(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを処理する領域抽出装置であって、
前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、
前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の値から、Ｘ線の透過率の高い領域、又は低い領域として、前記一軸と直行する軸上の座標を選択する第三の手段と、
を備えることを特徴とする領域抽出装置。
【請求項２】
前記被写体領域抽出手段は、す抜け領域及びす抜け領域と一定距離内にある領域に基づき前記被写体の領域を抽出することを特徴とする請求項１に記載の領域抽出装置。
【請求項３】
前記一軸は、画像データのＹ軸又はＸ軸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の領域抽出装置。
【請求項４】
放射線を発生する放射線発生手段と、
被写体を透過した前記放射線を前記画像データとして取得するための２次元Ｘ線センサと、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の領域抽出装置。
【請求項５】
被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを画像処理する画像処理装置であって、
前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、
前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の最大値に基づき、階調変換曲線を作成し、前記階調変換曲線に従い前記画像データを階調変換処理する階調変換手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
複数の機器が互いに通信可能に接続されてなる画像処理システムであって、
前記複数の機器のうち少なくとも１つの機器は、請求項５に記載の画像処理装置の機能を有することを特徴とする画像処理システム。
【請求項７】
被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを処理する領域抽出装置における領域抽出方法であって、
前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出工程と、
前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の工程と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の工程と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の値から、Ｘ線の透過率の高い領域、又は低い領域として、前記一軸と直行する軸上の座標を選択する第三の工程と、
を備えることを特徴とする領域抽出方法。
【請求項８】
被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを画像処理する画像処理装置における画像処理方法であって、
前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出工程と、
前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の工程と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の工程と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の最大値に基づき、階調変換曲線を作成し、前記階調変換曲線に従い前記画像データを階調変換処理する階調変換工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
写体に放射線を照射することにより得られた画像データを処理する領域抽出装置に関するコンピュータを、
前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、
前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の値から、Ｘ線の透過率の高い領域、又は低い領域として、前記一軸と直行する軸上の座標を選択する第三の手段と、
して機能させることを特徴とするプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１０】
被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを画像処理する画像処理装置に関するコンピュータを、
前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、
前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、
前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の最大値に基づき、階調変換曲線を作成し、前記階調変換曲線に従い前記画像データを階調変換処理する階調変換手段と、
