(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｘ線撮像等の周波数強調処理における画像処理の演算負荷を軽減し、高速処理が可能なＸ線撮像装置を提供する。【解決手段】Ｘ線撮像装置の画像処理部１３０は、Ｘ線信号に対し、特定の周波数成分を強調する処理を行う周波数強調処理部１３３を有し、周波数強調処理部１３３は、Ｘ線信号を用いて、範囲総和テーブルを作成し、この範囲総和テーブルを用いて、１ないし複数の周波数帯域のボケ画像信号を作成する。周波数強調処理部１３３は、これらボケ画像信号とＸ線信号とを用いて、ダイナミックレンジ圧縮と周波数強調とを行う。作成するボケ画像信号の数や周波数帯域は、検査対象の部位に応じて決定することができる。【選択図】図２
2017018417.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線源に対向して配置され、検査対象を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ検出器から出力されるＸ線信号を処理しＸ線画像を作成する画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、前記Ｘ線信号に対し、特定の周波数成分を強調する処理を行う周波数強調処理部を有し、
前記周波数強調処理部は、前記Ｘ線信号を用いて、範囲総和テーブルを作成するテーブル作成部と、前記範囲総和テーブルを用いて、１ないし複数の周波数のボケ画像信号を作成するマスク作成部と、を備え、前記Ｘ線信号と前記ボケ画像信号とを用いて周波数強調を行うことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮像装置において、
前記周波数強調処理部は、前記ボケ画像信号を用いて、前記Ｘ線信号のダイナミックレンジを圧縮するダイナミックレンジ圧縮処理部をさらに備え、周波数強調と同時にダイナミックレンジ圧縮を行うことを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＸ線撮像装置において、
前記マスク作成部は、検査対象の部位と強調周波数との関係に基き、前記部位に応じた周波数帯域のボケ画像信号を作成することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のＸ線撮像装置において、
検査対象の部位または強調周波数の入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記マスク作成部は、前記入力部が受け付けた前記検査対象の部位または強調周波数に応じて、前記ボケ画像信号を作成することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のＸ線撮像装置において、
前記Ｘ線源、前記Ｘ線検出器及び前記画像処理部の動作を制御し、所定のフレームレートの透視画像を取得する制御部をさらに備え、
前記マスク作成部は、前記透視画像のフレームレート及び／又は前記透視画像の画素数に応じて、作成するボケ画像信号の数を調整することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線撮像装置において、
前記透視画像のフレームレートの入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力部が受け付けたフレームレートで撮像を制御することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項７】
医用撮像装置で取得した医用画像を処理する医用画像処理装置であって、
前記医用画像の元画像信号について周波数強調処理を行う周波数強調処理部を備え、
前記周波数強調処理部は、前記元画像信号を用いて、範囲総和テーブルを作成するテーブル作成部と、前記範囲総和テーブルを用いて、１ないし複数の周波数のボケ画像信号を作成するマスク作成部と、を備え、前記元画像信号と前記ボケ画像信号とを用いて周波数強調を行うことを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の医用画像処理装置であって、
前記医用画像が、Ｘ線撮像装置で撮像された静止画像または透視画像であることを特徴とする医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像等医用画像における画像処理技術に関し、特にダイナミックレンジ圧縮や周波数強調処理を高速化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮像装置は、被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出することで被検体のＸ線信号を得る。このＸ線信号を画像処理することで、表示装置に表示されるＸ線画像（静止画像）や透視画像（動画）が得られる。
