(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの画素値を階調変換曲線に基づいて階調変換する階調変換手段と、
原画像データの高周波成分を生成する第一の生成手段と、
前記第一の生成手段で生成された高周波成分を、前記階調変換曲線の傾きを示す微分値に基づいて変換し、第二の高周波成分を得る手段と、
前記階調変換手段で階調変換された原画像データと、前記第二の高周波成分とに基づいて処理後画像を得る処理手段と、を備え、
前記階調変換曲線は、微分値連続であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記階調変換手段は、複数の直線に円を内接して前記階調変換に用いる階調変換曲線を生成す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】
前記高周波成分は、原画像データの平滑化画像を生成し、該平滑化画像を原画像データから減算することで生成されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記処理後画像は、前記階調変換の後の画像データに前記第二の高周波成分を加算することで生成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記階調変換手段は、それぞれが傾きの異なる少なくとも第１の直線及び第２の直線に円を内接することで、前記微分値連続な階調変換曲線を生成す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６】
前記第１の直線及び第２の直線の何れかの直線の一定比率の点に円が内接するように、前記微分値連続な階調変換曲線を生成することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１の直線及び第２の直線のうち、直線の長さが短いほうの直線、又は長いほうの直線の一定比率の点に円が内接するように、前記微分値連続な階調変換曲線を生成することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
外部からの入力情報に基づいて、前記微分値連続な階調変換曲線を生成することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項９】
画像データの画素値を階調変換曲線に基づいて階調変換する階調変換ステップと、
原画像データの高周波成分を生成する第一の生成ステップと、
前記第一の生成ステップで生成された高周波成分を、前記階調変換曲線の傾きを示す微分値に基づいて変換し、第二の高周波成分を得るステップと、
前記階調変換ステップで階調変換された原画像データと、前記第二の高周波成分とに基づいて処理後画像を得る処理ステップと、を備え、
前記階調変換曲線は、微分値連続であることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
画像データの画素値を階調変換曲線に基づいて階調変換する階調変換ステップと、
原画像データの高周波成分を生成する第一の生成ステップと、
前記第一の生成ステップで生成された高周波成分を、前記階調変換曲線の傾きを示す微分値に基づいて変換し、第二の高周波成分を得るステップと、
前記階調変換ステップで階調変換された原画像データと、前記第二の高周波成分とに基づいて処理後画像を得る処理ステップと、をコンピュータに実行させるための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って、
前記階調変換曲線は、微分値連続であることを特徴とする記憶媒体。
【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、撮影画像に対して階調変換処理等の画像処理を行う、画像処理方法、画像処理装置及び記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ディジタル技術の進歩により、例えば、Ｘ線撮影により得られたＸ線胸部画像をディジタル化し、そのディジタル撮影画像（以下、単に「撮影画像」と言う）を表示装置（ＣＲＴ等）に表示する、或いはフィルム上に出力することが行われている。このとき、撮影画像の出力先である表示装置やフィルム等にて撮影画像を観察しやすくするために、該撮影画像に対して画像処理が行われるのが一般的である。以下に、その一例としての画像処理（１）〜（３）を挙げる。
【０００３】
画像処理（１）：
撮影画像の濃度値を、該撮影画像の出力先である表示装置やフィルム等にて観察しやすい濃度値に変換する階調変換処理が行われる。この階調変換処理には、
【０００４】
【数１】
0004146958.tif 000002
【０００５】
なる関数式（１）で示されような階調変換曲線が用いられる。式（１）において、”ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ”はそれぞれパラメータ定数であり、”ｘ”は、入力画素値であり、”ｙ”は、出力画素値（以下、「出力濃度値」又は「輝度値」とも言う）である。
このような階調変換曲線は一般的に、階調変換曲線の微分値の不連続点での偽輪郭等の発生を防ぐために、階調変換曲線の微分値が連続である必要がある。
【０００６】
画像処理（２）：
Ｘ線撮影により得られるＸ線胸部画像は、Ｘ線が透過しやすい肺野の画像、及びＸ線が非常に透過しにくい縦隔部の画像を含んでいるため、画素値の存在するレンジが非常に広い。このため、表示装置やフィルム等において、肺野及び縦隔部の両方を同時に観察することが可能なＸ線胸部画像を得ることは非常に困難であるとされてきた。
そこで、このような問題を回避するための方法として、次のような画像処理方法（１）〜（５）が提案されている。
【０００７】
（方法１）
”ＳＰＩＥ  Ｖｏ１．６２６  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ＸＩＶ／ＰＡＣＳＩＶ（１９８６）”に記載の方法１では、処理後の画素値ＳD、オリジナル画素値（入力画素値）Ｓorg 、オリジナル画像（入力画像）の低周波画像の画素値ＳUS、定数Ａ，Ｂ，Ｃ（例えば、Ａ＝３、Ｂ＝０．７）を持って、
【０００８】
【数２】
0004146958.tif 000003
【０００９】
なる式（２）を用いた画像処理を行うようになされている。この式（２）に示すように、定数Ａ及びＢを変えることで、高周波成分（第１項）、及び低周波成分（第２項）の重み付けを変えることが可能となる。これにより、例えば、Ａ＝３、Ｂ＝０．７とした場合、高周波成分を強調し、且つ画像全体のダイナミックレンジを圧縮することができる。
このような方法１は、多くの放射線医から、本処理を施していない画像と、本処理を施した画像と比較して、本処理を施した画像は診断に非常に有効である、という評価が実際に得られている。
【００１０】
（方法２）
例えば、特許第２５０９５０３号公報に記載の方法２では、処理後の画素値ＳD 、オリジナル画素値（入力画素値）Ｓorg 、オリジナル画像（入力画像）のＹ方向プロファイルの平均プロファイルＰｙ、及びＸ方向プロファイルの平均プロファイルＰｘを持って、
