(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を置かずに画像全体で一様となるようなＸ線の撮影線量を、種々変更して撮影された複数の画像データを用いて理想のステップ画像データを作成し、
前記複数の画像データのそれぞれを用いて、ノイズデータを作成し、
前記複数の画像データよりシステム劣化作用素を作成し、
前記理想のステップ画像に、前記システム劣化作用素を作用させることにより劣化画像データを作成し、
前記劣化画像データに、前記ノイズデータを付加して観測画像データを作成し、
前記観測画像データと前記理想ステップ画像データに基づき、空間フィルタを作成することを特徴とする空間フィルター作成方法。
【請求項２】
前記複数の画像データのそれぞれの平均値を用いて前記理想のステップ画像データを作成することを特徴とする請求項１記載の空間フィルター作成方法。
【請求項３】
前記システム劣化作用素は、実測したＭＴＦデータより作成されたシステム劣化の空間フィルターであることを特徴とする請求項１記載の空間フィルター作成方法。
【請求項４】
前記複数の画像データのそれぞれの平均値から前記複数の画像データのそれぞれの値を引いたノイズデータを作成することを特徴とする請求項１記載の空間フィルター作成方法。
【請求項５】
放射線画像を撮影する撮影手段と、
前記放射線画像に対して空間フィルターを用いて補正処理を補正処理手段を有する放射線画像処理装置であって、
前記空間フィルターは、
被写体を置かずに画像全体で一様となるようなＸ線の撮影線量を、種々変更して前記撮影手段により撮影された複数の画像データを用いて理想のステップ画像データを作成し、
前記複数の画像データのそれぞれを用いて、ノイズデータを作成し、
前記複数の画像データより前記放射線画像処理装置のシステム劣化作用素を作成し、
前記理想のステップ画像に、前記システム劣化作用素を作用させることにより劣化画像データを作成し、
前記劣化画像データに、前記ノイズデータを付加して観測画像データを作成し、
前記観測画像データと前記理想ステップ画像データに基づき作成されることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項６】
コンピュータで読み取り可能にプログラムが記録されている記録媒体であって、
被写体を置かずに画像全体で一様となるようなＸ線の撮影線量を、種々変更して撮影された複数の画像データを用いて理想のステップ画像データを作成し、
前記複数の画像データのそれぞれを用いて、ノイズデータを作成し、
前記複数の画像データよりシステム劣化作用素を作成し、
前記理想のステップ画像に、前記システム劣化作用素を作用させることにより劣化画像データを作成し、
前記劣化画像データに、前記ノイズデータを付加して観測画像データを作成し、
前記観測画像データと前記理想ステップ画像データに基づき、空間フィルタを作成するプログラムが記憶されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間フィルターの作成方法、記録媒体および空間フィルタを用いた処理を行う放射線画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像撮影システムによって取得される画像にはセンサーをはじめとした種々の要因によるぼけなどの劣化が含まれており、更にノイズも加わっている。
【０００３】
これを修復するために様々な画像復元の手法が考えられているが、この中の１つの手法として重回帰法を用いた手法が知られている。(例えば、“N.Otsu and T.Kasvand: 「Image restration by multiple regression analysis aproach」,ICPR(International Conference on Pattern Recognition),pp.155〜157(July 1984)参照)
【０００４】
図9を用いてこの重回帰法を用いた従来例について説明する。
【０００５】
原画像を画像撮影システムで撮影し、観測画像を示す画像データを得る。この観測画像には画像撮影システムのシステムの劣化およびノイズが含まれる。この観測画像に復元フィルターをかけることによって復元画像を作成する。
【０００６】
重回帰法では図4に示すように復元画像と原画像との平均２乗誤差が最小となるように復元フィルターの係数を決定する。
【０００７】
平均２乗誤差は全標本点についての平均をとる。
【０００８】
このようにして求められた復元フィルターには、システム劣化によってボケたエッジを修復する作用の規準とノイズを増大させてしまう副作用を押さえる規準の両方が含まれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の重回帰法によって空間フィルターを求める場合、平坦な部分にエッジを含むステップ状の物体が写し込まれている画像を撮影して得られた画像を観測画像とし、そのステップは理想的なステップであるとみなしてそれを原画像としていた。
