省略し、以下において、第５の対応関係Ｒ５の取得方法について説明する。
【００８９】
第５の対応関係Ｒ５は、想定可能な被写体の厚さ、特定の組成物の厚さの条件ごとに、その条件を模した実験モデルを用意し、想定可能な管電圧の各条件下で実験モデルを順次撮影して放射線画像を取得し、各取得された放射線画像を周波数分解して、複数の周波数帯域ごとの周波数成分を表す帯域画像を生成し、各帯域画像の画素値をその条件下で本来取得されるべき画素値に補正するための補正値を求め、求められた補正値をその帯域画像の周波数帯域を表す情報、撮影に使用された被写体の厚さ、特定の組成物の厚さ、および管電圧に対応づけることによって取得することができる。
【００９０】
次いで、第５の実施形態において行われる処理について説明する。図１３は第５の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。撮影装置１において取得された放射線画像Ｇがコンピュータ４に入力されると（ステップＳＴ４１）、第１の被写体厚推定部１４２が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、Ｘ線源３から放射線検出器５までの距離からＸ線源３から単位領域に対応する被写体の表面までの距離を差し引いて得られる値を単位領域に対応する被写体の第１の推定厚さとして求める（ステップＳＴ４２）。一方、第２の被写体厚推定部１４３が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体の厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求める（ステップＳＴ４３）。また、被写体厚取得部１４４が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、ステップＳＴ４２で求められた第１の推定厚さを、単位領域に対応する被写体の厚さとして取得する（ステップＳＴ４４）。なお、ステップＳＴ４２，４３の処理はいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。また、ステップＳＴ４３，４４の処理もいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。
【００９１】
次いで、組成物厚取得部１４５が、放射線画像Ｇの単位領域ごとに、記憶部１４８に記憶された第２の対応関係Ｒ２を示す情報を参照して、放射線画像Ｇの撮影時に被写体Ｍを透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ４４で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ４２で求められた第１の推定厚さからステップＳＴ４３で求められた第２の推定厚さを差し引いて得られる値の組み合わせに対応する特定の組成物の厚さを取得する（ステップＳＴ４５）。
【００９２】
次いで、周波数分解部５５０が、放射線画像Ｇを周波数分解して、複数の周波数帯域ごとの周波数成分を表す帯域画像Ｌ０，Ｌ１，…を生成し（ステップＳＴ４６）、補正量取得部５４６が、各帯域画像Ｌ１，Ｌ２，…について、放射線画像Ｇの単位領域に対応する領域ごとに、記憶部５４８に記憶された第５の対応関係Ｒ５を示す情報を参照して、その帯域画像の周波数帯域を表す情報、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件としての管電圧、ステップＳＴ４４で単位領域について取得された被写体の厚さ、およびステップＳＴ４５で取得された特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得する（ステップＳＴ４７）。
【００９３】
最後に、補正処理部５４７が、各帯域画像Ｌ０，Ｌ１，…の、放射線画像Ｇの単位領域に対応する領域ごとに、ステップＳＴ４７で取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行い、補正後の全ての帯域画像Ｌ１０，Ｌ１１，…を合成して処理済み放射線画像Ｇｓを生成し（ステップＳＴ４８）、処理を終了する。なお、生成された処理済み放射線画像Ｇｓ（コントラスト補正済みの放射線画像）は表示部６に表示されて診断に供されるか、外部の画像サーバに送信されて保存される。
【００９４】
以上のように、上記第１から第５までの実施形態の放射線画像撮影システムにおいては、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、放射線照射方向における被写体の厚さと、被写体に含まれている放射線照射方向における特定の組成物の厚さと、コントラスト補正量との対応関係を示す情報を記憶し、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像において、放射線画像の各位置における、被写体の厚さを取得し、放射線画像において、１または２以上の画素からなり、かつ、被写体の最大幅２ｃｍ未満の範囲が撮影された単位領域ごとに、単位領域に対応する被写体に含まれている特定の組成物の厚さを取得し、放射線画像の単位領域ごとに、記憶された対応関係を示す情報を参照して、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件、単位領域について取得された被写体の厚さ、および特定の組成物の厚さの組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得し、放射線画像の単位領域ごとに、単位領域について取得されたコントラスト補正量を用いてコントラスト補正を行うようにしているので、放射線画像に対して、充分に小さな領域である単位領域ごとに、その領域に対応する被写体の厚さや、被写体に含まれている特定組成物の厚さ等を考慮したコントラスト補正を行うようにしているので、画像全体にわたって十分な画質を確保することができる。
【００９５】
また、第２および第３の実施形態においては、放射線画像Ｇに基づいて単位領域ごとの特定組成物の厚さを取得し、第１の実施形態に記載のような、超音波距離計等によるＸ線源３から放射線検出器５までの距離、およびＸ線源３から単位領域に対応する被写体の表面までの距離の測定およびその測定値を用いた計算処理を必要としないため、第１の実施形態よりも短時間でコントラスト補正を行うことができる、というメリットがある。一方、第１の実施形態によれば、第２および第３の実施形態よりも、コントラスト補正の結果、画像全体としてより良好な画質の画像が得られる傾向がある。
【００９６】
また、第４の実施形態においては、放射線画像Ｇを空気含有領域とその他の領域に区分し、各区分された領域に適した方法にてそれぞれの領域における特定の組成物の厚さを取得するようにしているので、第１から第３の実施形態よりも、コントラスト補正の結果、画像全体としてより良好な画質の画像が得られる傾向がある。
