(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射野絞りを使用して撮影された照射野領域を有する放射線画像において、前記放射線照射野領域を認識し、
前記放射線画像を可視画像として再生するための画像データのうち前記放射線照射野外の領域に対応するデータのみを所定の変換式を用いて変換する照射野外画像処理方法であって、
前記画像データの各画素位置(x,y) における変換前，変換後の画素値をそれぞれｆ(x,y)，ｇ(x,y)、最高濃度をｆmaxとしたとき、
前記所定の変換式を、ｇ(x,y)＝ｈ(t)・ｆ(x,y)＋(1-ｈ(t))・ｆmax （h(t)は照射野境界で１であり、照射野境界からの距離が大きいほど小さくなる微分連続な関数）としたことを特徴とする照射野外画像処理方法。
【請求項２】
照射野絞りを使用して撮影された照射野領域を有する放射線画像において、前記照射野領域を認識する認識手段と、
前記放射線画像を可視画像として再生するための画像データのうち前記放射線照射野外の領域に対応するデータのみを、
ｇ(x,y)＝ｈ(t)・ｆ(x,y)＋(1-ｈ(t))・ｆmax （ｆ(x,y)，ｇ(x,y)は、それぞれ前記画像データの各画素位置(x,y)における変換前，変換後の画素値、ｆmaxは最高濃度、h(t)は照射野境界で１であり、照射野境界からの距離が大きいほど小さくなる微分連続な関数）なる変換式を用いて変換する画像データ変換手段とを備えたことを特徴とする照射野外画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像が記録された記録シートから得られた画像データ、特に詳しくは照射野絞りを使用して撮影された照射野領域を有する放射線画像の画像データに対して画像処理を施す放射線画像処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録された放射線画像を読み取って画像データを得、この画像データに適切な画像処理を施した後、画像を再生記録することは種々の分野で行なわれている。
【０００３】
例えば、本出願人により多数出願されている蓄積性蛍光体シートを利用した放射線画像記録再生システムもその一つである。
【０００４】
記録シートに放射線画像を撮影記録するに際しては、被写体の観察に必要の無い部分に放射線を照射することによる人体への弊害およびそれら観察に不要な部分からの散乱光による画質性能の低下等を防止するために、放射線が被写体の必要な部分にのみ照射されるように照射域を制限する照射野絞りを使用して撮影を行なうことが多い。
【０００５】
この場合、例えば、放射線照射野領域内に含まれる所定の点とシート端部とを結ぶ放射状の複数の線分上に沿った各画素に対応する画像データに基づいて、照射野領域の輪郭上にある輪郭点を上記各線分について求め、これらの輪郭点に沿った線で囲まれる領域を照射野領域と認識する（特開昭63-259538 号等）方法等を用いて照射野領域を認識し、放射線照射野領域内に対応する画像データに基づいて読取条件，画像処理条件が求められる。
【０００６】
上記のようにして得られた適切な読取条件，画像処理条件を採用して読取り，画像処理を行なうことにより得られた画像データに基づいてＣＲＴ等に可視画像を再生表示し、あるいは例えばレーザプリンタ等を用いてフイルムに可視画像を再生出力することにより、該可視画像が観察に供される。
【０００７】
しかし、上記可視画像の原画像である放射線画像が照射野絞りを使用した撮影により得られたものである場合、照射野外の領域は撮影時に放射線がほとんど照射されない領域であるため、ＣＲＴに表示される可視画像の放射線照射野外の領域の輝度が高く、またフイルムに再生出力される可視画像の放射線照射野外の領域の濃度が低くなり、可視画像の照射野領域内が如何に観察適性に優れたものであっても該照射野領域外からの光が目に強く入射されるため非常に見にくいものとなってしまう。この見にくさを解消するために、これまでは、照射野領域外からの光を遮るように、ＣＲＴの前面やフイルムの前面に遮蔽板等を配置して観察を行なうこともあった。
【０００８】