【００１１】
【数３】
0004146958.tif 000004
【００１２】
なる式（３）を用いた画像処理を行うようになされている。
ここで、式（３）における関数Ｆ（ｘ）が有する特性について説明すると、まず、”ｘ＞Ｄｔｈ”では、”Ｆ（０）＝０”となる。また、”０≦ｘ≦Ｄｔｈ”では、Ｆ（ｘ）が、切片を”Ｅ”、傾きを”Ｅ／Ｄｔｈ”として単調減少するものとなり、
【００１３】
【数４】
0004146958.tif 000005
【００１４】
なる式（４）で示される。
また、Ｙ方向プロファイルの平均プロファイルＰｙ、及びＸ方向プロファイルの平均プロファイルＰｘは、それれのプロファイルＰｙｉ、Ｐｘｉ（ｉ＝１〜ｎ）を持って、
【００１５】
【数５】
0004146958.tif 000006
【００１６】
なる式（５）及び（６）で示される。
さらに、”Ｇ（Ｐｘ，Ｐｙ）”は、例えば、
【００１７】
【数６】
0004146958.tif 000007
【００１８】
なる式（７）で示される。
このような方法２では、低周波画像の画素値で”Ｄｔｈ”以下の画素値（以下、「濃度値」又は「濃度レンジ」とも言う）が圧縮されることなる。
【００１９】
（方法３）
「日本放射線技術学会雑誌  第４５巻第８号１９８９年８月  １０３０頁  阿南ほか」に記載の方法３では、上述した（方法２）と同様に、処理後の画素値ＳD 、オリジナル画素値（入力画素値）Ｓorg 、オリジナル画像（入力画像）をマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとったときの平均画素値Ｓus、単調減少関数ｆ（Ｘ）を持って、
【００２０】
【数７】
0004146958.tif 000008
【００２１】
なる式（８）及び（９）を用いた画像処理を行うようになされている。
これらの式（８）及び（９）に示すように、本方法３は、上述した式（２）による（方法１）と、低周波画像の作成方法が異なり、（方法１）では、１次元データで低周波画像を作成していたのに対し、本方法３では、２次元データで低周波画像を作成する。
このような方法３においても、低周波画像の画素値で”Ｄｔｈ”以下の画素値が圧縮されることなる。
【００２２】
（方法４）
例えば、特許第２６６３１８９号公報に記載の方法４では、処理後の画素値ＳD 、オリジナル画素値（入力画素値）Ｓorg 、オリジナル画像（入力画像）をマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとったときの平均画素値Ｓus、単調増加関数ｆ１（Ｘ）を持って、
【００２３】
【数８】
0004146958.tif 000009
【００２４】
なる式（１０）及び（１１）を用いた画像処理を行うようになされている。
ここで、式（１０）における単調増加関数ｆ１（Ｘ）が有する特性について説明すると、まず、”ｘ＜Ｄｔｈ”では、”ｆ１（０）＝０”となり、”Ｄｔｈ≦ｘ”では、ｆ１（Ｘ）が、切片を”Ｅ”、傾きを”Ｅ／Ｄｔｈ”として単調減少するものとなり、
【００２５】
【数９】
0004146958.tif 000010
【００２６】
なる式（１２）で示される。
このような方法４でのアルゴリズムは、上述した（方法３）でのアルゴリズムと同様であり、したがって、本方法４においても、低周波画像の画素値で”Ｄｔｈ”以下の画素値が圧縮されることなる。
【００２７】
（方法５）
例えば、特許第１５３０８３２号公報に記載の方法５では、一定濃度値以上の画像の高周波成分を強調する鮮鋭化処理を行うようになされており、超低周波数成分を強調して、コントラストを強くすることにより、Ｘ線画像による診断性能を向上させることが可能であり、また、超低周波数成分を強調すると同時に、雑音の占める割合が大きい高周波数成分を相対的に低減して、視覚的に見やすいＸ線画像を得られるようにすることが可能であり、さらに、偽画像を防止すると共に、雑音の増大を防止して、Ｘ線診断性能を向上させることが可能となっている。
すなわち、本方法５では、処理後（補償後）の画素値ＳD、オリジナル画素値（入力画素値）Ｓorg、オリジナル画像（入力画像）をマスクサイズＭ×Ｍ画素で移動平均をとったときの平均画素値Ｓus、Ｓorg又はＳusの値の増大に応じて単調増加する変数Ｂを持って、
【００２８】
【数１０】
0004146958.tif 000011
【００２９】
なる式（１３）及び（１４）を用いた画像処理を行うようになされている。これにより、特定濃度値以上の画像の高周波成分が強調できる。
【００３０】
画像処理（３）：
Ｘ線撮影に用いられるディジタルセンサには、センサ面に到達したＸ線量を有効な画素値に変換できる画素の有効範囲があり、したがって、この有効範囲を外れる画素からは、ノイズが目立つ画素値が出力されてしまう。すなわち、センサ面上の上記有効範囲を外れる画素領域からは、有効な情報が得られない。このため、Ｘ線画像を用いた診断において、上記有効範囲を外れる画素によって生じたノイズ部分が診断の邪魔になり、誤診を招く恐れがある。
そこで、このような問題を解決するために、センサ面上の有効範囲外の画素値を一定画素値とするクリッピング処理が行われる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような画像処理技術の背景をもとに、従来では、次のような問題（１）〜（３）があった。
【００３２】
（問題１）
撮影画像に対して階調変換処理を行う際に用いる階調変換曲線は、上述したように、式（１）で示される（上記画像処理（１）参照）。
しかしながら、この式（１）により示される関数によって、階調変換曲線を作成した場合、該階調変換曲線の形状が、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，のパラメータ定数で決定されてしまうため、階調変換曲線の部分、部分の傾きを最適に調整（変更）すること等が非常に困難であった。このため、撮影画像の出力先（表示装置やフィルム等）の特性に適するように、その特性に対応した階調変換曲線を用いての撮影画像の階調変換処理を行うことができず、また、例えば、詳細に表示したい画像領域部分のコントラストをあげることができなかった。したがって、従来では、撮影画像に対して最適な階調変換処理を行うことができず、所望する処理後画像を得ることができなかった。
【００３３】
（問題２）
Ｘ線撮影により得られるＸ線胸部画像については、上述したような（方法１）〜（方法５）により、肺野及び縦隔部の両方を同時に観察することが可能なＸ線胸部画像を得ることができる（上記画像処理（２）参照）。
しかしながら、（方法１）では、一定濃度範囲のダイナミックレンジを圧縮する思想がないため、画像全体のダイナミックレンジが均等に圧縮されてしまう。すなわち、（方法１）では、画像全体中の一定濃度範囲のみをを圧縮することができない。このため、例えば、Ｘ線胸部画像（肺正面画像）では、縦隔部のみを圧縮したほうが診断性能が上がるが、該画像に対して（方法１）を用いると、縦隔部のみならず、診断に有効な肺部の濃度レンジをも圧縮されてしまい、この結果、診断性能の低下を招いていた。