【０００３】
Ｘ線信号に対する画像処理には、基本的なものとしてガンマ補正や輝度調整があり、さらにダイナミックレンジ圧縮や周波数強調がある。ダイナミックレンジ圧縮は、Ｘ線信号の低周波成分を抽出し、抽出した情報に基づいてＸ信号を補正する技術であり、また周波数強調は注目する部位の構造の細かさに応じて、所定の周波数成分を高コントラストで描出する技術である。これらの技術を用いることにより、より高画質のＸ線画像を得ることができる。ダイナミックレンジ圧縮や周波数強調では、ともに、ボケマスク或いは非鮮鋭マスク信号等とも呼ばれるボケ画像信号が利用される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、元画像を表す画像信号（Ｘ線信号）に対して、互いに周波数応答特性の異なる多重解像度のボケ画像信号を作成し、ボケ画像信号と元画像とから複数の周波数帯域ごとの信号である帯域制限画像信号を算出し、帯域制限画像信号に所定の係数（強調係数）を乗じたものを加算する周波数強調処理の手法が開示されている。また特許文献１の技術では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）によるフィルタリングを用いてボケ画像信号の作成することが記載されている。具体的には、複数回のＬＰＦ処理を繰り返し、得られたフィルタリング処理済画像信号に補間演算を施すことで元画像と同じサイズの多重解像度のボケ画像信号を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８１６１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にＸ線撮像装置のような医用撮像装置では、連続した撮像を行い、得られた画像を表示装置に動画として表示させる場合がある。Ｘ線撮像装置では特にこのような連続撮像を透視と呼び、高いフレームレートで撮像・表示を行うことでリアルタイムの透視画像表示が得られる。
【０００７】
この透視画像において、画質を高めるために、上述した多重解像度のボケ画像信号を用いた周波数強調処理を行った場合、ボケ画像信号の取得に要する時間が長くなるため、リアルタイム性が損なわれる。従ってリアルタイム性を重視する透視では、ダイナミックレンジ圧縮や周波数強調を採用することは困難であり、画質を犠牲にせざるを得ない。
【０００８】
本発明は、透視画像のように高速処理が必要な画像であっても、周波数強調処理を行うことが可能な画像処理技術を提供することを課題とする。また通常のＸ線画像についても、従来、別に行われていたダイナミックレンジ圧縮と周波数強調処理を同時に行うことができ、それによって画像処理の負担を軽減可能な画像処理技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、複数の周波数毎のボケ画像信号を作成しておくのではなく、一つの範囲総和テーブルを作成し、その範囲総和テーブルから必要な周波数のボケ画像信号だけを作成することにより、複数のボケ画像信号を作成するのに要する時間を短縮する。
【００１０】
すなわち本発明のＸ線撮像装置は、Ｘ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向して配置され、検査対象を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ検出器から出力されるＸ線信号を処理しＸ線画像を作成する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、前記Ｘ線信号を用いて、前記Ｘ線画像のうち特定周波数のＸ線画像を強調する周波数強調処理部を有し、前記周波数強調処理部は、前記Ｘ線信号を用いて、範囲総和テーブルを作成するテーブル作成部と、前記範囲総和テーブルを用いて、１ないし複数の周波数のボケ画像信号を作成するマスク作成部と、を備え、前記Ｘ線信号と前記ボケ画像信号とを用いて周波数強調を行う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査対象の部位や診断の目的などに応じて必要とされる周波数のボケ画像信号だけを作成し周波数強調処理を行うので、画像処理の負担を軽減し、周波数強調処理の画像が透視画像のような動画である場合には、そのフレームレートを大幅に向上させることができる。また静止画像やフレームレートに余裕がある場合には、作成するボケ画像信号の種類を増やすことで画質の向上を図ることができる。