して機能させることを特徴とするプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、撮影画像から抽出した特徴量を用いて、当該撮影画像に対して階調変換処理を施す画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及びそれを実施するための処理ステップをコンピュータが読出可能に格納した記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えば、撮像センサを有するカメラ等の撮影装置により、被写体をＸ線撮影して得られたＸ線画像を、モニタ画面上に表示出力したり、Ｘ線診断用フィルム上に出力する場合、Ｘ線画像に対して階調変換処理を施すことで、Ｘ線画像を観察しやすい濃度値に変換するのが一般的である。
【０００３】
具体的には、頚椎部のＸ線撮影により得られたＸ線画像をＸ線診断用フィルム上に出力する場合、Ｘ線画像全体のヒストグラムを作成し、そのヒストグラムの一定部分（例えば、下部５％点等）の濃度値（ピクセル値）を特徴量として抽出し、その特徴量（濃度値）がＸ線診断用フィルム上で一定濃度値（例えば、１．０程度）となるような、Ｘ線画像に対する階調変換を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の階調変換処理では、Ｘ線画像において、ある領域の濃度値（ヒストグラムの下部５％点の濃度値等）が、Ｘ線診断用フィルム上での一定濃度値となるような変換を行なっているにすぎず、特徴量としての濃度値を抽出する領域によっては、Ｘ線画像全体のＸ線診断用フィルム上での濃度値がばらつくことがあった。
【０００５】
例えば、Ｘ線画像は、肺、骨、皮膚等の異なる組織部分の領域からなり、それぞれのＸ線透過率は異なっている。このため、階調変換に用いる特徴量（濃度値）を抽出する領域が、実際に観察したい領域（骨や肺等の注目領域）以外の領域であった場合、注目領域を観察しやすいようにするための階調変換に用いる特徴量として適切でない特徴量が得られることになる。このような特徴量を用いて階調変換を行なうと、Ｘ線画像全体に濃度値のばらつきが生じ、注目領域の濃度値が観察に適切な濃度値に変換されない場合がある。これは、診断効率の低下や誤診断等の問題につながる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の欠点を除去するために成されたもので、入力画像に対して適切な階調変換が行なえるように構成することで、良好な階調変換後の画像を提供できる、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及びそれを実施するための処理ステップをコンピュータが読出可能に格納した記憶媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的化において、本発明は、被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを処理する領域抽出装置であって、前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の値から、Ｘ線の透過率の高い領域、又は低い領域として、前記一軸と直行する軸上の座標を選択する第三の手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを画像処理する画像処理装置であって、前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の最大値に基づき、階調変換曲線を作成し、前記階調変換曲線に従い前記画像データを階調変換処理する階調変換手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、複数の機器が互いに通信可能に接続されてなる画像処理システムであって、前記複数の機器のうち少なくとも１つの機器は、請求項５に記載の画像処理装置の機能を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを処理する領域抽出装置における領域抽出方法であって、前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出工程と、前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の工程と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の工程と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の値から、Ｘ線の透過率の高い領域、又は低い領域として、前記一軸と直行する軸上の座標を選択する第三の工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを画像処理する画像処理装置における画像処理方法であって、前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