また、一般に、ダイナミックレンジ圧縮された画像は、ＣＲＴ表示やフィルム出力する際に、再度階調変換処理が行われるが、（方法２）〜（方法４）では、階調変換処理後の画像の高周波成分の振幅を調整する思想がないため、高周波成分の振幅が階調変換曲線の傾きに依存して、濃度値が変換されてしまう。このため、診断に有効な濃度領域の高周波成分の振幅が小さくなり、有益情報が消失する恐れがある。すなわち、（方法２）〜（方法４）では、一度階調変換処理された画像の高周波成分を変更することができない。さらに、（方法２）〜（方法４）では、エッジ部分において、オーバーシュートやアンダーシュートが生じてしまう、という問題もある。
また、（方法５）による鮮鋭化方法では、高周波成分の足し込みの強さを自由に調整できるが、ダイナミックレンジを圧縮する思想がないため、濃度分布の広い画像を一枚のフィルム等に出力できなかった。
【００３４】
（問題３）
センサ面上の有効範囲外の画素の画素値を一定画素値とする（以下、「グリッピング」とも言う）、従来のクリッピング処理では（上記画像処理（３）参照）、クリッピングする画素範囲（有効範囲外の画素範囲）内の画素値を全て同一画素値とされるため、クリッピングされる画素領域と、その画素領域に接する領域の境界に、偽輪郭が生じる場合がある。したがって、Ｘ線画像等を用いた診断を行う際に、上記の偽輪郭が病変に見えてしまうこと等により、誤診を招く恐れがあった。
【００３５】
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、階調変換処理に用いる階調変換曲線の傾き等を自在に調節可能とし、処理対象の画像に対して最適な階調変換曲線を取得可能とすることで、最適な画像処理を行うことができ、良好な画像を出力することができる画像処理方法、画像処理装置及び記憶媒体を提供することを目的とする。
また、本発明は、処理対象の画像の高周波成分の振幅を保持したまま、該画像の濃度分布の幅を自在に調節可能とすることで、最適な画像処理を行うことができ、良好な画像を出力することができる画像処理方法、画像処理装置及び記憶媒体を提供することを目的とする。
また、本発明は、偽輪郭等が発生しないクリッピング処理を実現可能とすることで、最適な画像処理を行うことができ、良好な画像を出力することができる画像処理方法、画像処理装置及び記憶媒体を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、画像データの画素値を階調変換曲線に基づいて階調変換する階調変換手段と、原画像データの高周波成分を生成する第一の生成手段と、前記第一の生成手段で生成された高周波成分を、前記階調変換曲線の傾きを示す微分値に基づいて変換し、第二の高周波成分を得る手段と、前記階調変換手段で階調変換された原画像データと、前記第二の高周波成分とに基づいて処理後画像を得る処理手段と、を備え、前記階調変換曲線は、微分値連続であることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の画像処理方法は、画像データの画素値を階調変換曲線に基づいて階調変換する階調変換ステップと、原画像データの高周波成分を生成する第一の生成ステップと、前記第一の生成ステップで生成された高周波成分を、前記階調変換曲線の傾きを示す微分値に基づいて変換し、第二の高周波成分を得るステップと、前記階調変換ステップで階調変換された原画像データと、前記第二の高周波成分とに基づいて処理後画像を得る処理ステップと、を備え、前記階調変換曲線は、微分値連続であることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の記憶媒体は、画像データの画素値を階調変換曲線に基づいて階調変換する階調変換ステップと、原画像データの高周波成分を生成する第一の生成ステップと、前記第一の生成ステップで生成された高周波成分を、前記階調変換曲線の傾きを示す微分値に基づいて変換し、第二の高周波成分を得るステップと、前記階調変換ステップで階調変換された原画像データと、前記第二の高周波成分とに基づいて処理後画像を得る処理ステップと、をコンピュータに実行させるための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って、前記階調変換曲線は、微分値連続であることを特徴とする。
【００７０】
【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。
【００７１】
（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。
このＸ線撮影装置１００は、階調変換処理機能を有するものであり、上記図１に示すように、Ｘ線を発生するＸ線発生回路１０１と、被写体１０３を透過したＸ線光が結像される２次元Ｘ線センサ１０４と、２次元Ｘ線センサ１０４から出力される撮影画像を収集するデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５にて収集された撮影画像に前処理を行う前処理回路１０６と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）等の各種情報や各種処理実行のための処理プログラムを記憶するメインメモリ１０９と、Ｘ線撮影実行等の指示や各種設定を本装置に対して行うための操作パネル１１０と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）に階調変換処理等の画像処理を行う画像処理回路１１２と、画像処理回路１１２にて画像処理が行われた撮影画像等を表示する画像表示器１１１と、本装置全体の動作制御を司るＣＰＵ１０８とを含んでなり、データ収集回路１０５、前処理回路１０６、画像処理回路１１２、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、画像表示器１１１はそれぞれＣＰＵバス１０７に接続され互いにデータ授受できるようになされている。
【００７２】
ここで、画像処理回路１１２は、階調変換処理に用いる階調変換曲線として、微分値を連続とした階調変換曲線を作成するようになされている。このような画像処理回路１１２の構成が、本実施の形態での最も特徴とする構成としている。このため、画像処理回路１１２は、階調変換曲線を作成する階調変換曲線作成回路１１２ａと、階調変換曲線作成回路１１２ａにて作成された階調変換曲線を用いて撮影画像に階調変換処理を行う階調変換回路１１２ｂとを含んでなる。
【００７３】
そこで、上述のようなＸ線撮影装置１００において、まず、メインメモリ１０９には、ＣＰＵ１０８での各種処理実行に必要なデータや処理プログラム等が予め記憶されると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含むものである。メインメモリ１０９に記憶される処理プログラム、特に、階調変換曲線の作成のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図２のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。
したがって、ＣＰＵ１０８は、上記処理プログラム等をメインメモリ１０９から読み出して実行することで、操作パネル１１０からの操作に従った、以下に説明するような本装置全体の動作制御を行う。
【００７４】