【００１２】
また作成したボケ画像信号をダイナミックレンジ圧縮処理にも利用することで、ダイナミックレンジ圧縮と周波数強調処理とを同時に行うことができ、少ない画像処理時間で画質の良好な画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｘ線撮像装置の全体概要を示す図
【図２】画像処理部の機能ブロック図
【図３】第一実施形態の画像処理部の動作を示すフロー
【図４】範囲総和テーブル（ＳＡＴ）の作成プロセスを説明する図
【図５】範囲総和テーブルの性質を説明する図
【図６】第二実施形態の画像処理部の機能ブロック図
【図７】第二実施形態の画像処理部の動作を示すフロー
【図８】第三実施形態の画像処理部の動作を示すフロー
【図９】第三実施形態（変形例）における表示画面例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をＸ線撮像装置に適用した実施形態を説明する。
本実施形態のＸ線撮像装置は、Ｘ線を照射するＸ線源と、Ｘ線源に対向して配置され、検査対象を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線検出器から出力されるＸ線信号を処理しＸ線画像を作成する画像処理部と、を備える。画像処理部は、Ｘ線信号を用いて、Ｘ線画像のうち特定周波数のＸ線画像を強調する周波数強調処理部を有し、前記周波数強調処理部は、前記Ｘ線信号を用いて、範囲総和テーブルを作成するテーブル作成部と、前記範囲総和テーブルを用いて、１ないし複数の周波数のボケ画像信号を作成するマスク作成部と、を備え、前記Ｘ線信号と前記ボケ画像信号とを用いて周波数強調を行う。
【００１５】
図１に本発明が適用されるＸ線撮像装置の一例の全体概要を示す。このＸ撮像装置は、被写体１００を載せる天板１０６と、被写体１００にＸ線を照射するＸ線源１０２と、被写体１００に対するＸ線照射領域を設定する絞り装置１０４と、Ｘ線源１０２に電力を供給する高電圧発生部１０８と、Ｘ線源１０２に対向する位置に配置され、被写体１００を透過したＸ線を検出するＸ線検出器１１０と、Ｘ線検出器１１０から出力されたＸ線信号に対して画像処理を行い、Ｘ線画像を出力する画像処理部１３０と、Ｘ線画像を表示する表示部１６０、上述した高電圧発生部１０８、画像処理部１３０及び表示部１６０の動作を制御する制御部１２０と、制御部１２０に対し操作者（検査者）が必要な指令を入力するための操作部１７０と、画像処理部１３０から出力されたＸ線画像を格納する画像格納部１８０とを備えている。
【００１６】
Ｘ線源１０２は、例えば、回転陽極Ｘ線管等のＸ線管とその支持装置からなり、高電圧発生器１０８から電力供給を受けてＸ線を発生させる。Ｘ線管に供給される管電流や管電圧は、操作者が操作部１７０を介して制御部１２０に指令を送り、高電圧発生部１０８を制御することによって調整することができる。Ｘ線源１０２は、特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタなどを有していてもよい。
【００１７】
絞り装置１０４は、Ｘ線源１０２から照射されるＸ線を遮蔽するＸ線遮蔽用鉛板を複数有し、複数の鉛板をそれぞれ移動することにより、開口位置や面積が変更し、被検体１００に対するＸ線照射領域を決定する。
【００１８】
Ｘ線検出器１１０は、Ｘ線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置された構造を有し、各検出素子に入射したＸ線量に応じたＸ線信号を出力する機器である。具体的には、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などが用いられる。被写体に対する一回のＸ線照射によってＸ線検出器１１０が出力するＸ線信号は、一枚のＸ線画像に相当し、二次元アレイの大きさで決まる画素数の元画像データである。透視用のＦＰＤの場合、例えば、サイズ１０２４×１０２４等の画像データとなる。
【００１９】