【００１０】
ところが実際には写し込まれたステップはあくまで現実的なステップであって、そのステップ状の物体の平坦な部分とエッジは理想的な平坦、エッジとはくい違っている。
【００１１】
また、画像中に常に必要なステップ状の物体が写し込まれているわけではなく、適応範囲は限られている。
【００１２】
本発明は、理想的なステップ画像によって最適化された空間フィルターを用いた処理を行うシステム用の空間フィルターを作成することを目的とする。
【００１３】
また、システム劣化を修復し過度にノイズを増大させない空間フィルターを用いて放射線画像のエッジを修復することにより良好な医用画像を提供することができる放射線画像処理装置を提供することを他の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本願の発明は以下の構成を有することを特徴とする。
【００１５】
即ち、本発明の空間フィルター作成方法は、被写体を置かずに画像全体で一様となるようなＸ線の撮影線量を、種々変更して撮影された複数の画像データを用いて理想のステップ画像データを作成し、前記複数の画像データのそれぞれを用いて、ノイズデータを作成し、前記複数の画像データよりシステム劣化作用素を作成し、前記理想のステップ画像に、前記システム劣化作用素を作用させることにより劣化画像データを作成し、前記劣化画像データに、前記ノイズデータを付加して観測画像データを作成し、前記観測画像データと前記理想ステップ画像データに基づき、空間フィルタを作成することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の放射線画像処理装置は、放射線画像を撮影する撮影手段と、前記放射線画像に対して空間フィルターを用いて補正処理を補正処理手段を有する放射線画像処理装置であって、前記空間フィルターは、被写体を置かずに画像全体で一様となるようなＸ線の撮影線量を、種々変更して前記撮影手段により撮影された複数の画像データを用いて理想のステップ画像データを作成し、前記複数の画像データのそれぞれを用いて、ノイズデータを作成し、前記複数の画像データより前記放射線画像処理装置のシステム劣化作用素を作成し、前記理想のステップ画像に、前記システム劣化作用素を作用させることにより劣化画像データを作成し、前記劣化画像データに、前記ノイズデータを付加して観測画像データを作成し、前記観測画像データと前記理想ステップ画像データに基づき作成されることを特徴とする。
更に、本発明の記録媒体は、コンピュータで読み取り可能にプログラムが記録されている記録媒体であって、被写体を置かずに画像全体で一様となるようなＸ線の撮影線量を、種々変更して撮影された複数の画像データを用いて理想のステップ画像データを作成し、前記複数の画像データのそれぞれを用いて、ノイズデータを作成し、前記複数の画像データよりシステム劣化作用素を作成し、前記理想のステップ画像に、前記システム劣化作用素を作用させることにより劣化画像データを作成し、前記劣化画像データに、前記ノイズデータを付加して観測画像データを作成し、前記観測画像データと前記理想ステップ画像データに基づき、空間フィルタを作成するプログラムが記憶されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を用いて本実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本実施形態の放射線画像処理システムの一例の全体構成を示す概略図である。
【００１９】
4.X線発生装置制御部により制御された3.X線源より発生したX線は2.患者を透過して1.X線センサーにより検知される。検知されたX線はディジタルX線画像として5.画像入力部に入力される。入力されたディジタルX線画像は7.画像処理部によってX線センサーの補正処理、階調処理、空間フィルタリング処理等の画像処理がなされる。画像処理のなされたディジタルX線画像は9.診断モニターに表示されたり8.画像保存部に保存されたり11.ネットワークを介して12.プリンター、13.診断ワークステーション、14.画像データベースに出力されたりする。表示、出力された画像が満足のいくものでなかった場合には画像処理パラメータを変えるなどしながら画像処理、表示を繰り返し行う。以上の操作は10.操作部によって行われる。
【００２０】
このようなシステムで動作する復元処理のフィルター係数を決定する実施形態を図2の処理の流れに従って説明していく。
【００２１】
(S21)理想のステップ画像を作成する
実験データより理想のステップ画像を作成する。ここでの実験データは図5に示すデータを用いる。このデータは被写体となる物体を置かずに画像全体が一様になるようにしてX線の撮影線量を各種変更して撮影された画像である。これらの各画像の平均値を求め各画像からその平均値を引いた画像をノイズ画像とする。
【００２２】