出工程と、前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の工程と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の工程と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の最大値に基づき、階調変換曲線を作成し、前記階調変換曲線に従い前記画像データを階調変換処理する階調変換工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、写体に放射線を照射することにより得られた画像データを処理する領域抽出装置に関するコンピュータを、前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の値から、Ｘ線の透過率の高い領域、又は低い領域として、前記一軸と直行する軸上の座標を選択する第三の手段と、して機能させることを特徴とするプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
【００１３】
また、本発明は、被写体に放射線を照射することにより得られた画像データを画像処理する画像処理装置に関するコンピュータを、前記画像データから前記被写体の領域を抽出する被写体領域抽出手段と、前記領域内の画素の値を一軸方向に加算して得た加算値を、前記加算値を得るためにその値を加算した画素の数で除算することで、前記一軸上の平均画素値を求める第一の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに平均画素値を算出する第二の手段と、前記一軸と直行する軸上の座標ごとに算出した平均画素値の最大値に基づき、階調変換曲線を作成し、前記階調変換曲線に従い前記画像データを階調変換処理する階調変換手段と、して機能させることを特徴とするプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
本発明は、例えば、図１に示すようなＸ線撮影装置１００に適用される。
本実施の形態におけるＸ線撮影装置１００は、階調変換処理を含む画像処理機能を有する装置であり、上記図１に示すように、データ収集回路１０５、前処理回路１０６、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、及び画像処理回路１１１を備えており、これらの各構成部は、ＣＰＵバス１０７を介して互いにデータ授受するようになされている。
また、Ｘ線撮影装置１００は、ＣＰＵバス１０７及び前処理回路１０６に接続されたデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５に接続された２次元Ｘ線センサ１０４及びＸ線発生回路１０１とを備えている。
【００３９】
ＣＰＵ１０８は、本装置全体の動作制御を司るものであり、このための処理プログラムや種々のデータ等はメインメモリ１０９に予め格納されている。したがって、ＣＰＵ１０８は、メインメモリ１０９から処理プログラムを読み出して実行し、また、メインメモリ１０９内の各種データを用いる等をして、本装置全体の動作制御を実施する。また、ＣＰＵ１０８は、操作パネル１１０での操作に従って動作するように、本装置全体の動作を制御する。
【００４０】
メインメモリ１０９は、上述したようにＣＰＵ１０８による本装置全体の動作制御に必要な処理プログラムや種々のデータ等が記憶されるものであると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリをも含む。
また、メインメモリ１０９には、前処理回路１０６での後述する前処理後のＸ線画像信号が記憶される。
【００４１】
Ｘ線発生回路１０１は、ＣＰＵ１０８からの指示に従って、Ｘ線ビーム１０２を被写体１０３に対して放射する。
２次元Ｘ線センサ１０４は、被写体１０３を透過したＸ線ビーム１０２を受光して、被写体１０３のＸ線画像情報を出力する。
【００４２】
データ収集回路１０５は、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像情報を収集して、そのＸ線画像情報を電気的な信号に変換する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５にて得られた電気信号（Ｘ線画像信号）に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。
【００４３】
画像処理回路１１１は、前処理回路１０６での前処理後のＸ線画像信号（以下、「原画像」又は「入力画像」と言う）に対して、特に、階調変換処理を施すものであり、原画像からす抜け領域（Ｘ線が直接あたっている領域）及び当該す抜け領域と一定幅で接する体領域（以下と、これらの領域をまとめて「す抜け領域」とも言う）を抽出するす抜け抽出回路１１１ａと、す抜け抽出回路１１１ａにて抽出されたす抜け領域を除く原画像の領域（被写体領域）の水平軸方向（ｘ軸方向）の平均画素値を垂直軸（ｙ軸）の各点について取得する平均値作成回路１１１ｂと、平均値作成回路１１１ｂにて得られた平均画素値の所定値（最大値や最小値等）の座標を抽出する位置抽出回路１１１ｃと、位置抽出回路１１１ｃにて抽出された座標に対応する画素値に基づき原画像に対して階調変換を施す階調変換回路１１１ｆとを含む。
