JP3785817B2

JP3785817B2 - Radiographic image processing device

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Publication number: JP3785817B2
Application number: JP20322598A
Authority: JP
Inventors: 亜紀子柳田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: JP2000033082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線画像の画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、銀塩フィルムを使用せずに、輝尽性蛍光体やＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）等の放射線ディテクタから放射線画像をディジタル信号として直接取り出す放射線画像生成方法が用いられるようになってきている。そして、更に、前記放射線画像生成方法で得られた放射線画像をより見やすくする目的で、各種画像処理が施されるようになってきている。
【０００３】
図１３は放射線画像検出処理装置の構成概念図である。図において、放射線発生器３０はコントロール部１０により制御されて、放射線発生器３０から放射された放射線は、被写体５を透過して放射線画像読取器４０の前面に装着されている放射線画像検出器に照射される。放射線画像読取器４０は、該放射線画像検出器に記録された画像を読み出して所定の画像処理を行なう。
【０００４】
この種の放射線画像処理装置では、特開昭５５−１１６３４０で示されるように、画像全体のヒストグラム（度数分布）の最大値、最小値が所定濃度で出力されるように階調処理条件を決定している。また、特開平５−７５７８で示されるように、人体の解剖学的構造に対応する関心領域を設定し、関心領域内の画像データに基づいて画像処理条件を決定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の装置では、以下のような問題がある。
一般に、医療診断に用いられる人体の放射線画像（一般的にはＸ線画像）の撮影技法においては、診断上最も重要な人体部分を中心に放射線を照射する。しかし、放射線画像内には、それ以外にも、診断上の重要性の低い周囲の人体部分や、放射線防護具等の診断に関係のない部分も写り込んでいることが普通である。
【０００６】
そのため、前述のように照射野全体の画像データに基づいて画像処理条件を決定すると、診断上必要でない画像部分の信号の影響により、診断上最も重要な画像部分が適切に描写されない可能性がある。また、人体の解剖学的構造に対応する関心領域を設定する方式では、撮影部位、体位毎に異なるアルゴリズムが必要である。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第１に診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現でき、第２に一種類のアルゴリズムで、多種多様な撮影部位・体位に適用でき、第３に両脚撮影等の特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる放射線画像の画像処理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決する本発明は、
（１）被写体を透過した放射線により生成された放射線画像の画像処理装置において、放射線の照射野領域を認識する照射野認識手段と、認識された照射野領域に含まれ、かつ前記照射野領域の中心点を含み、前記照射野領域に基づいた所定の大きさの関心領域を自動設定する関心領域設定手段と、設定された関心領域付近の画像データに基づいて、前記関心領域を修正する関心領域修正手段と、修正された関心領域内の画像データに基づいて画像処理条件を決定する画像処理条件決定手段とを有し、決定された画像処理条件に基づいて画像処理を施すことを特徴とする。
【０００９】
この発明の構成によれば、関心領域修正手段が最適な関心領域を選択するので、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、１種類のアルゴリズムで、多種多様な撮影部位・体位に適用することができる。
【００１０】
（２）この場合において、前記関心領域修正手段が、設定された関心領域付近の画像データを解析することにより、前記関心領域に所望の被写体が含まれるか否かを検査する関心領域検査手段と、該関心領域の検査結果に基づいて前記関心領域の修正条件を決定する修正条件決定手段とを有することを特徴としている。
【００１１】
この発明の構成によれば、関心領域検査手段により被写体が含まれているかどうかを検査し、修正条件決定手段が関心領域の検査結果に基づいて関心領域の修正条件を決定するので、最適な関心領域が選択され、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、両脚撮影等、診断上最も重要な人体部分が照射野中央に存在しないような特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる。