ステップＳ２００：
先ず、Ｘ線発生回路１０１は、被検査体１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。この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、２次元Ｘ線センサ１０４によりＸ線画像として出力される。ここでは、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像を、例えば、胸部画像とする。
次に、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、それを前処理回路１０６に供給する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（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で前処理が行われたＸ線画像信号は原画像の情報として、ＣＰＵ１０８の制御により、ＣＰＵバス１１５を介して、メインメモリ１０９、及び画像処理回路１１２にそれぞれ転送される。
そして、画像処理回路１１２は、ＣＰＵ１０８の制御によって転送されてきた原画像に対して、次のステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理を実行する。
【００７５】
ステップＳ２０１：
先ず、操作パネル１１０により、階調変換曲線の傾き及びその領域を示す情報が入力される。
例えば、図３に示すような階調変換曲線を作成する場合、図４に示すように、直線３０１の傾きα、直線３０１の領域ｄ１〜ｄ２を示すための座標（ｘ０，ｙ０）及び（ｘ２，ｙ２）、直線３０２の傾きβ（ここでは、α＜β）、直線３０２の領域ｄ２〜ｄ３を示すための座標（ｘ２，ｙ２）及び（ｘ４，ｙ４）、・・・が順次大力される。
【００７６】
尚、上記図４は、上記図３の階調変換曲線の一部を作成する過程を示したものであり、ここでは、説明の簡単のために、その一部の階調変換曲線に着目した作成方法を説明する。すなわち、２つの直線３０１及び３０２を基に、階調変換曲線を作成する場合について説明する。したがって、ここでは、２つの直線３０１及び３０２についてのパラメータ（２つの領域ｄ１〜ｄ２及び領域ｄ２〜ｄ３における傾き及び領域を示す座標）のみを入力となっているが、階調変換曲線にて傾きが異なる領域が複数ある場合には、その分の領域のパラメータが入力されることになる。
【００７７】
ステップＳ２０２：
次に、階調変換曲線作成回路１１２ａは、ステップＳ２０１にて入力された情報に基づいて、階調変換曲線の元になる直線成分からのみなる仮の階調変換曲線（以下、「基本線」と言う）を作成する。したがって、ここでは、上記図４に示したような直線３０１及び３０２が作成されることになる。
【００７８】
ステップＳ２０３：
次に、階調変換曲線作成回路１１２ａは、ステップＳ２０２にて作成した直線３０１の長さｗと直線３０２の長さｗ１を、
【００７９】
【数１１】
0004146958.tif 000012
【００８０】
なる式（１５）及び（１６）により算出し、それぞれの長さを比較する。
そして、階調変換曲線作成回路１１２ａは、上記の比較の結果、”ｗ≧ｗ１”の場合、２つの直線３０１及び３０２に内接する点の座標（ｘ１，ｙ１）及び（ｘ３，ｙ３）を（上記図４参照）、
【００８１】
【数１２】
0004146958.tif 000013
【００８２】
なる式（１７）〜（２０）により算出する。また、上記の比較の結果、”ｗ≦ｗ１”の場合、２つの直線３０１及び３０２に内接する点の座標（ｘ１，ｙ１）及び（ｘ３，ｙ３）を、
【００８３】
【数１３】
0004146958.tif 000014
【００８４】
なる式（２１）〜（２４）により算出する。
【００８５】
ステップＳ２０４：
次に、階調変換曲線作成回路１１２ａは、ステップＳ２０３での算出結果を用いて、基本線に内接する円の方程式を求める。
すなわち、ここでは、ステップＳ２０３にて算出した点（ｘ１，ｙ１）及び（ｘ３，ｙ３）に内接する円の原点（Ｘ，Ｙ）を（上記図３参照）、
【００８６】
【数１４】
0004146958.tif 000015
【００８７】
なる式（２５）及び（２６）により求め、これを原点とする円の方程式を、
【００８８】
【数１５】
0004146958.tif 000016
【００８９】
なる式（２７）として求める。
【００９０】
ステップＳ２０５：
そして、階調変換曲線作成回路１１２ａは、ステップＳ２０４にて求めた２つの直線３０１及び３０２に内接する円の方程式（２７）に基づいた階調変換曲線を作成する。
【００９１】
ステップＳ２０６：
上述のようにして画像処理回路１１２にて階調変換曲線が作成されると、この階調変換曲線は、ＣＰＵ１０８の制御により、メインメモリ１０９に記憶されると共に、画像表示器１１１に表示される。
これにより、操作者は、その作成された階調変換曲線を確認し、必要に応じて、該階調変換曲線の変更のための操作を行う。すなわち、このとき作成された階調変換曲線を変更したい場合には、ステップＳ２０１にて説明したようなパラメータを変更して再度入力する。したがって、ステップＳ２０１からの処理が再び実行され、新たな階調変換曲線が作成される。
【００９２】
ステップＳ２０７：
上述のようにして、階調変換曲線が作成され、該階調変換曲線が所望のものであると操作者により判断されると、ＣＰＵ１０８の制御により、階調変換回路１１２ｂは、その階調変換曲線を用いて、ＣＰＵ１０８の制御によって転送されてきた原画像に対する階調変換処理を行う。この階調変換回路１１２ｂで処理された画像は、画像表示器１１１で表示されたり、フィルム上に出力されたりする。
【００９３】
上述のように、本実施の形態では、操作者からの入力パラメータ（傾き及び領域等）に基づいた直線３０１及び３０２（基本線）を作成し、それらの直線に円を内接して階調変換曲線を作成するように構成したので、階調変換曲線の微分値を連続に保つことができる。これにより、階調変換曲線の微分値の不連続点による偽輪郭等の発生を確実に防ぐことができる。
また、それぞれの基本線の長さで決まる点を円の内接点とするように構成したので、内接点を人為的に入力する必要はなく、正確な内接点を自動的に得ることができる。これにより、安定した階調変換曲線を作成することができる。
また、操作者からの入力に基づいて階調変換曲線の作成を行い、これを表示するように構成したので、操作者は、作成した階調変換曲線を確認しながら、領域毎の階調変換曲線の傾きを調整する等の操作を行って、階調変換曲線を変更することができ、所望する階調変換曲線を確実に且つ容易に得ることができる。
【００９４】
尚、上述した第１の実施の形態において、作成する階調変換曲線が、例えば、図５に示すような曲線であった場合、すなわち直線３０１及び３０２の傾きα及びβが”α＞β”なる関係である場合、ステップＳ２０４にて求められる方程式は、
【００９５】
【数１６】
0004146958.tif 000017
【００９６】
なる式（２８）により表される。
【００９７】
また、ここで、ｘ１までは傾きαの直線で、ｘ１からｘ２は式（３）又は（４）で示される円で、ｘ２からは傾きβの直線で表わす。
【００９８】