【００４４】
尚、本実施の形態では、上記図１に示す解析回路１１１ｄ及び特徴抽出回路１１ｅは必須の構成ではない。これらの解析回路１１１ｄ及び特徴抽出回路１１ｅを設けた構成については、後述する第２の実施の形態において説明する。
【００４５】
図２は、本実施の形態におけるＸ線撮影装置１００の動作を示したフローチャートである。
このフローチャートに従った処理プログラムは、予めメインメモリ１０９に格納されており、ＣＰＵ１０８から読みだ出され実行されることで、Ｘ線撮影装置１００は次のように動作する。
【００４６】
ステップＳ２００：
先ず、Ｘ線発生回路１０１は、被写体（被検査体）１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。
Ｘ線発生回路１０１から放射されたＸ線ビーム１０２は、被検査体１０３を減衰しながら透過して、２次元Ｘ線センサ１０４に到達し、この２次元Ｘ線センサ１０４によりＸ線画像として出力される。２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像は、例えば、医療用画像であり、ここでは、図３（ａ）に示すような頚椎画像とする。
データ収集回路１０５は、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されたＸ線画像を電気信号に変換して前処理回路１０６へ供給する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの電気信号（Ｘ線画像信号）に対して、オフセット補正処理やゲイン補正処理等の前処理を行う。
この前処理回路１０６での前処理後のＸ線画像信号は、ＣＰＵ１０８の制御によりＣＰＵバス１０７を介して、原画像としてメインメモリ１０９へと転送される。
画像処理回路１１１は、メインメモリ１０９内の原画像に対して、次のようなステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理を実行する。
【００４７】
ステップＳ２０１：
先ず、す抜け抽出回路１１１ａは、メインメモリ１０９内の原画像（以下、「入力画像」とも言う）を取得し、その入力画像全体の画素値のうち最大値（最大画素値）を算出する。そして、す抜け抽出回路１１１ａは、その最大画素値に基づいた閾値Ｔｈ１を決定する。ここでは、閾値Ｔｈ１を、例えば、最大画素値の９０％の値とする。
【００４８】
ステップＳ２０２：
次に、す抜け抽出回路１１１ａは、
【００４９】
【数１】
0004046908.tif 000002
【００５０】
なる式（１）により、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）から、す抜け領域及び当該す抜け領域と一定間隔内で接する体領域（す抜け領域）を削除した後の画像ｆ１（ｘ，ｙ）を求める。ここでの”削除”とは、当該す抜け領域内の画素値を所定画素値（例えば、”０”画素値）に置換することを意味する。
式（１）において、”ｓｇｎ（ｘ，ｙ）”は、
【００５１】
【数２】
0004046908.tif 000003
【００５２】
なる式（２）で表される。また、”ｄ１”及び”ｄ２”は、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）からす抜け領域と一定間隔内で接する体領域を削除する際の当該一定間隔の幅を決定するための定数を示し、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）の大きさ等に基づき設定される。
このように、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）から、す抜け領域と共に、当該す抜け領域と一定間隔内で接する体領域を削除する（一定画素値に置換する）のは、す抜け領域からのＸ線の散乱により画像が乱れることによる、良好な特徴量抽出の妨げになる可能性があるためである。
【００５３】
ステップＳ２０３：
次に、平均値作成（平均値抽出）回路１１１ｂは、す抜け抽出回路１１１ａでのステップＳ２０２の処理実行により得られた画像ｆ１（ｘ，ｙ）において、画素値が”０”画素値に置き換えられなかった領域、すなわち被写体領域におけるｙ軸座標の各点についてのｘ軸方向の平均画素値ｆ（ｙ）を、
【００５４】
【数３】
0004046908.tif 000004
【００５５】
なる式（３）及び（４）により求める。
例えば、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）が上記図３（ａ）に示したような頚椎画像である場合、この入力画像ｆ（ｘ，ｙ）からす抜け領域を削除した後の画像ｆ１（ｘ，ｙ）に対する平均画素値ｆ（ｙ）は、同図（ｂ）に示すようになる。上記図３（ｂ）において、縦軸はｙ座標を示し、横軸はｙ軸座標の各点における平均画素値を示す。
【００５６】
ステップＳ２０４：