【００１２】
（３）また、前記関心領域修正手段が、前記関心領域の近傍の画像データを解析することにより、所望の被写体が含まれる確信度の高い候補領域を検出する候補領域検出手段と、修正後の関心領域が前記候補領域の少なくとも一部を含むように前記関心領域の修正条件を決定する修正条件決定手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
この発明の構成によれば、候補領域検出手段により所望の被写体が含まれる確信度の高い候補点を検出し、修正条件決定手段により少なくとも候補領域の少なくとも一部を含むように修正条件を決定するので、最適な関心領域が選択され、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、両脚撮影等の特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる。
【００１４】
（４）また、前記関心領域設定手段が、前記照射野領域の面積の１／２０から１／２の面積を有する関心領域を設定することを特徴としている。
この発明の構成によれば、関心領域設定手段が照射野領域の面積の１／２０から１／２の面積を有する関心領域を設定するので、目的とする関心領域を選択することができる。
【００１５】
（５）また、前記関心領域設定手段が、前記照射野領域の大きさに基づいて前記関心領域の大きさを決定することを特徴としている。
この発明の構成によれば、関心領域設定手段が照射野領域の大きさに基づいて関心領域の大きさを決定するので、常に所望の関心領域を得ることができる。
【００１６】
（６）また、前記画像処理条件決定手段が、前記修正された関心領域内の人体部分の信号値に対応する代表信号値を決定し、前記代表信号値に基づいて画像処理条件を決定することを特徴としている。
【００１７】
この発明の構成によれば、修正された人体部分の信号値に対する代表信号値を決定し、この代表信号値に基づいて画像処理条件を決定するので、最適な画像処理条件で画像処理を行なうことができる。
【００１８】
（７）更に、前記画像処理が階調処理であることを特徴としている。
この発明の構成によれば、画像処理として階調処理を用いることにより、撮影された画像の階調を好ましいものに変えることができる。
【００１９】
【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例を詳細に説明する。
図１は本発明を実施する放射線画像検出処理装置の中の放射線検出器に相当する撮像パネルの構成例を示すブロック図である。全体構成は図１３に示したものを用いるものとする。ここでは、複数の検出素子を２次元的に配列させて放射線画像を読み取るＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）を用いている。撮像パネル４１は所定の剛性を得られる厚みを有するだけの基板を有しており、この基板上には照射された放射線の線量に応じて電気信号を出力する検出素子４１２−(1,1)〜４１２−(m,n)が２次元配置されている。また、走査線４１５−1〜４１５−ｍと信号線４１６−1〜４１６−nが例えば直交するように配設される。
【００２０】
撮像パネル４１の走査線４１５−1〜４１５−ｍは、走査駆動回路４４と接続されている。走査駆動回路４４から走査線４１５−1〜４１５−ｍの内の１つ走査線４１５−p（ｐは１〜ｍのいずれかの値）に読み出し信号ＲＳが供給されると、この走査線４１５−pに接続された検出素子から照射された放射線の線量に応じた電気信号ＳＶ−1〜ＳＶ−nが出力されて、信号線４１６−1〜４１６−nを介して画像データ生成回路４６に供給される。
【００２１】
本実施例における検出素子４１２は、照射された放射線（一般的にはＸ線）の線量に応じた電気信号を出力するものであればよい。例えば、放射線が照射されたときに電子−正孔対が生成されて抵抗値が変化する光導電層を有し、この光導電層で生成された電荷が電荷蓄積コンデンサに蓄えられ、蓄えられた電荷が電気信号として読み出せるようにしてもよい。また、放射線が照射された時に蛍光を生じるシンチレータ等を有し、フォトダイオードにより、このシンチレータで生じた蛍光強度に基づく電気信号を生成するようにしてもよい。
【００２２】
画像データ生成回路４６では、後述する読取制御回路４８からの出力制御信号ＳＣに基づき供給された電気信号ＳＶが順次選択されて、ディジタルの画像信号とされる。このディジタル画像信号である画像データＤＴは、読取制御回路４８に供給される。
【００２３】
読取制御回路４８はコントロール部１０（図１３参照）と接続されており、コントロール部１０から供給された制御信号ＣＴＤに基づいて走査制御信号ＲＣや出力制御信号ＳＣが生成される。この走査制御信号ＲＣが走査駆動回路４４に供給されて、走査制御信号ＲＣに基づき走査線４１５−1〜４１５−ｍに対しての読取信号ＲＳの供給が行われる。
【００２４】
また、出力制御信号ＳＣは、画像データ生成回路４６に供給される。この読取制御回路４８からの走査制御信号ＲＣや出力制御信号ＳＣによって、例えば撮像パネル４１が上述のように（ｍ×ｎ）個の検出素子４１２で構成されている場合には、検出素子４１２−(1,1)〜４１２−(m,n)からの電気信号ＳＶに基づくデータをＤＰ（１，１）〜ＤＰ（ｍ，ｎ）とすると、データＤＰ（１，１）、ＤＰ（１，２）、…ＤＰ（１，ｎ）、ＤＰ（２，１）、…、ＤＰ（ｍ，ｎ）の順とし、画像データＤＴが生成されて画像データ生成回路４６から読取制御回路４８に供給される。また、読取制御回路４８では、この画像データＤＴをコントロール部１０に送出する処理も行われる。