しかし、照射野領域の形状や大きさは被写体によって異なるものであり、その度に遮蔽板の位置を調節するのは面倒であり、また上記遮蔽板で照射野領域内と照射野領域外の領域とを峻別して照射野外の領域のみをきれいに覆うことは難しく、照射野領域内部の縁部まで覆って観察対象から外してしまう場合や、放射線照射野外の一部から光が洩れることを許容する場合等が生じ、可視画像の観察適性の低下を免れることができないという問題点があった。
【０００９】
そこで、可視画像の前面の一部を覆う遮蔽板等を用いることなく、放射線照射野以外の領域からの強い光が目に入射して観察の妨げとなることのない可視画像を得ることができる放射線画像処理方法および装置として、本出願人により、照射野領域外の領域に対応する画像データに低輝度もしくは高濃度（通常は最低輝度もしくは最高濃度）に対応するデータ値を割り当てる画像処理方法および装置が提案されている（特開平３-98174号）。なお、「低輝度もしくは高濃度」における「低輝度」および「高濃度」は、それぞれＣＲＴ等の表示画面上すなわち輝度面上に輝度分布として可視画像を表示する場合およびフイルム等に濃度分布として可視画像を再生する場合の処理に対して用いられている。
【００１０】
しかしながら、照射野領域外の領域を一律に最高濃度（最低輝度）にしてしまうと、照射野領域境界で急激に最高濃度になり不自然である。
【００１１】
また、一般に、照射野認識処理は常に正確に行われるとは限らず、誤って本来の領域よりも狭い範囲を照射野領域として認識する場合があり、このような時には照射野領域外の領域（以下、照射野外領域という）と認識された領域に本来観察（診断）に必要とされる絵柄部（被写体の放射線画像の一部分）が存在していることがありうるが、上記画像処理においてはこれらの絵柄部の画像データを消去してしまうこととなる。
【００１２】
これらの問題点を解消した画像処理方法として、特開平７−226882号には照射野領域外の領域に対応する画像データについて各画素の画素値をｇ(x,y) ＝ａ・ｆ(x,y)＋(1-ａ)・ｆmaxなる変換式で変換する処理方法が開示されている。ｆ(x,y)，ｇ(x,y) はそれぞれ各画素位置(x,y) における変換前，変換後の画素値、ｆmax は最高濃度である。ａ（０≦ａ≦１）は照射野境界からの距離に依存し、照射野領域内では１、照射野境界外では図４に示すように境界からの距離が大きくなるにつれて直線的に小さくなるものである。なお、図４における横軸「距離」は照射野境界からの距離である。この方法により、境界付近をある程度滑らかにし、照射野領域外と認識された領域に絵柄部があった場合にもこのデータを消去することなく防眩効果を有する可視画像を生成することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ａは照射野境界（ａ＝１）および照射野領域外のａ＝０の位置で不連続であるため、画素値変換後の可視画像において照射野境界に沿って２重線のアーチファクトが観察される。このアーチファクトは診断の障害となり得るものである。
【００１４】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、観察時における防眩効果を維持しつつ、照射野境界を自然に変化させアーチファクトのない可視画像となるように、画像データに画像処理を施す放射線画像処理方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線画像処理方法は、照射野絞りを使用して撮影された照射野領域を有する放射線画像において、前記放射線照射野領域を認識し、
前記放射線画像を可視画像として再生するための画像データのうち前記放射線照射野外の領域に対応するデータを所定の変換式を用いて変換する照射野外画像処理方法であって、
前記画像データの各画素位置(x,y) における変換前，変換後の画素値をそれぞれｆ(x,y)，ｇ(x,y)、最高濃度をｆmaxとしたとき
前記所定の変換式を、ｇ(x,y)＝ｈ(t)・ｆ(x,y)＋(1-ｈ(t))・ｆmax （h(t)は微分連続な関数）としたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の放射線画像処理装置は、照射野絞りを使用して撮影された照射野領域を有する放射線画像において、前記照射野領域を認識する認識手段と、
前記放射線画像を可視画像として再生するための画像データのうち前記放射線照射野外の領域に対応するデータを、