次に、位置抽出回路１１１ｃは、平均値作成回路１１１ｂにて得られた平均画素値ｆ（ｙ）の所定値に対応する座標Ｙ１を抽出する。ここでは、上記図３（ｂ）に示すように、平均画素値ｆ（ｙ）の最大値の座標を座標Ｙ１として抽出する。この座標Ｙ１は、例えば、Ｘ線の透過がよい程、画素値が高くなるものとした場合、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）におけるＸ線の透過率がよい部分（首部分）の領域を示し、座標Ｙ１に対応する画素値（最大値ｆ（Ｙ１））は、当該領域の特徴量を示す。すなわち、観察したい領域（注目領域）が、Ｘ線の透過率がよい部分である首部分である場合には、ｙ軸座標の各点における平均画素値ｆ（ｙ）の最大値の座標Ｙ１を抽出し、その座標Ｙ１の画素値（最大値ｆ（Ｙ１））を特徴量として用いればよい。
【００５７】
ステップＳ２０５：
次に、階調変換回路１１１ｆは、位置抽出回路１１１ｃにより得られた座標Ｙ１に対応する画素値（ここでは、平均画素値ｆ（ｙ）の最大値ｆ（Ｙ１））に基づいて、予め設定された階調変換条件に従った階調変換を、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）に対して行う。
ここでの階調変換条件としては、図４に示すような階調変換曲線に従い、最大値ｆ（Ｙ１）が濃度値１．６になるような条件としている。上記図４において、横軸は入力画像ｆ（ｘ，ｙ）の画素値（入力濃度値）を示し、縦軸は階調変換後の画素値（出力濃度値）を示す。
【００５８】
ステップＳ２０６：
上述のような階調変換処理後の入力画像は、ＣＰＵ１０８の制御により、例えば、モニタ（図示せず）上に表示出力されたり、Ｘ線診断用フィルム（図示せず）上へ出力されたりする。
【００５９】
上述のような本実施の形態によれば、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）において、Ｘ線の透過のよい領域、及びＸ線の透過の悪い領域の情報として、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）からす抜け領域を除いた被写体領域のｙ軸の各点についてのｘ軸方向の平均画素値ｆ（ｙ）が求められる。この平均画素値ｆ（ｙ）から、例えば、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）（上記図３（ａ）に示したような頚椎画像）におけるＸ線の透過のよい部分（例えば、首部分）、及びＸ線の透過の悪い部分（例えば、頭や肩部）の各部を簡単に分離することができる。すなわち、平均画素値ｆ（ｙ）により、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）から観察したい領域（例えば、首部等の注目領域）を簡単に抽出することができる。
本実施の形態ではその一例として、観察したい領域（注目領域）を、Ｘ線の透過率がよい部分である首部とし、平均画素値ｆ（ｙ）の最大値の座標Ｙ１を抽出した。
【００６０】
また、平均画素値ｆ（ｙ）の値は、首、頭、肩部等の各組織部の領域を代表する値、例えば、首部を注目領域とした場合には当該注目領域の平均画素値であるため、その値を特徴量として用いて、階調変換条件を設定することにより、注目領域の濃度を安定して良好に変換することができる。
本実施の形態ではその一例として、観察したい領域（注目領域）を、Ｘ線の透過率がよい部分である首部とし、平均画素値ｆ（ｙ）の最大値の座標Ｙ１を抽出し、その座標Ｙ１の画素値（最大値ｆ（Ｙ１））を特徴量として用い、その特徴量が濃度値１．６になるような階調変換を行なうようにした。
【００６１】
また、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）からす抜け領域を削除した後の画像ｆ１（ｘ，ｙ）の被写体領域におけるｙ軸座標の各点についてのｘ軸方向の平均画素値ｆ（ｙ）を求める構成としているので、被写体の平行移動や回転移動等に対しても、平均画素値ｆ（ｙ）の所定値（最大値や最小値等）を示す座標が不変であることにより、注目領域の座標を安定して抽出することができる。
【００６２】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、上述した第１の実施の形態におけるＸ線撮影装置１００において、位置抽出回路１１１ｃにて抽出された座標に基づき特徴量を抽出する領域範囲の解析を行う解析回路１１１ｄと、解析回路１１１ｄでの解析により得られた領域から特徴量を取得する特徴抽出回路１１１ｅとを更に備える構成とする。このため、階調変換回路１１１ｆは、特徴抽出回路１１１ｅにて得られた特徴量に基づき原画像に対して階調変換を施すことになる。
【００６３】
図５は、本実施の形態におけるＸ線撮影装置１００の動作を示したフローチャートである。
このフローチャートに従った処理プログラムは、予めメインメモリ１０９に格納されており、ＣＰＵ１０８から読みだ出され実行されることで、Ｘ線撮影装置１００は次のように動作する。
【００６４】
尚、上記図５のフローチャートにおいて、上記図２のフローチャートと同様に処理実行するステップには同じステップ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
ステップＳ２００：