【００２５】
放射線画像読取器４０（図１３参照）で得られた画像データＤＴは、読取制御回路４８を介してコントロール部１０に供給される。なお、放射線画像読取器４０で得られた画像データをコントロール部１０に供給する際に対数変換処理を行なった画像データを供給すれば、コントロール部１０における画像データの処理を簡単にすることができる。
【００２６】
次に、コントロール部１０の構成を図２に示す。コントロール部１０の動作を制御するためのＣＰＵ１１には、システムバス１２と画像バス１３が接続される。なお、コントロール部１０の動作を制御するためのＣＰＵ１１は、メモリ１４に記憶された制御プログラムに基づいて動作が制御される。
【００２７】
システムバス１２と画像バス１３には、表示制御回路１５、フレームメモリ制御回路１６、入力インタフェース１７、出力インタフェース１８、撮影制御回路１９、ディスク制御回路２０等が接続されており、システムバス１２を利用してＣＰＵ１１によって各回路の動作が制御されると共に、画像バス１３を介して各回路間での画像データの転送が行われる。
【００２８】
フレームメモリ制御回路１６には、フレームメモリ２１が接続されており、放射線画像読取器４０で得られた画像データが撮影制御回路１９やフレームメモリ制御回路１６を介して記憶される。フレームメモリ２１に記憶された画像データは、読み出されて表示制御回路１５やディスク制御回路２０に供給される。
【００２９】
表示制御回路１５には、画像表示装置２２が接続されており、画像表示装置２２の画面上に表示制御回路１５に供給された画像データに基づく放射線撮影画像が表示される。ここで、放射線画像読取器４０の画素数よりも画像表示装置２２の表示画素数が少ない場合には、画像データを間引きして読み出すことにより、画面上に撮影画像全体を表示させることができる。また、画像表示装置２２の表示画素数分に相当する領域の画像データを読み出すものとすれば、所望の位置の撮影画像を詳細に表示させることができる。
【００３０】
フレームメモリ２１からディスク制御回路２０に画像データが供給される際には、例えば連続して画像データが読み出されて、ディスク制御回路２０内のＦＩＦＯメモリに書き込まれ、その後、順次ディスク装置２３に記録される。更に、フレームメモリ２１から読み出された画像データやディスク装置２３から読み出された画像データを出力インタフェース１８を介して外部機器１００に供給することもできる。
【００３１】
画像処理回路２６は、本発明に係る部分であり、放射線画像読取器４０から撮影制御回路１９を介して供給された画像データＤＴの階調処理が行われる。また、周波数強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理、及び拡大／縮小、回転、移動、統計処理等を行なうようにしてもよい。なお、画像処理回路２６をＣＰＵ１１が兼ねる構成として、画像処理等を行なうこともできる。
【００３２】
入力インタフェース１７には、キーボード等の入力装置２７が接続されており、入力装置２７を操作することで、得られた画像データを識別するための情報や撮影に関する情報等の管理情報の入力等が行われる。出力インタフェース１８に接続される外部機器１００としては、レーザイメージャとも呼ばれる走査型レーザ露光装置が用いられる。この走査型レーザ露光装置では、画像データによりレーザビーム強度を変調し、従来のハロゲン化銀写真感光材料や熱現象ハロゲン化銀写真感光材料に露光したあと適切な現像処理を行なうことによって放射線画像のハードコピーが得られる。
【００３３】
なお、フレームメモリ２１には、放射線画像読取器４０から供給された画像データを記憶するものとしたが、供給された画像データをＣＰＵ１１で処理してから記憶するようにしてもよい。また、ディスク装置２３には、フレームメモリ２１に記憶されている画像データ、即ち放射線画像読取器４０から供給された画像データや、その画像データをＣＰＵ１１で処理した画像データを管理情報等と共に保存することができる。
【００３４】
次に、本発明が適用される輝尽性蛍光体システムについて説明する。
図３は本発明の放射線画像検出処理装置の一実施の形態例を示すブロック図である。放射線発生源５１は、放射線制御装置５２によって制御されて、被写体Ｍに向けて放射線（一般的にはＸ線）を照射する。記録読取装置５３は、被写体を挟んで放射線発生源５１と対向する面に輝尽性蛍光体を有する放射線画像変換パネル５４を備えており、この変換パネル５４は放射線発生源５１からの照射放射線量に対する人体各部の放射線透過率分布に従ったエネルギーを輝尽性蛍光体層に蓄積し、そこに人体各部の潜像を形成する。
【００３５】
前記変換パネル５４は、支持体上に輝尽性蛍光体層を、輝尽性蛍光体の気層堆積、或いは輝尽性蛍光体塗料塗布によって設けてあり、該輝尽性蛍光体層は環境による悪影響及び損傷を遮断するために、保護部材によって遮蔽若しくは被覆されている。
【００３６】