また、例えば、図６に示すような、傾きが３部分で異なる階調変換曲線を作成する場合も同様にして、それぞれの直線に内接する円の方程式が求められる。
【００９９】
また、直線３０１及び３０２の（ｘ２，ｙ２）や（ｘ４，ｙ４）等の内接点は、任意の位置でかまわない。
【０１００】
また、ここでは円を内接したが、例えば、楕円を内接するようにしてもよい。
【０１０１】
（第２の実施の形態）
本発明は、例えば、図７に示すようなＸ線撮影装置４００に適用される。
このＸ線撮影装置４００は、ダイナミックレンジ圧縮（以下、「ＤＲＣ」と言う）機能を有するものであり、上記図７に示すように、Ｘ線を発生するＸ線発生回路１０１と、被写体１０３を透過したＸ線光が結像される２次元Ｘ線センサ１０４と、２次元Ｘ線センサ１０４から出力される撮影画像を収集するデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５にて収集された撮影画像に前処理を行う前処理回路１０６と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）等の各種情報や各種処理実行のための処理プログラムを記憶するメインメモリ１０９と、Ｘ線撮影実行等の指示や各種設定を本装置に対して行うための操作パネル１１０と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）にＤＲＣ処理を行うＤＲＣ回路４０１と、ＤＲＣ回路４０１での処理後の撮影画像等を表示する画像表示器１１１と、本装置全体の動作制御を司るＣＰＵ１０８とを含んでなり、データ収集回路１０５、前処理回路１０６、ＤＲＣ回路４０１、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、画像表示器１１１はそれぞれＣＰＵバス１０７に接続され互いにデータ授受できるようになされている。
【０１０２】
ここで、ＤＲＣ回路４０１は、階調変換処理後の撮影画像の高周波成分の振幅を、階調変換処理前の該撮影画像の高周波成分の振幅に復元するようになされている。このようなＤＲＣ回路４０１の構成が、本実施の形態での最も特徴とする構成としている。
このため、ＤＲＣ回路４０１は、階調変換処理にて用いる階調変換曲線を作成する階調変換曲線作成回路４０１ａと、階調変換曲線作成回路４０１ａにて作成された階調変換曲線の微係数に基づく係数を算出する微係数計算回路４０１ｂと、階調変換曲線作成回路４０１ａにて作成された階調変換曲線に基づいて前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）の階調を変換する階調変換回路４０１ｃと、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）の平滑化画像（低周波画像）を作成する平滑化画像作成回路４０１ｄと、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）と平滑化画像作成回路４０１ｄにて得られた平滑化画像の差（高周波成分）を算出する高周波成分作成回路４０１ｅと、微係数計算回路４０１ｂにて得られた係数に基づいて高周波成分作成回路４０１ｅにて得られた高周波成分を階調変換回路４０１ｃにて階調変換処理が行われた画像（又は、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像））に対して足し込む高周波成分足し込み回路４０１ｆとを含んでなる。
また、微係数計算回路４０１ｂにて得られた係数は、ＣＰＵバス１０７を介してメインメモリ１０９に記憶されるようになされており、したがって、高周波成分足し込み回路４０１ｆは、メインメモリ１０９に記憶された係数を用いて上記の処理を行うことになる。
【０１０３】
そこで、上述のようなＸ線撮影装置４００において、まず、メインメモリ１０９には、ＣＰＵ１０８での各種処理実行に必要なデータや処理プログラム等が予め記憶されると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含むものである。メインメモリ１０９に記憶される処理プログラム、特に、階調変換曲線の作成のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図８のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。
したがって、ＣＰＵ１０８は、上記処理プログラム等をメインメモリ１０９から読み出して実行することで、操作パネル１１０からの操作に従った、以下に説明するような本装置全体の動作制御を行う。
【０１０４】
尚、上記図７のＸ線撮影装置４００において、上記図１のＸ線撮影装置１００と同様に機能する箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０５】
ステップＳ５００：
先ず、Ｘ線発生回路１０１は、被検査体１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。この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、２次元Ｘ線センサ１０４によりＸ線画像として出力される。ここでは、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像を、例えば、胸部画像とする。
次に、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、それを前処理回路１０６に供給する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（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で前処理が行われたＸ線画像信号は原画像の情報として、ＣＰＵ１０８の制御により、ＣＰＵバス１１５を介して、メインメモリ１０９、及びＤＲＣ回路４０１にそれぞれ転送される。
そして、ＤＲＣ回路４０１は、ＣＰＵ１０８の制御によって転送されてきた原画像に対して、次のステップＳ５０１〜Ｓ５０６の処理を実行する。
【０１０６】
ステップＳ５０１：
先ず、階調変換曲線作成回路４０１ａは、階調変換回路４０１ｃでの階調変換処理にて用いる階調変換曲線Ｆ（ｘ）を作成する。
これにより、例えば、図９の実線にて示すような階調変換曲線６０１が作成される。この図９では、横軸が入力画像の画素値、縦軸が出力画像の画素値を示す。
尚、ここでの階調変換曲線の作成方法としては、例えば、一般的な階調変換曲線作成方法を用いるようにしてもよいし、或いは、上述した第１の実施の形態の構成による階調変換曲線作成方法を用いるようにしてもよい。
【０１０７】
ステップＳ５０２：
次に、微係数計算回路４０１ｂは、階調変換曲線作成回路４０１ａにて作成された階調変換曲線Ｆ（ｘ）の傾きである微分値を算出し、それを用いて、係数ｃ（ｘ）を、
【０１０８】
【数１７】
0004146958.tif 000018
【０１０９】
なる式（２９）により算出する。
具体的には例えば、階調変換曲線Ｆ（ｘ）が、上述した第１の実施の形態での構成によって、入力パラメータに基づいた直線３０１及び３０２に円を内接して作成されたものであった場合（上記図４参照）、直線３０１の領域ｄ１〜ｄ２では、係数ｃ（ｘ）を、直線３０１の傾きαを持って、