先ず、上述したようにしてＸ線撮影が開始され、２次元Ｘ線センサ１０４では、例えば、図６（ａ）に示すようなＸ線画像が得られる。このＸ線画像は、胸椎の側面からの撮影により得られたものである。このようなＸ線画像は、データ収集回路１０５及び前処理回路１０６を介して、原画像としてメインメモリ１０９へと転送される。
画像処理回路１１１は、メインメモリ１０９内の原画像に対して、次のようなステップＳ２０１〜Ｓ２０４、及びステップＳ５０５〜Ｓ５０８の処理を実行する。
【００６６】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０４：
上述したように、先ず、す抜け抽出回路１１１ａは、メインメモリ１０９内の原画像（入力画像）全体の画素値のうち最大値（最大画素値）を算出し、その最大画素値に基づいた閾値Ｔｈ１（最大画素値の９０％の値等）を決定する（ステップＳ２０１）。次に、す抜け抽出回路１１１ａは、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）から、す抜け領域及び当該す抜け領域と一定間隔内で接する体領域（す抜け領域）を削除した後の画像ｆ１（ｘ，ｙ）を求める（ステップＳ２０２）。次に、平均値作成回路１１１ｂは、す抜け抽出回路１１１ａでのステップＳ２０２の処理実行により得られた画像ｆ１（ｘ，ｙ）の被写体領域におけるｙ軸座標の各点についてのｘ軸方向の平均画素値ｆ（ｙ）を求める。この結果、上記図６（ｂ）に示すような平均画素値ｆ（ｙ）が得られる。次に、位置抽出回路１１１ｃは、平均値作成回路１１１ｂにて得られた平均画素値ｆ（ｙ）の所定値（ここでは、最大値）に対応する座標Ｙ１、すなわち注目領域の座標Ｙ１を抽出する。
【００６７】
ステップＳ５０５：
次に、解析回路１１１ｄは、位置抽出回路１１１ｃにて抽出された注目領域の座標Ｙ１に従って、上記図６（ｃ）に示すようなプロファイルを作成する。
具体的には、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）において、位置抽出回路１１１ｃにて抽出された座標Ｙ１をｘ軸方向に横切るプロファイルｆ２（ｘ）＝ｆ（ｘ，Ｙ１）を作成する。
【００６８】
ステップＳ５０６：
次に、解析回路１１１ｄは、ステップＳ５０５にて作成したプロファイルｆ２（ｘ）を解析して、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）の特徴量を得るための座標Ｘ１を取得する。
ここでの座標Ｘ１としては、上記図６（ｃ）に示すように、プロファイルｆ２（ｘ）の凹部の最低値を示す座標とする。この場合、上記図６（ａ）に示す入力画像ｆ（ｘ，ｙ）（胸椎の画像）において、Ｘ線の透過率が低く、画素値が低い骨領域ａ（肋骨の付け根となる脊柱領域）のｘ軸方向の座標が得られる。
【００６９】
尚、ステップＳ５０６において、特徴量を得るための座標Ｘ１としては、プロファイルｆ２（ｘ）の凸部の最大値を示す座標を求めるようにしてもよい。この場合、肺領域等のＸ線の透過率のよい領域（上記図６（ａ）に示す領域ｂ）のｘ軸方向の座標が得られることになる。
また、座標Ｘ１を求めるためのプロファイルｆ２（ｘ）の凹凸部は、当該プロファイル上の３点の高低関係から判定すればよい。
なお、プロファイルｆ２（ｘ）の代わりに、Ｙ軸方向の平均画素値を用いてもよい。
【００７０】
ステップＳ５０７：
次に、特徴抽出（特徴量抽出）回路１１１ｅは、解析回路１１１ｄにおいて、ステップＳ５０５の処理実行によりにて得られた座標Ｙ１と、ステップＳ５０６の処理実行によりにて得られた座標Ｘ１とで決まる領域、例えば、（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする所定幅を有する四方の領域を抽出する。この結果得られた領域が、上記図６（ａ）に示す領域ａ（又は領域ｂ）である。
次に、特徴抽出回路１１１ｅは、領域ａ（又は領域ｂ）内の画素値の最大値、最小値、平均値等の統計量を特徴量として算出する（ｓ５０７）。
【００７１】
ステップＳ５０８：
次に、階調変換回路１１１ｆは、特徴抽出回路１１１ｅにより得られた特徴量（例えば、領域ａの平均画素値）を、所定の濃度値（濃度値１．２等）に変換するような階調変換を、入力画像ｆ（ｘ，ｙ）に対して行う。
【００７２】
ステップＳ２０６：
上述のような階調変換処理後の入力画像は、ＣＰＵ１０８の制御により、例えば、モニタ（図示せず）上に表示出力されたり、Ｘ線診断用フィルム（図示せず）上へ出力されたりする。
【００７３】
上述のように、本実施の形態では、第１の実施の形態による構成（す抜け抽出回路１１１ａ、平均値作成回路１１１ｂ、及び位置抽出回路１１１ｃ）により得られた注目領域の座標に対して、さらに解析を行うことにより、より細部の注目領域（骨、肺、皮膚領域等）を確実に抽出することができる。このため、入力画像に肺、骨、皮膚等の異なる種類の組織が細かく存在する場合でも、注目領域として、それぞれの領域を確実に抽出することができる。したがって、このような注目領域から取得した特徴量に基づいて、入力画像に対して階調変換を行なうことにより、骨、肺、皮膚等、注目領域を細部領域に限定しても、良好に当該領域を観察することができる。
【００７４】
（本発明の第１及び第２の実施の形態による効果のまとめ）