理想ステップ画像は図6に示すように各画像の平均値を順次並べていくことによって作成する。ここでの並べ方、各画像に割り当てる区間の長さなどは規則的にしてもよいし、不規則であってもかまわない。また同じ画像を何度用いてもかまわない。
【００２３】
(S22)システム劣化作用素を作成する
実験データをもとにシステム劣化作用素を作成する。ここでの実施形態では図７に示すようにシステムのMTF(Modulation Transfer Function)を測定して得られたデータを用いて、これをフーリエ逆変換することによってシステム劣化に相当するボケを起こす空間フィルターを作成することができる。
【００２４】
(S23)劣化画像を作成する
(S21)で作成した画像に(S22)のシステム劣化作用素を作用させる。ここでの実施形態では図３に示すように理想ステップ画像にボケの空間フィルターをかけることによってボケた劣化画像を作成する。
【００２５】
(S24)観測画像を作成する
(S23)で作成した劣化画像に(S21)で求めたノイズ画像を加える。加えるのは、各線量画像の区間でその線量のノイズ画像を加える。
【００２６】
(S25)復元フィルターを作成する
(S21)で作成した理想ステップ画像と(S24)で作成した観測画像を使って復元フィルターを作成する。これを具体的に数式を用いて説明する。
【００２７】
【外１】
0003733263.tif 000002
【００２８】
ここまでで用いた画像データ(理想ステップ画像、劣化画像、観測画像等)が2次元ベクトルであれば求まるフィルターも2次元ベクトルとして直接2次元空間フィルターが求まるが、１次元ベクトルの画像データを用いれば求まる復元フィルターも1次元空間フィルターである。この場合には1次元空間フィルターを2次元空間フィルターに拡張しなければならない。
【００２９】
図8に示すように求まった1次元空間フィルターの周波数特性を計算し、この周波数特性を原点のまわりに回転させることによって2次元周波数特性を求める。この2次元周波数特性を2次元フーリエ逆変換することによって求める2次元空間フィルターが得られる。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態では、重回帰法によって空間フィルターを求めるためのステップは撮影された画像に写し込まれたステップ状の物体のステップを用いるのではなく、実験データをもとにした数値データとして作成されたステップを用いる。そして、これに実験データより求めた劣化を加える。さらにノイズデータも実験データをもとに作成された劣化作用をステップデータに加える。この数値データに対して重回帰法を適用して空間フィルターを求める。
【００３１】
このようにして求められた空間フィルターは数値データによる理想のステップ及び実験データをベースにしたノイズが用いられているので、理想のステップに戻す復元の規準と現実のノイズを抑制するノイズ抑制の規準とを満たすものとなっている。またノイズも線量によってノイズレベルが違うが、これも含めたノイズ抑制の規準となっている。
【００３２】
つまり、復元フィルターを作成するための規準の中にはシステム劣化によってボケたエッジを修復する作用の規準とノイズを増大させてしまう副作用を押さえる規準の両方が含まれており、しかもその規準は実際に測定された実験データより決まるので実際のシステムに即してシステム劣化を修復し過度にノイズを増大させないフィルターを作成することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本願第１の発明によれば、理想的なステップ画像によって最適化された空間フィルターを用いた処理を行うシステム用の空間フィルターを作成することができる。
【００３４】
また、本願第２の発明によれば、システム劣化を修復し過度にノイズを増大させない空間フィルターを用いて放射線画像のエッジを修復することにより良好な医用画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】システム構成例の図
【図２】処理の流れ
【図３】復元のモデルを表わす概念図
【図４】復元の誤差を表わす概念図
【図５】実験画像データを表わす概念図
【図６】理想ステップ画像を表わす概念図
【図７】  MTFデータよりシステム劣化作用素の作成を表わす概念図
【図８】  1次元空間フィルターから2次元空間フィルターへの拡張を表わす概念図
【図９】従来の重回帰法によって空間フィルターを作成する処理を説明する図。
【図１】
0003733263.tif 000003
【図２】
0003733263.tif 000004
【図３】
0003733263.tif 000005
【図４】
0003733263.tif 000006
【図５】
0003733263.tif 000007
【図６】
0003733263.tif 000008
【図７】
0003733263.tif 000009
【図８】
0003733263.tif 000010
【図９】
0003733263.tif 000011