画像処理部１３０は、Ｘ線検出部１１０から出力されたＸ線信号を画像処理し、画像処理されたＸ線画像を出力する。画像処理部１３０が行う画像処理には、ガンマ変換、階調変換、画像の拡大・縮小などが含まれるが、本実施形態の画像処理部１３０は、これらの処理に加えて、ダイナミックレンジ圧縮や周波数強調処理を行う。画像処理を実現する画像処理部１３０の機能は後に詳述するが、ソフトウェアで実現することができる。その場合、Ｘ線検出部１１０から出力されたＸ線信号は図示しないＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換されて画像処理部１３０に入力される。なお画像処理部１３０の機能の一部をソフトウェアに代えて、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）などのアナログ回路で構成することも可能である。
【００２０】
画像格納部１８０は、画像処理部１３０から出力されたＸ線画像やＸ線画像に付帯する情報などを格納する。表示部１６０は、画像処理部１３０から出力されたＸ線画像を入力し、或いは画像格納部１８０からＸ線画像を読出し、表示するもので、ＣＲＴ、液晶ディスプレイなどの表示装置からなる。また表示部１６０がタッチパネル付き表示装置の場合には、操作部１７０の機能の一部或いは全部を備えることができる。
【００２１】
操作部１７０は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの１ないし複数の入力装置からなり、操作者による操作を受け付け、操作に応じた信号を制御部１２０に送る。
【００２２】
制御部１２０は、上述したＸ線撮像装置を構成する各部を制御するものであり、ＣＰＵとそれに付随する内部記憶装置などからなる。各部の制御には、具体的には、高電圧発生部１０８の制御、表示部１６０の制御などがあり、いずれもＣＰＵに搭載されるソフトウェアで実現することができる。
【００２３】
図２に画像処理部１３０及び制御部１２０をソフトウェアで構成した場合の構成例である機能ブロック図を示す。この構成例では、制御部１２０は、主制御部１２１、撮影制御部１２３、表示制御部１２５を有する。撮影制御部１２３は高電圧発生部１０８を制御する機能であり、撮影条件（管電流、管電圧）、撮影のタイミングなどを制御する。表示制御部１２５は表示部１６０における表示を制御する機能であり、画像処理部１３０を制御して、表示部１６０に表示させるためにＸ線画像のサイズ変換、ファイル形式変更などを行わせたり、Ｘ線画像に重畳して表示されるキャラクタやアノテーション画像などの表示制御、即ち表示位置や表示サイズなどの制御を行う。なおキャラクやアノテーション画像は、例えば、画像格納部１８０に予め格納されていてもよいし、画像格納部１８０にＸ線画像の付帯情報として格納された情報から作成することも可能である。
【００２４】
画像処理部１３０は、図２に示すように、Ｘ線検出器１１０から入力したＸ線信号を一時的に保存する記憶部１３１、入力したＸ線信号のうち特定周波数のＸ線信号を強調したＸ線信号を出力する周波数強調処理部１３３、周波数強調処理部１３３が用いるボケ画像信号を作成するマスク作成部１３５、及び、マスク作成部１３５がボケ画像信号を作成するための範囲総和テーブルを作成するテーブル作成部１３７を備える。画像処理部１３０は、さらに所定周波数成分のダイナミックレンジ圧縮を行うダイナミックレンジ圧縮処理部１３４、Ｘ線信号に対しガンマ補正を行うガンマ補正部１３２などを備えることができる。本実施形態の画像処理部１３０は、周波数強調処理部１３３が周波数強調処理を行うと同時にダイナミックレンジ圧縮処理を行う構成であり、ダイナミックレンジ圧縮処理部１３４は周波数強調処理部１３３の一部として記載されている。
【００２５】
周波数強調処理部１３３は、複数の周波数成分を含むＸ線信号の、所定の周波数成分を強調する処理を行う。どの周波数成分を強調するかは検査者が操作部１７０を介して設定することができ、また撮像対象である部位が決まるとそれによって自動的に設定することも可能である。
【００２６】
周波数強調処理は、具体的には、Ｘ線信号に含まれる周波数成分をＦｎとし、強調度をαｎとするとき、次の式（１）を用いた演算により周波数強調画像を作成する処理である。
周波数強調画像＝元画像＋Σαｎ×周波数成分Ｆｎ      （１）
式中、Ｆｎ及びαｎの「ｎ」は、１〜Ｎまでの整数で、Ｎは含まれる周波数成分の数である（以下、同じ）。また式（１）の周波数成分Ｆｎは、元画像（入力したＸ線信号）に所定の周波数のボケ画像信号を乗じることにより得られる。
【００２７】
ダイナミックレンジ圧縮処理部１３４は、検査部位に応じて所定の周波数領域のＸ線信号に対し補正係数をかけて、当該周波数領域についてコントラストを維持しながらダイナミックレンジ圧縮を行う。所定の周波数領域に応じた補正係数は、所定の周波数のボケ画像信号から算出される。具体的には、所定の周波数のボケ画像信号をＢＭとしたとき、補正係数ｆは例えば式（２）で表されるようなＢＭの関数ｆ（ＢＭ）である。