【０１１０】
【数１８】
0004146958.tif 000019
【０１１１】
なる式（３０）により算出し、直線３０２の領域ｄ２〜ｄ３では、係数ｃ（ｘ）を、直線３０２の傾きβを持って、
【０１１２】
【数１９】
0004146958.tif 000020
【０１１３】
なる式（３１）により算出する。
また、ｘ１からｘ３までの領域は、
【０１１４】
【数２０】
0004146958.tif 000021
【０１１５】
なる式（３２）及び（３３）として表される。
このようにして得られた係数ｃ（ｘ）は、例えば、上記図９の点線６０２によって示され、該係数ｃ（ｘ）は、ＣＰＵバス１０７を介してメインメモリ１０９に記憶される。
【０１１６】
ステップＳ５０３：
次に、階調変換回路４０１ｃは、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）をｆ０（ｘ，ｙ）として、その原画像ｆ０（ｘ，ｙ）に対して、階調変換曲線作成回路４０１ａにて作成された階調変換曲線Ｆ（ｘ）を用いた階調変換処理を、
【０１１７】
【数２１】
0004146958.tif 000022
【０１１８】
なる式（３４）に従って施し、階調変換処理後の画像（以下、「階調変換画像」と言う）ｆ１（ｘ，ｙ）を得る。
【０１１９】
ステップＳ５０４：
次に、平滑化画像作成回路４０１ｄは、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）をｆ０（ｘ，ｙ）として、その原画像ｆ０（ｘ，ｙ）を、
【０１２０】
【数２２】
0004146958.tif 000023
【０１２１】
なる式（３５）に従って平滑化し、平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）を得る。この式（３５）において、”（ｘ，ｙ）”は、画像上の座標を示し、”ｄ”は、マスクサイズの大きさを示す定数である。
【０１２２】
ステップＳ５０５：
次に、高周波成分作成回路４０１ｅは、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）をｆ０（ｘ，ｙ）として、その原画像ｆ０（ｘ，ｙ）と、平滑化画像作成回路４０１ｄにて得られた平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）との差（高周波画像）ｆｈ（ｘ，ｙ）を、
【０１２３】
【数２３】
0004146958.tif 000024
【０１２４】
なる式（３６）により算出する。
【０１２５】
ステップＳ５０６：
そして、高周波成分足し込み回路４０１ｆは、定数ａ（例えば、”１”）を持って、
【０１２６】
【数２４】
0004146958.tif 000025
【０１２７】
なる式（３７）により、メインメモリ１０９に記憶されている係数ｃ（ｘ）に基づいて、高周波成分作成回路４０１ｅにて得られた高周波画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を、階調変換回路４０１ｃにて得られた階調変換画像ｆ１（ｘ，ｙ）に対して足し込み、該足し込み処理後画像ｆｄ（ｘ，ｙ）を得る。
【０１２８】
ステップＳ５０７：
上述のようにしてＤＲＣ回路４０１にて得られた足し込み処理後画像ｆｄ（ｘ，ｙ）は、ＣＰＵ１０８の制御により、画像表示器１１１で表示されたり、フィルム上に出力されたりする。
【０１２９】
上述のように、本実施の形態では、階調変換画像ｆ１（ｘ，ｙ）に対して、原画像ｆ０（ｘ，ｙ）と該原画像の平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）の差から得られる高周波画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を足し込むように構成したので、階調変換処理後の撮影画像の高周波成分の振幅を、階調変換処理前の該撮影画像の高周波成分の振幅に保持することができる。これにより、診断等に有効な濃度領域の高周波成分の振幅が小さくなることによる有益情報の消失等を確実に防ぐことができる。
また、階調変換処理の構成として、上述した第１の実施の形態での構成を用いることで、該第１の実施の形態での効果に加えて、入力画像の任意の階調領域の濃度分布幅を圧縮、伸張することができ、高周波成分を強調することができる、という効果をも得ることができる。
また、式（３５）にて示したように、平滑化画像に濃度平均を用いているので、後述するモルフォジ演算を用いる場合と比べて、計算時間を短縮できる効果がある。
【０１３０】
尚、上述した第２の実施の形態において、高周波成分足し込み回路４０１ｆでの高周波画像ｆｈ（ｘ，ｙ）を足し込む対象となる画像を、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）としてもよい。
また、高周波成分足し込み回路４０１ｆにて足し込み処理後画像ｆｄ（ｘ，ｙ）を得るた際に用いる式（３７）の代わりに、例えば、
【０１３１】
【数２５】
0004146958.tif 000026
【０１３２】
なる式（３８）を用いるようにしてもよい。或いは、
【０１３３】
【数２６】
0004146958.tif 000027
【０１３４】
なる式（３９）を用いるようにしてもよい。式（３７）〜（３９）の何れの式を用いても、上述した効果を得ることができる。
【０１３５】
また、平滑化画像作成回路４０１ｄにて、例えば、
【０１３６】
【数２７】
0004146958.tif 000028
【０１３７】
なる式（４０）〜（４３）に表されるようなモルフォジ演算によって、平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）を得るようにしてもよい。この式（３７）〜（４３）において、”Ｄ（ｘ，ｙ）”は、入力画像に応じた値が設定される任意の定数ｒ１を持って、
【０１３８】
【数２８】
0004146958.tif 000029
【０１３９】
なる式（４４）に示される円盤状フィルタを示である。
このようにして、モルフォジ演算によって平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）を得るような構成とした場合、その平滑化画像ｆｕｓ（ｘ，ｙ）のプロファイルは、エッジ構造を保存しているものとなる。したがって、従来ダイナミックレンジ圧縮の欠点であるオーバーシュートやアンダーシュートが起きることを防ぐことができる。
【０１４０】
（第３の実施の形態）
本発明は、例えば、図１０に示すようなＸ線撮影装置７００に適用される。