【００９７】
なお、第４の実施形態においては、空気含有領域について、第２の実施形態に記載の方法により単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得しているが、第２の実施形態に記載の方法に代えて、第３の実施形態に記載の方法により単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得するようにしてもよい。
【００９８】
また、第４の実施形態においては、第１の実施形態に記載の方法により単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得しているが、第１の実施形態に記載の方法に代えて、第２、３または４の実施形態に記載の方法により単位領域ごとの特定の組成物の厚さを取得するようにしてもよい。
【００９９】
また、第１，４および５の実施形態においては、第２の被写体厚推定部１４３が、放射線画像Ｇにおいて、被写体Ｍの最大幅２ｃｍ未満の範囲が撮影された単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体の厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求めているが、これに代えて、放射線画像Ｇを縮小して１画素が２ｃｍ未満となる範囲内で縮小画像を生成し、生成された縮小画像の画素ごとに、その画素値を所定の変換関数により被写体の厚さに変換した値をその画素に対応する放射線画像Ｇの単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求めるようにしてもよい。
【０１００】
また、第２および第３の実施形態においては、被写体厚取得部２４４が、放射線画像Ｇにおいて、被写体Ｍの最大幅２ｃｍ未満の範囲が撮影された単位領域ごとに、単位領域を代表する画素値を所定の変換関数により被写体の厚さに変換した値を単位領域に対応する被写体の厚さとして取得しているが、これに代えて、放射線画像Ｇを縮小して１画素が２ｃｍ未満となる範囲内で縮小画像を生成し、生成された縮小画像の画素ごとに、その画素値を所定の変換関数により被写体の厚さに変換した値をその画素に対応する放射線画像Ｇの単位領域に対応する被写体の第２の推定厚さとして求めるようにしてもよい。このとき、第３の実施形態においては、さらに、縮小画像からその縮小画像よりも低い解像度を有する低解像度画像を生成し、縮小画像の画素値を変換関数により被写体の厚さに変換した値と、縮小画像から生成した低解像度画像の画素値を変換関数により被写体の厚さに変換した値との差分に基づいて特定の組成物の厚さ取得することができる。
【０１０１】
また、第１および第５の実施形態においては、記憶部２４８に、第１の対応関係Ｒ１を示す情報と、第２の対応関係Ｒ２を示す情報とを記憶させ、まずは、第２の対応関係Ｒ２を参照して、単位領域ごとの特定の組成物の厚さ分布を取得し、次いで、第１の対応関係Ｒ１を参照して、単位領域ごとのコントラスト補正量を取得しているが、これに代えて、第１の対応関係Ｒ１と第２の対応関係Ｒ２を１つにまとめてなる第６の対応関係を示す情報、具体的には、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条件と、被写体の厚さと、放射線源から放射線検出器までの距離から放射線源から被写体までの距離を差し引いて得られる値から放射線画像上における当該被写体が撮影された画素の画素値を前記変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値と、コントラスト補正量との対応関係（第６の対応関係）を示す情報を記憶部２４８に記憶させ、この記憶された第６の対応関係を参照して、単位領域ごとに、放射線画像の撮影時に被写体を透過する放射線量に影響を与える少なくとも１つの撮影条撮影条件、その単位領域について取得された被写体の厚さ、及び放射線源から放射線検出器までの距離から放射線源から被写体までの距離を差し引いて得られる値から放射線画像上における当該被写体が撮影された画素の画素値を上述の変換関数により被写体の厚さに変換した値を差し引いて得られる値の組み合わせに対応するコントラスト補正量を取得するようにしてもよい。これにより、特定の組成物の厚さ分布を取得するステップを省略できる。
【０１０２】
第２から第４までの各実施形態においても、同様なことが言える。具体的には、第２の実施形態においては、記憶部２４８に、第１の対応関係Ｒ１を示す情報と第３の対応関係Ｒ３を示す情報に代えて、それらの対応関係を１つにまとめてなる第７の対応関係を示す情報を記憶させ、この第７の対応関係を示す情報を参照して、特定の組成物の厚さ分布を取得することなく、単位領域ごとのコントラスト補正量を取得することができる。第３の実施形態においては、記憶部２４８に、第１の対応関係Ｒ１を示す情報と第４の対応関係Ｒ４を示す情報に代えて、それらの対応関係を１つにまとめてなる第８の対応関係を示す情報を記憶させ、この第８の対応関係を示す情報を参照して、特定の組成物の厚さ分布を取得することなく、単位領域ごとのコントラスト補正量を取得することができる。
【０１０３】
また、第４の実施形態においては、記憶部４４８に、第１の対応関係Ｒ１を示す情報と第２の対応関係Ｒ２を示す情報と第３の対応関係Ｒ３に代えて、第１の対応関係Ｒ１と第２の対応関係Ｒ２を１つにまとめてなる第６の対応関係を示す情報と、第１の対応関係Ｒ１と第３の対応関係Ｒ３を１つにまとめてなる第７の対応関係を示す情報と記憶させ、これらの対応関係を示す情報を参照して、特定の組成物の厚さ分布を取得することなく、単位領域ごとのコントラスト補正量を取得することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１      撮影装置
２      制御装置
３      Ｘ線源
４      コンピュータ
５      放射線検出器
６      表示部
８      入力部
１４１  制御部
１４２  第１の被写体厚推定部
１４３  第２の被写体厚推定部
１４４  被写体厚取得部
１４５  組成物厚取得部
１４６  補正量取得部
１４７  補正処理部
１４８  記憶部
Ｇ      放射線画像
Ｔ１    第１の推定厚さ分布
Ｔ２    第２の推定厚さ分布
Ｔ      被写体の厚さ分布
【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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【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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