ｆ＝ａ×ＢＭ＋ｂ                    （２）
式（１）中、ａ，ｂはそれぞれマイナスの値を含みうる調整可能な定数である。
【００２８】
マスク作成部１３５は、ダイナミックレンジ圧縮処理に用いられるボケ画像信号や周波数強調処理部１３３が周波数成分を算出する際に用いるボケ画像信号を作成する。強調周波数は、画像処理部１３０が操作部（入力部）１７０を介して受け付けてもよいし、撮影対象の部位が決まると、それに応じて予め決められた強調周波数を選択するようにしてもよい。
【００２９】
ボケ画像信号は、ボケマスクとも呼ばれるもので、Ｘ線画像に対応する二次元画像データで表現した場合、画像データ内を小領域（マスク）に分割し、その小領域内の画素の単純平均値を小領域内の画素値とする単純平均フィルタである。小領域の縦横の画素数でマスクサイズが決まり、マスクサイズの大きさによって周波数成分が異なる。ボケ画像信号は、マスクサイズが小さいほど、より高周波成分を含みやすくなり、マスクサイズが大きいほど、より低周波数成分を含みやすくなる。またマスクサイズが大きいほど、その作成に要する時間がかかる。周波数強調処理部１３３において、設定可能な複数の周波数成分のすべてについてボケマスクを用意しておこうとすると、マスク作成の負担は非常に大きくなる。
【００３０】
マスク作成部１３５は、設定された周波数成分に応じて、テーブル作成部１３７が作成した範囲総和テーブル（ＳＡＴ：Ｓｕｍｍｅｄ  Ａｒｅａ  Ｔａｂｌｅ、以下ＳＡＴと記す）を用いて、その周波数に対応するボケ画像信号をオンデマンドで作成する。テーブル作成部１３７が作成するＳＡＴの構造については、以下説明する画像処理部の各実施形態において説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞
上記構成を踏まえて、Ｘ線撮像装置の画像処理部の処理手順の第一実施形態を説明する。図３に処理の流れを示す。
【００３２】
まず検査が開始されると、Ｘ線源１０２から照射され、被検体１００を透過したＸ線は、Ｘ線検出器１１０で検出されＸ線信号として出力される。画像処理部１３０は、このＸ線信号をＸ画像データとして入力する（Ｓ３０１）。
【００３３】
画像処理部１３０のテーブル作成部１３７は、入力されたＸ線画像データ（元画像データ）を用いてＳＡＴを作成する（Ｓ３０２）。ＳＡＴの作成手順を、図４を参照して説明する。ここでは説明を簡単にするために、１辺の画素数が８画素の画像をもとにＳＡＴ２００を作成する場合を示す。また元画像（入力Ｘ線信号）２１０の画素値を「１」として説明する。
【００３４】
まず元画像２１０の画素値を行方向（図では左から右に向かって）に順次加算し、加算した総和をその画素の値とする行方向総和テーブル２３０を得る。例えば、行方向総和テーブル２３０においては、左から２番目の画素の画素値は「１＋１＝２」、３番目の画素の画素値は「２＋１＝３」となり、最も右側の画素の画素値は、その行の画素値の合計（図４の例では「４」）となる。次に、こうして得られる行方向総和テーブル２３０に対し、列方向方向（図では上から下に向かって）に順次加算し、加算した総和をその画素の値とする列方向総和テーブル２５０を得る。例えば、列方向総和テーブル２５０においては、行方向総和テーブル２３０の左から２番目の列の画素値は、いずれも「２」であるので、上の画素から順に「２」、「２＋２＝４」、「２＋２＋２＝６」、・・・「２×８＝１６」となる。
【００３５】
このように画素毎に行方向の総和と列方向の総和を行った結果であるテーブル２５０がＳＡＴ２００となる。なお図４では、最初に行方向総和テーブルを作成し、次いで列方向総和テーブルを作成する場合を示したが、逆であってもよくその場合は、列方向総和テーブルに対し行方向の総和を行って作成したテーブルがＳＡＴ２００となる。
【００３６】
ＳＡＴ２００は、その性質上、図５に示すように所定のサイズの領域２０１（図では点線で囲ったグレーで示す領域）を切り取った場合、その領域の四隅に位置する４つ画素の画素値の平均値が、その領域２０１の画素全体の平均値と等しい。また所定の領域を４分割した領域Ａ〜Ｄのうち右下に位置する領域Ｄの画素値は、当該領域Ｄの画素値とそれの左上にある領域Ａの画素値との合計から、領域Ｄの上及び左に隣接する領域Ｂ、Ｃの画素値の合計を差し引いたものなる。これは領域のサイズの如何に関わらず成り立つＳＡＴの性質である。このＳＡＴ２００の性質を用いることで、任意のマスクサイズ（周波数で表現するとフィルタサイズ）のボケ画像信号を作成することができる。
【００３７】
具体的には、ボケ画像信号ＢＭは、ＳＡＴをＳｓａｔ、ボケ画像信号作成のためのフィルタサイズをＭとしたとき、次式（３）を用いて算出することができる。