このＸ線撮影装置７００は、クリッピング処理機能を有するものであり、上記図１０に示すように、Ｘ線を発生するＸ線発生回路１０１と、被写体１０３を透過したＸ線光が結像される２次元Ｘ線センサ１０４と、２次元Ｘ線センサ１０４から出力される撮影画像を収集するデータ収集回路１０５と、データ収集回路１０５にて収集された撮影画像に前処理を行う前処理回路１０６と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）等の各種情報や各種処理実行のための処理プログラムを記憶するメインメモリ１０９と、Ｘ線撮影実行等の指示や各種設定を本装置に対して行うための操作パネル１１０と、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）にクリッピング処理等を行う画像処理回路７０１と、画像処理回路７０１での処理後の撮影画像等を表示する画像表示器１１１と、本装置全体の動作制御を司るＣＰＵ１０８とを含んでなり、データ収集回路１０５、前処理回路１０６、画像処理回路７０１、ＣＰＵ１０８、メインメモリ１０９、操作パネル１１０、画像表示器１１１はそれぞれＣＰＵバス１０７に接続され互いにデータ授受できるようになされている。
【０１４１】
ここで、画像処理回路４０１は、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）の所定範囲の画素値を一定値にクリッピングし、また、このときに用いる階調変換曲線として、微分値が連続となっている階調変換曲線を用いるようになされている。このような画像処理回路７０１の構成が、本実施の形態での最も特徴とする構成としている。  このため、画像処理回路７０１は、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）から特徴量を抽出する特徴量抽出回路７０１ａと、前処理回路１０６にて前処理が行われた撮影画像（原画像）に微分値が連続である階調変換曲線を用いたクリッピング処理を行うクリッピング回路７０１ｂと、特徴量抽出回路７０１ａにて得られた特徴量に基づいてクリッピング回路７０１ｂでの処理後画像に階調変換処理を行う階調変換回路７０１ｃとを含んでなる。
【０１４２】
そこで、上述のようなＸ線撮影装置７００において、まず、メインメモリ１０９には、ＣＰＵ１０８での各種処理実行に必要なデータや処理プログラム等が予め記憶されると共に、ＣＰＵ１０８の作業用としてのワークメモリを含むものである。メインメモリ１０９に記憶される処理プログラム、特に、階調変換曲線の作成のための処理プログラムとして、ここでは例えば、図１１のフローチャートに従った処理プログラムを用いる。
したがって、ＣＰＵ１０８は、上記処理プログラム等をメインメモリ１０９から読み出して実行することで、操作パネル１１０からの操作に従った、以下に説明するような本装置全体の動作制御を行う。
【０１４３】
尚、上記図１０のＸ線撮影装置７００において、上記図１のＸ線撮影装置１００と同様に機能する箇所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１４４】
ステップＳ８００：
先ず、Ｘ線発生回路１０１は、被検査体１０３に対してＸ線ビーム１０２を放射する。この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、２次元Ｘ線センサ１０４によりＸ線画像として出力される。ここでは、２次元Ｘ線センサ１０４から出力されるＸ線画像を、例えば、胸部画像とする。
次に、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、それを前処理回路１０６に供給する。
前処理回路１０６は、データ収集回路１０５からの信号（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で前処理が行われたＸ線画像信号は原画像の情報として、ＣＰＵ１０８の制御により、ＣＰＵバス１１５を介して、メインメモリ１０９、及び画像処理回路７０１にそれぞれ転送される。
そして、画像処理回路７０１は、ＣＰＵ１０８の制御によって転送されてきた原画像に対して、次のステップＳ８０１〜Ｓ８０３の処理を実行する。
【０１４５】
ステップＳ８０１：
先ず、特徴量抽出回路７０１ａは、ＣＰＵ１０８の制御によって転送されてきた原画像（対象画像）に対して、照射領域外の領域内の画素値と、す抜け領域（Ｘ線が直接センサ上にあたっている領域）及び該す抜け領域と一定間隔内で接する領域（体領域）内の画素値とを、例えば、画素値”０”で置き換える。具体的には、対象画像ｆ（ｘ，ｙ）、、上記の体領域を削除する際の一定間隔幅を決定する定数ｄ１，ｄ２を持って、
【０１４６】
【数２９】
0004146958.tif 000030
【０１４７】
なる式（４５）に従って画素値の変換を行う。この式（４５）において、”ｓｇｎ（ｘ，ｙ）”は、実験等により決定される定数Ｔｈ１を持って、
【０１４８】
【数３０】
0004146958.tif 000031
【０１４９】
なる式（４６）によって示される。
そして、特徴量抽出回路７０１ａは、式（４５）によって得た画像ｆ１（ｘ，ｙ）において、最大の画素値ｍａｘを抽出し、それを特徴量ｍａｘとする。具体的には例えば、全画素値の累積ヒストグラムを作成し、その所定点（上位５％点等）を最大値とする。或いは、全画素値をソートし、その所定点（上位５％点等）を最大値とする。
【０１５０】
ステップＳ８０２：
次に、クリッピング回路７０１ｂは、対象画像ｆ（ｘ，ｙ）に対して、例えば、図１２に示すような階調変換曲線Ｆ（）を用いて、
【０１５１】
【数３１】
0004146958.tif 000032
【０１５２】
なる式（４７）に従ったクリッピング処理を行う。これにより、対象画像ｆ（ｘ，ｙ）において、ノイズ領域である画素値ｇ１以下とｇ２以上の領域の画素値が一定値に置き換えられる。
ここで、階調変換曲線Ｆ（）は、その微分値が連続であり、例えば、上述した第１の実施の形態での構成によって得られたものである。
【０１５３】
ステップＳ８０３：
そして、階調変換回路７０１ｃは、図１３に示すような階調変換曲線Ｆ１（）を用いて、クリッピング回路７０１ｂでの処理後画像ｆ２（ｘ，ｙ）に対して、特徴抽出回路７０１ａにて算出された特徴量ｍａｘが、例えば、１．８の濃度となるような画像の階調変換を行う。これにより得られる階調変換後の画像ｆ３（ｘ，ｙ）は、
【０１５４】
【数３２】
0004146958.tif 000033
【０１５５】
なる式（４８）により示される。
【０１５６】
ステップＳ８０４：
上述のようにして画像処理回路７０１にて得られた処理後画像ｆ３（ｘ，ｙ）は、ＣＰＵ１０８の制御により、画像表示器１１１で表示されたり、フィルム上に出力されたりする。
【０１５７】
上述のように、本実施の形態では、従来のように、クリッピングする領域内の画素値を全て同一の画素値とするのではなく、その領域内の所定値範囲（ここでは画素値ｇ１以下とｇ２以上の範囲）の画素領域（ノイズ領域）を一定画素値とする構成としているので、ノイズ領域がちらつくことを防ぐことができる。また、微分値が連続である階調変換曲線を用いてのクリッピング処理を行う構成としているので、クリッピングされる画素値領域とその画素値領域と接するクリッピングしない画素領域の境界に偽輪郭が生じることを防ぐことができる。これにより、良好な状態で撮影画像の観察を行うことができ、例えば、Ｘ線撮影画像を用いた診断において、誤診断を確実に防ぐことができ、診断能の向上を図ることができる。
【０１５８】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、複数の直線に円を内接して、対象画像（Ｘ線撮影画像等）に対して階調変換処理を行う際に用いる階調変換曲線を作成する。これにより得られた階調変換曲線は、その微分値が連続したものとなる。