ｇ(x,y)＝ｈ(t)・ｆ(x,y)＋(1-ｈ(t))・ｆmax   （ｆ(x,y)，ｇ(x,y)は、それぞれ前記画像データの各画素位置(x,y)における変換前，変換後の画素値、ｆmaxは最高濃度、h(t)は微分連続な関数）なる変換式を用いて変換する画像データ変換手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、「最高濃度」とは、可視画像として視覚的に観察した場合の濃淡における最高濃度を意味するものであり、ＣＲＴ等の表示画面上すなわち輝度面上に輝度分布として可視画像を表示する場合には「最低輝度」に対応するものである。
【００１８】
なお、本発明において放射線照射野を認識するアルゴリズムは特定のものに限られるものではなく、例えば前述した特開昭63-259538 号公報に記載された方法のほか放射線照射野が矩形であることを前提としてその矩形の放射線照射野を認識する方法（特開昭61-39039号，特開平2-42436 号，特開平2-96883 号等）等いかなる方法を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の放射線画像処理方法および装置は、放射線画像から照射野領域を認識して、放射線が到達しないために通常は低濃度（高輝度）である照射野外領域に対応する画像データの画素値をｇ(x,y)＝ｈ(t)・ｆ(x,y)＋(1-ｈ(t))・ｆmax （ｆ(x,y)，ｇ(x,y)は、それぞれ位置(x,y)における変換前，変換後の画素値、ｆmaxは最高濃度、h(t)は微分連続な関数）なる変換式を用いて変換するので、照射野境界で微分連続となりアーチファクトを生じない画像を得ることができる。
【００２０】
照射野外領域は全体的に高濃度（低輝度）となるため、可視画像を観察する際に照射野外領域からの強い光が目に入射するのを防ぐことができ、また、照射野認識処理に失敗して照射野領域を実際より狭く認識した場合であっても、元の画素値を基にした変換式を用いているため照射野外領域と認識された領域における絵柄部の存在の有無を認識し、その絵柄部が観察に必要とされるものであるか否かを判断することもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の放射線画像処理装置を内包した放射線画像再生システムの概略ブロック図である。
【００２３】
本放射線画像再生システムは、蓄積性蛍光体シートに記録された放射線エネルギーを放出させて画像の読取を行う画像読取部20と、該画像読取部20によって読み取られた画像データＳに基づいて照射野領域を認識し、画像データＳに対して画像処理を施す放射線画像処理装置40と、該画像処理装置40で処理された画像データＳ’に基づいて可視像を表示するＣＲＴ等の画像表示手段50とからなる。
【００２４】
放射線画像処理装置40は、詳細には、入力された画像データＳを用いて放射線画像の照射野領域を認識する照射野認識手段41と、該照射野認識手段41で認識された照射野領域の全画素の値を「０」とし、照射野領域外の領域（以下、照射野外領域という）の各画素の値を照射野境界からの距離に応じた値とするマスク像を作成するマスク像作成手段42と、照射野認識手段41により認識された照射野領域の画像データＳ1 に対して周波数処理を施す周波数処理手段44と、照射野外領域の画像データＳ2 に対してマスク像作成手段42で作成されたマスク像を用い所定の演算処理を施す演算処理手段45と、周波数処理手段44によって処理された画像データＳ1'および演算処理手段45によって処理された画像データＳ2'に階調処理を施す階調処理手段46とからなる。
【００２５】
まず、蓄積性蛍光体シートから画像読取部20によって画像の読み取りが行われ、読み取られた画像データはデジタル化されて画像データＳとして放射線画像処理装置40に入力される。入力された画像データＳに基づいて、照射野認識手段41において照射野領域が認識される。図２（ａ）に示すように画像５は、斜線部で表されている放射線照射野領域６が形成され、この照射野領域６内部に被写体７の放射線画像が形成されている。照射野認識手段41においては、境界９を認識して照射野領域６および照射野外領域８を認識する。この照射野領域の認識方法は種々の方法があり、例えば特開昭63-259538号等に開示されている方法を用いる。
【００２６】