【数３】
2017018417.tif 000003
【００３８】
マスク作成部１３５は、周波数帯域に応じて、式（３）のフィルタサイズＭを異ならせることで、任意の数のボケ画像信号を作成する（Ｓ３０３）。
【００３９】
ダイナミックレンジ圧縮部処理部１３４は、マスク作成部１３５が作成した所定のボケ画像信号を用いて、例えば前掲の式（１）を用いて、ダイナミックレンジ圧縮テーブル（補正係数）ｆを作成する（Ｓ３０４）。
【００４０】
周波数強調処理部１３３は、マスク作成部１３５が作成したボケ画像信号と、ダイナミックレンジ圧縮テーブルを用いて、周波数強調処理を行う（Ｓ３０５）。
【００４１】
ここで、マスク作成部１３５が作成する複数のボケ画像信号のフィルタサイズをＭ１、Ｍ２（Ｍ１＞Ｍ２）とした場合、そのボケ画像信号ＢＭ１（i,j）、ＢＭ２（i,j）から求められる周波数帯域はＢＭ１（i,j）−ＢＭ２（i,j）で求めることができる。従って、多重周波数帯域に分割するフィルタサイズをＭ１〜Ｍｎ、および各周波数帯域の強調係数をβ１〜βn-1、ダイナミックレンジ圧縮テーブル（補正係数）をｆとした場合、マルチ周波数処理およびダイナミックレンジ圧縮処理による出力画像Ｄ(i,j)は以下の式（４）で求めることができる。
【数４】
2017018417.tif 000004
【００４２】
このようにダイナミックレンジ圧縮処理及び周波数強調処理が施された画像データは、出力画像データとして画像処理部１３０から出力され、表示部１６０に表示される（Ｓ３０６）。
【００４３】
本実施形態によれば、多重解像度のボケ画像信号を作成することなく、ＳＡＴによりダイナミックレンジ圧縮とともに周波数強調処理を行うことができ、出力画像データ作成に係る演算コストを大幅に低減できる。また一度、ＳＡＴを作成してしまえば、任意の周波数帯域やフィルタサイズのボケ画像信号を作成することができるので、演算コストの増加を招くことなく、操作者が観察したい部位に応じて周波数強調の処理内容の変更することも可能である。
【００４４】
本実施形態は、単発で撮影するＸ線画像のみならず、１秒間で数フレームを処理する必要のある連続撮影画像や、所定のフレームレートで動画表示する透視撮像についても適用することができ、処理時間の短縮やフレームレートの向上を図ることができる。一例として、入力画像データのサイズが１０２４×１０２４程度の透視画像の場合、従来のフィルタリング処理では１画像の処理に３３ｍＳ程度を要し、３０ｓｐｓ（フレーム／秒）以上の画像表示フレームレートを実現することが困難であったが、本実施形態によれば同程度のサイズであれば３０ｓｐｓ〜６０ｓｐｓのフレームレートで透視画像表示を行うことができる。
【００４５】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、周波数処理部が、検査中の部位によって分割する周波数帯域数を可変とする点が特徴である。即ち周波数処理部のマスク作成部は、部位に応じた周波数のボケ画像信号を作成する。部位に応じた周波数のボケ画像信号は、例えば、予め決められた検査対象の部位と強調周波数との関係を参照して決定できる。部位と周波数との関係は、例えば参照テーブルとして格納してもよいし、Ｘ線撮影の部位コードごとに予め周波数帯域数を決めておいてもよい。また操作者が撮影部位に応じて分割する周波数帯域数を指定することも可能である。
【００４６】
部位コードとは、胸部、頭部、腹部、脚部等の撮影部位を示すコードで、一般にＸ線撮像装置では、部位コードに応じて、各部位に適した撮影条件や撮影モードが選択される。ボケ画像信号の周波数帯域或いは参照テーブルは、例えば、このような部位コードに付属する情報として格納しておくことができる。このような情報を格納する記憶装置は、図２に示す画像格納部１８０でもよいし、それ以外の外部装置を含む記憶装置でもよい。
【００４７】
本実施形態の画像処理部１３０の構成例を、図６に示す。図６において、図２に示す機能ブロック図と共通する要素は同一の符号で示し、重複する説明は省略する。本実施形態の画像処理部１３０は、入力されるＸ線信号（元画像）を一時的に格納する記憶部１３１、Ｘ線信号に周波数強調処理を行うとともにダイナミックレンジ圧縮処理を行う周波数強調処理部１３３及びダイナミックレンジ圧縮処理部１３４、ボケ画像信号を作成するマスク作成部１３５、ＳＡＴを作成するテーブル作成部１３７、及び、元画像の部位を判定する部位判定部１３９を備える。マスク作成部１３５は、部位判定部１３９が判定した部位に応じて、作成するボケ画像信号の数（周波数帯域の数）を異ならせる。
【００４８】