具体的には例えば、操作者から入力された情報（直線の傾き及び領域等のパラメータ）に基づいた第１の直線及び第２の直線（基本線）に円を内接して階調変換曲線を作成する。これにより、階調変換曲線の微分値を連続に保つことができるため、階調変換曲線の微分値の不連続点による偽輪郭等の発生を確実に防ぐことができる。
また、それぞれの基本線の長さで決まる点を円の内接点とするように構成すれば、内接点を人為的に入力する必要はなく、正確な内接点を自動的に得ることができる。これにより、安定した階調変換曲線を作成することができる。
また、操作者からの入力に基づいて階調変換曲線の作成を行うように構成すれば、階調変換曲線を自在に変更することができ、所望する階調変換曲線を確実に得ることができる。
また、作成された階調変換曲線を表示するように構成すれば、操作者は、その階調変換曲線を確認しながら、階調変換曲線の傾きを調整する等の操作を行って、階調変換曲線を自在に変更することができるため、所望する階調変換曲線を確実に且つ容易に得ることができる。
【０１５９】
また、本発明の実施の形態では、対象画像（Ｘ線撮影画像等）と、その平滑化画像（低周波成分の画像）との差分（高周波成分の画像）を得て、これを対象画像、又はその階調変換処理後の画像（階調変換画像）に足し込むように構成した。これにより、例えば、階調変換画像の高周波成分の振幅を、階調変換処理前の該画像の高周波成分の振幅に保持することができるため、診断等に有効な濃度領域の高周波成分の振幅が小さくなることによる有益情報の消失等を確実に防ぐことができる。
また、階調変換処理に用いる階調変換曲線として、微分値連続な階調変換曲線を作成するように構成すれば、偽輪郭等が生じることなく、対象画像の任意の階調領域の濃度分布幅を圧縮、伸張することができ、高周波成分を強調することができる。
また、平滑化画像を、モルフォロジカルフィルタを用いて得るように構成すれば、対象画像のエッジ構造を保持することができ、アンダーシュートやオーバーシュートが起きることを防ぐことができる。
また、平滑化画像を、濃度平均値を用いて得るように構成すれば、処理時間の短縮を図ることができる。
【０１６０】
また、本発明の実施の形態では、対象画像（Ｘ線撮影画像等）において、センサの有効領域外の欠陥画素領域内の画素のうち、所定範囲の値を有する画素の値を一定値に変換する。このように、クリッピングする領域内の画素値を全て同一の画素値とするのではなく、その領域内の所定値範囲の画素領域（ノイズ領域）を一定画素値とする構成としたので、ノイズ領域がちらつくことを防ぐことができる。これにより、良好な状態で撮影画像の観察を行うことができ、例えば、Ｘ線撮影画像を用いた診断において、誤診断を確実に防ぐことができ、診断能の向上を図ることができる。
また、微分値が連続である階調変換曲線を用いてのクリッピング処理を行う構成とすれば、クリッピングされる画素値領域とその画素値領域と接するクリッピングしない画素領域の境界に偽輪郭が生じることを防ぐことができる。これにより、さらに良好な状態で撮影画像の観察を行うことができる。
【０１６１】
よって、階調変換処理に用いる階調変換曲線の傾き等を自在に調節することができ、対象画像に対して最適な階調変換曲線を取得することができるため、最適な階調変換処理を行うことができ、良好な処理後画像を得ることができる。また、対象画像の高周波成分の振幅を保持したまま、該画像の濃度分布の幅を自在に調節することができるため、良好な処理後画像を得ることができる。また、対象画像に対して、偽輪郭等が発生しないクリッピング処理を行うことができるため、良好な処理後画像を得ることができる。これは、特に、Ｘ線撮影等に対して有効である。
【０１６２】
尚、本発明の目的は、上述した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、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。
【０１６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明よれば、階調変換処理に用いる階調変換曲線の傾き等を自在に調節することができ、対象画像に対して最適な階調変換曲線を取得することができるため、最適な階調変換処理を行うことができる。
また、対象画像の高周波成分の振幅を保持したまま、該画像の濃度分布の幅を自在に調節することができるため、良好な処理後画像を得ることができる。
また、対象画像に対して、偽輪郭等が発生しないクリッピング処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態において、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】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】上記Ｘ線撮影装置の階調変換曲線作成回路にて得られる階調変換曲線の一例を説明するための図である。
【図４】上記階調変換曲線作成回路にて階調変換曲線を作成する処理を説明するための図である。
【図５】上記階調変換曲線作成回路にて得られる階調変換曲線の他の例１を説明するための図である。
【図６】上記階調変換曲線作成回路にて得られる階調変換曲線の他の例２を説明するための図である。
【図７】第２の実施の形態において、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８】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９】上記Ｘ線撮影装置の階調変換曲線作成回路にて得られる階調変換曲線の一例を説明するための図である。
【図１０】第３の実施の形態において、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１１】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１２】上記Ｘ線撮影装置のクリッピング回路にて用いる階調変換曲線の一例を説明するための図である。
【図１３】上記Ｘ線撮影装置の階調変換回路にて用いる階調変換曲線の一例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  画像表示器
１１２  画像処理回路
１１２ａ  階調変換曲線作成回路
１１２ｂ  階調変換回路
４００  Ｘ線撮影装置
４０１  ＤＲＣ（ダイナミックレンジ圧縮）回路
４０１ａ  階調変換曲線作成回路
４０１ｂ  微係数計算回路
４０１ｃ  階調変換回路
４０１ｄ  平滑化画像作成回路
４０１ｅ  高周波成分作成回路
４０１ｆ  高周波成分足し込み回路
７００  Ｘ線撮影装置
７０１  画像処理回路
７０１ａ  特徴量抽出回路
７０１ｂ  クリッピング回路
７０１ｃ  階調変換回路
【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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