照射野認識手段41で認識された照射野領域に関するデータおよび画像データＳはマスク像作成手段42に送られ、同時に照射野領域の画像データＳ1 および照射野外領域の画像データＳ2 がそれぞれ周波数処理手段44および演算処理手段45に送られる。
【００２７】
照射野認識手段41で認識された照射野領域に関するデータを基に、マスク像作成手段42においては被写体部７を含む照射野領域６の全画素の値を「０」とし、照射野外領域８の各画素の値を照射野領域境界９からの距離に応じた値とするマスク像を作成する。このマスク像は、図２（ｂ）に示すように照射野領域２の画素に隣接する照射野外領域６の画素の値を「１」とし、境界９から離れるにつれ大きな値となるように定める。この各画素毎に定められた境界９からの距離に依存する値を各画素におけるｔ値、このマスク像をｔ画像という。このｔ値に関するデータは演算処理手段45に送られる。
【００２８】
該演算処理手段45においては、照射野外領域の画像データＳ2 に対してｔ値を用い変換式ｇ(x,y)＝ｈ(t)・ｆ(x,y)＋（1-h(t)）・ｆmaxによる演算処理が行われる。ここで、ｆ(x,y)，ｇ(x,y)はそれぞれ各画素位置(x,y) における変換前，変換後の画素値、ｆmax は最低輝度（最高濃度）、h(t)は図３に示すようにｔ値に依存する微分連続な関数である。このようにして各画素の画素値がｆ(x,y) からｇ(x,y) に変換処理される。
一方、周波数処理手段44においては、照射野領域の画像データＳ1 に対して必要に応じて適切な周波数処理が施される。
【００２９】
演算処理手段45において各画素の画素値がｆ(x,y) からｇ(x,y) に変換処理された画像データＳ2'および周波数処理手段44において処理された画像データＳ1'は階調処理手段46において階調処理が施され、処理済画像データＳ’として画像表示手段50に出力される。
【００３０】
このようにして、画像表示手段50には処理済画像データＳ’に基づく可視画像が表示され、観察に供される。
【００３１】
この可視画像は、原画像データの各画素における画素値および照射野境界からの距離に依存する関数を用いた変換式により照射野外領域が処理されているため、照射野境界に沿ったアーチファクトの生じない自然な画像となる。また、Ｘ線が到達せず通常は高輝度（低濃度）である照射野外領域が低輝度（高濃度）化されて表示されるため、この照射野外領域から発せられた光が目に入射して放射線照射野内の可視画像の観察の妨げとなることはない。
【００３２】
なお、照射野認識において認識に失敗して実際の照射野領域よりも狭い範囲を照射野領域として認識した場合にも、照射野外領域に絵柄部がある場合には絵柄部を観察することができるので、その絵柄部の存在を認識することができ、その絵柄部が必要なものであるか否かを判断することができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態は、読み取りにより得た画像データに基づいてまず照射野領域を認識し、次いで該画像データに基づいて可視画像を表示するシステムについて説明したが、先読みを行ない先読みデータに基づいて本読みを行うシステム等においても本発明を適用することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態では可視画像をＣＲＴに再生表示する例であるが、たとえばレーザープリンタ等を用いてフイルムに可視画像を再生出力する場合にも同様に本発明を適用することができる。
【００３５】
さらに、本発明は蓄積性蛍光体シートを用いる場合に限らず、たとえばＸ線フイルムを用いる場合等にも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線画像処理装置を内包する放射線画像再生システムの概略ブロック図
【図２】マスク像作成を説明する図
【図３】本発明の画像処理において用いる関数を示す図
【図４】従来の画像処理において用いる関数を示す図
【符号の説明】
20    画像読取部
40    放射線画像処理装置
41    照射野認識手段
42    マスク像作成手段
44    周波数処理手段
45    演算処理手段
46    階調処理手段
50    画像表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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