以下、図７を参照して、本実施形態の画像処理部の処理手順を説明する。
【００４９】
撮像開始後、画像処理部１３０はＸ線検出器１１０からＸ線画像データを入力する（Ｓ４０１）。テーブル作成部１３７は、Ｘ線画像データを用いてＳＡＴを作成し、記憶部１３３に格納する（Ｓ４０２）。一方、部位判定部１３９は、Ｘ線画像データに付帯情報として部位コードが追加されている場合には、その部位コードを読み取る。或いは撮影に際し操作部１７０を介して部位コードが入力された場合には、その情報を制御部１２０から受け取る。
【００５０】
マスク作成部１３５は、部位判定部１３９が判定した部位に応じて、分割する周波数帯域の数を変化させる（Ｓ４０３）。具体的には、例えば基本となる周波数帯域がデフォルトで設定されており、通常はその基本の周波数帯域のボケ画像信号とダイナミックレンジ圧縮に用いられるボケ画像信号とが作成されるが（Ｓ４０４）、細かな構造物が含まれる部位を示す部位コードの場合には、分割する周波数帯域において高周波数帯域を細かく指定する（Ｓ４０５）。また大まかな構造の変化がわかればよい部位については、周波数強調処理に用いるボケ画像信号の周波数帯域数を減らす（Ｓ４０６）。
【００５１】
マスク作成部１３５は、式（３）に従い、設定された周波数帯域のボケ画像信号を作成する。その後、周波数強調処理部１３３は、マスク作成部１３５が作成したボケ画像信号を用いて、式（４）に従い、出力画像信号を作成し、出力すること（Ｓ４０７）、画像を表示すること（Ｓ４０８）は第一実施形態と同様である。
【００５２】
なお上記説明では、部位判定部１３９が部位コードを判定して周波数強調処理の内容を変更する場合を説明したが、操作者が操作部１７０を介して、視認したい部位の構造に応じて所望の周波数帯域を細かく指定することも可能である。その場合は、部位判定部１３９は操作部１７０からの指定を受け付け、それに応じてマスク作成部１３５の処理内容を変更する。
【００５３】
一般に検査を行う部位によって、Ｘ線画像又は透視画像において求められる画質は異なるが、本実施形態によれば、部位に応じて強調度合いを変更できるので、求める画質の画像を表示することができる。
【００５４】
＜第三実施形態＞
本実施形態の画像処理部は、撮影から画像表示までのリアルタイム性、透視画像であればフレームレートと、表示される画像の画質との優先性を選択できるようにしたことが特徴である。即ち本実施形態の画像処理部は、透視画像のフレームレート及び／又は透視画像の画素数に応じて、周波数帯域数を調整する。
【００５５】
本実施形態も、撮影画像と透視画像の両方に適用することが可能であるが、以下、透視を例に、図８を参照して本実施形態の画像処理部の動作を説明する。なお本実施形態の画像処理部の構成は、処理時間算出・判定機能を備えていること以外は、図２又は図６に示す機能ブロック図とほぼ同様であるので、以下の説明では適宜これらの図に示す要素を用いて説明する。
【００５６】
まず画像処理部１３０は、撮像が開始され、Ｘ線画像データを入力すると（Ｓ５０１）、図３に示す手順Ｓ３０２〜Ｓ３０５を実行し、ＳＡＴ加算処理による周波数強調処理及びダイナミックレンジ圧縮処理を行う（Ｓ５０２）。この時の周波数強調処理は、デフォルトとして設定されている基準の周波数帯域及び帯域数のボケ画像信号を用いた処理でもよいし、第二実施形態で行ったように、部位に応じて設定された周波数強調処理でもよい。
【００５７】
画像処理部１３０は、一画像の処理に要した時間（処理時間）をカウントし（処理時間算出機能）、それが許容範囲か否かを判断する（判定機能）（Ｓ５０３）。一画像の処理時間は、主として、ＳＡＴ作成とそれを用いたボケ画像作成に要する時間である。また許容範囲は、透視画像のフレームレートが設定されている場合には、フレーム間隔である。
【００５８】
処理時間が許容範囲内の場合には、そのままの周波数強調処理内容及びフレームレートで透視が継続され、透視画像が表示部１６０に動画表示される（Ｓ５０７）。
【００５９】
一方、処理時間が許容範囲を超える場合には、操作部１７０を介して設定されたフレームレートと画質との優先性の情報に従い、処理を行う（Ｓ５０４）。優先性の設定は、例えば、図９に示すような撮像条件等を設定する表示部１６０の画面９００において、「画質」または「リアルタイム」のいずれかを選択することにより、操作者が設定することができる。
【００６０】