【００７５】
（１）入力画像（Ｘ線画像）から所定領域（す抜け領域及びす抜け領域と一定間隔で接する領域以外の領域、すなわち被写体領域）を抽出する領域抽出手段（１１１ａ）と、領域抽出手段（１１１ａ）により得られた所定領域の第１方向（ｙ軸方向）の各座標点についての第２方向（ｘ軸方向）の平均画素値を求める平均値作成手段（１１１ｂ）と、平均値作成手段（１１１ｂ）により得られた平均画素値のうちの所定値（最大値等）を有する平均画素値の座標（注目領域の座標）及び平均画素値を取得する位置抽出手段（１１１ｃ）とを備える構成とした場合、被写体領域のｙ軸方向の各座標点についてのｘ軸方向の平均画素値は、Ｘ線の透過のよい領域と、Ｘ線の透過の悪い領域を示している（ここでは、Ｘ線の透過のよい領域の画素値が高くなるとしている）。このような平均画素値から、例えば、頚椎画像において、Ｘ線の透過のよい部分（首部分等）と、Ｘ線の透過の悪い部分（頭や肩部等）とを分離できるので、首領域等の注目領域を確実に抽出できる。また、被写体領域のｙ軸方向の各座標点についてのｘ軸方向の平均画素値を抽出するようにしているので、被写体の平行移動や回転移動に対しても、注目領域の座標は不変であるため、安定して注目領域を抽出できる。
【００７６】
（２）（１）の構成により得られた注目領域の平均画素値を、入力画像に対する階調変換処理に用いることで、安定した階調変換処理を実行することができる。
【００７７】
（３）（１）の構成に加えて、位置抽出手段（１１１ｃ）により得られた注目領域の座標に基づき作成したプロファイルから特徴量を取得する領域を決定するための解析を行なう解析手段（１１１ｄ）と、解析手段（１１１ｄ）により決定された領域から特徴量（最大値、最小値、中間値等の統計量）を取得する特徴抽出手段（１１１ｅ）とを備える構成とした場合、すなわち（１）の構成により注目領域を抽出した後、さらに解析を行う構成とした場合、注目領域のより細部の領域（骨、肺部の領域等）を抽出することができる。このため、入力画像に肺、骨、皮膚等の異なる種類の細かい組織部の領域が存在する場合でも、それぞれの領域を、特徴量を抽出する領域として抽出できる。
【００７８】
（４）（３）の構成により得られた領域から得られた特徴量を、入力画像に対する階調変換処理に用いることで、観察したい領域が骨や肺等の細かい組織部であっても、その部分を良好な濃度状態で観察することができる。
【００７９】
尚、本発明の目的は、上述した第１及び第２の各実施の形態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上記各実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
また、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、上記各実施の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の指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上記各実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能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書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上記各実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像処理（階調変換処理等）に用いる情報を抽出する領域（特徴領域）を、安定して取得することができるため、安定した且つ適切な画像処理を行なうことができ、良好な画像処理後の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態での上記Ｘ線撮影装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態での階調変換に用いる特徴量の抽出を説明するための図である。
【図４】上記階調変換の階調変換曲線を説明するための図である。
【図５】第２の実施の形態での上記Ｘ線撮影装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態での階調変換に用いる特徴量の抽出を説明するための図である。
【符号の説明】
１００  Ｘ線撮影装置
１０１  Ｘ線発生回路
１０２  Ｘ線ビーム
１０３  被写体
１０４  ２次元Ｘ線センサ
１０５  データ収集回路
１０６  前処理回路
１０７  ＣＰＵバス
１０８  ＣＰＵ
１０９  メインメモリ
１１０  操作パネル
１１１  画像処理回路
１１１ａ  す抜け抽出回路
１１１ｂ  平均値作成回路
１１１ｃ  位置抽出回路
１１１ｄ  解析回路
１１１ｅ  特徴抽出回路
１１１ｆ  階調変換回路
【図１】
0004046908.tif 000005
【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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