ここで「画質優先」が設定されている場合には、制御部１２０はＸ線源（高電圧発生部１０８）を制御してＸ線照射レートを低減し、時間当たりの撮影画像数を低減する（Ｓ５０５）。即ち、画像処理部１３０における処理内容は変更せずに、フレームレートを落として、表示部１６０における透視画像を表示する（Ｓ５０７）。「画質優先」が設定されていない場合、或いは「リアルタイム優先」が設定されている場合には、周波数強調処理における周波数帯域を減少させる（Ｓ５０６）。これにより表示部１６０に表示される透視画像のフレームレートが維持される（Ｓ５０７）。
【００６１】
なお優先性については、リアルタイム性か画質かの二者択一ではなく、それぞれに段階を設けて、それぞれの段階に応じて、Ｘ線照射レート或いは周波数帯域数を調整することも可能である。
【００６２】
例えば、画質優先度Ｉの場合には、周波数帯域数を変化させることなくＸ線照射レートの低減を行い、それより画質を高くした画質優先度ＩＩの場合には、周波数帯域を増加とＸ線照射レートの低減をともに行う。またリアルタイム優先度Ｉの場合には、フレームレートを変化させることなく周波数帯域を低減し、それより優先度の高いリアルタイム優先度ＩＩの場合には、フレームレートの上昇と周波数帯域の低減をともに行う。
【００６３】
本実施形態によれば、撮影像に比べて表示のリアルタイム性が求められるX線透視において、例えば検査中にカテーテルを操作している場合など、透視像の表示が遅れることで、操作者の意図している停止位置を通過してしまい、体内の構造物を破壊してしまう可能性があるような場合、帯域数を減らすことで画像処理遅延による時遅れを回避し、レートを維持し、表示のリアルタイム性を担保することが可能となる。
【００６４】
また画質を優先する場合は、帯域数を保持して、透視レートを減らしても良い。操作者による優先度の設定は、撮像開始前に行ってもよいし、撮像中であっても行うことができる。
【００６５】
＜変形例その１＞
第三実施形態では、実際に撮像した画像についてその処理時間を算出し、許容範囲か否かを判断したが、処理時間は実際に撮像する画像の画像サイズがわかればシミュレーションで算出することも可能である。その場合には、フレームレート等の基準の設定に対し、画像とリアルタイム性との優先性を考慮した上で、撮像条件或いは画像処理条件を設定し、撮像を開始することが可能である。
【００６６】
＜変形例その２＞
第三実施形態では、初期条件としてフレームレート及び周波数強調処理の条件が設定されているという前提で、操作者による画質かリアルタイム性かの優先性を考慮して、撮像条件或いは画像処理条件を変更したが、本変形例では、操作者が例えば図９の画面９００において任意のフレームレートを設定し、設定されたフレームレートで決まる一枚の画像の処理時間から、周波数帯域数を決定する。
【００６７】
フレームレートと処理時間とは逆数の関係にあるので、フレームレートが決まれば、そのフレームレート条件で許容される処理時間が算出される。一方、処理時間は、概ね［ＳＡＴ作成時間＋ボケ画像信号作成時間］であり、［ボケ画像信号作成時間］は周波数帯域数（作成するボケ画像信号の数）に比例する。従って［ＳＡＴ作成時間］と［１枚のボケ画像信号作成時間］とがわかっていれば、周波数帯域数を算出することができる。
【００６８】
本変形例によれば、操作者が任意のフレームレートを設定することにより、そのフレームレートの範囲内で最も画質のよい画像を取得することが可能となる。
【００６９】
以上、本発明をＸ線撮像装置に適用した実施形態を説明したが、本発明は画像処理部がボケ画像信号作成のためのＳＡＴを作成し、ＳＡＴを用いて周波数強調処理を行うことが特徴であり、Ｘ線撮像装置以外の医用撮像装置や医用画像処理装置に適用することができる。従って、本発明の構成は各実施形態や図面に示す実施形態に限定されることなく、一部の要素を省いたものや図面に示されていない要素を追加したものも本発明に包含される。また画像処理の機能を実現する手段は、ソフト或いはハード面で種々の変更が可能である。さらに上述した各実施形態や変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１０２・・・Ｘ線源、１０４・・・絞り装置、１０６・・・天板、１０８・・・高電圧発生部、１１０・・・Ｘ線検出器、１２０・・・制御部、１２１・・・撮影制御部、１２３・・・表示制御部、１３０・・・画像処理部、１３１・・・記憶部、１３３・・・周波数強調処理部、１３４・・・ダイナミックレンジ処理部、１３５・・・マスク作成部、１３７・・・テーブル作成部、１６０・・・表示部、１７０・・・操作部（入力部）、１８０・・・画像格納部、２００・・・範囲総和テーブル（ＳＡＴ）。
【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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