光ビーム発生部（ガスレーザ、固体レーザ、半導体レーザ等）５５は、出射強度が制御された光ビームを発生し、その光ビームは種々の光学系を経由して走査器５６に到達し、そこで偏向を受け、更に反射鏡５７で光路を偏向させて、変換パネル５４に輝尽励起走査光として導かれる。
【００３７】
集光体５８は、輝尽励起光が走査される変換パネル５４に近接して光ファイバ又はシート状光ガイド部材からなる集光端が位置され、上記光ビームで走査された変換パネル５４からの潜像エネルギーに比例した発光強度の輝尽発光を受光する。５９は、集光体５８から導入された光から輝尽発光波長領域の光のみを通過させるフィルタであり、該フィルタ５９を通過した光は、フォトマルチプライヤ６０に入射して、その入射光に対応した電流信号に光電変換される。
【００３８】
フォトマルチプライヤ６０からの出力電流は、電流／電圧変換器６１で電圧信号に変換され、増幅器６２で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器６３でディジタルデータ（ディジタル放射線画像信号）に変換される。ここで、増幅器６２としては、一般的には、電流／電圧変換増幅器と対数変換増幅器（ｌｏｇアンプ）とを組み合わせたものを使用する。
【００３９】
そして、この被写体Ｍ各部の放射線透過量に比例するディジタル画像信号は、前記画像処理条件決定手段及び画像処理手段を含んでなる画像処理装置６４において、順次画像処理され、画像処理後の画像信号がインタフェース６６を介してレーザイメージャ等の外部機器６７に伝送されるようになっている。画像処理装置６４は本発明に係る部分である。
【００４０】
６５は画像処理装置６４における画像処理を制御するＣＰＵであり、Ａ／Ｄ変換器６３から出力されるディジタルの放射線画像データに対して種々の画像処理（例えば空間周波数処理、ダイナミックレンジの圧縮、階調処理、拡大／縮小処理、移動、回転、統計処理等）を画像処理装置６４において行ない、診断に適した形としてから外部機器６７に出力させ、レーザイメージャ等の外部機器６７で人体各部の放射線画像のハードコピーが得られるようにする。
【００４１】
なお、インタフェース６６を介して接続されるのは、ＣＲＴ等のモニタであってもよく、更に半導体記憶装置等の記憶装置（ファイリングシステム）であってもよい。６８は読取ゲイン調整回路であり、この読取ゲイン調整回路６８により光ビーム発生部５５の光ビーム強度調整、フォトマルチプライヤ用高圧電源６９の電源電圧調整によるフォトマルチプライヤ６０のゲイン調整、電流／電圧変換器６１と増幅器６２のゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換器６３の入力ダイナミックレンジの調整が行なわれ、放射線画像信号の読取ゲインが総合的に調整される。
【００４２】
なお、放射線画像生成手段は、上記ＦＰＤ又は輝尽性蛍光体ディテクタを用いる方法に限るものではなく、例えば放射線画像を記録した銀塩フィルムにレーザ、蛍光灯等の光源からの光を照射し、前記銀塩フィルムの透過光を光電変換してディジタル化することにより、放射線画像を生成してもよい。また、放射線量子計数型検出器を用いて放射線エネルギーを直接電気信号に変換して放射線画像を得る構成であってもよい。
【００４３】
本発明で得られた結果を磁気ディスクや光ディスク等のデータ保存装置に保存する場合には、処理画像データを記録してもよいが、各種画像処理条件を表わすデータを原画像データと対応付けて記録してもよい。例えば、原画像データを格納したファイルのヘッダ情報に前記画像処理条件を表わすデータを含めてもよい。また、間引き縮小データ、プロファイル情報、ヒストグラム情報、画像領域情報、及び信号領域情報等を表わすデータも前記ヘッダ情報に含めてもよい。これにより、一旦保存された画像に対する画像処理の再実行や、処理パラメータ等を変更しての再処理が容易になる。
【００４４】
本発明は上述したような装置を用いて画像データを得て、所定の処理条件に基づいて画像処理を行なうものである。本発明の画像処理の基本は、被写体を透過した放射線により生成された放射線画像の画像処理装置において、放射線の照射野領域を認識する照射野認識手段と、認識された照射野領域に含まれ、かつ前記照射野領域の中心点を含む関心領域を設定する関心領域設定手段と、設定された関心領域付近の画像データに基づいて、前記関心領域を修正する関心領域修正手段と、修正された関心領域内の画像データに基づいて画像処理条件を決定する画像処理条件決定手段とを有し、決定された画像処理条件に基づいて画像処理を施すものである。
【００４５】
これにより、関心領域修正手段が最適な関心領域を選択するので、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、１種類のアルゴリズムで多種多様な撮影部位・体位に適用することができる。
【００４６】
以下に本発明の具体例を説明する。一般に医療診断用の人体のＸ線画像の撮影においては、診断対象部分を照射野中央（Ｘ線が垂直に入射する）に置くのが常識である。そこで、本発明ではまず照射野領域に含まれ、かつ照射野領域の中心点を含む関心領域を設定する。但し、特殊な場合として、両腕／両脚撮影、肱関節側面、踵骨側面等の特定の部位では、診断対象が中央から外れることがある。このような場合に、本発明では、以下に示す手法によりそのような場合を想定して関心領域を修正するようにしている。
【００４７】
図４は本発明の動作説明図で、肘関節側面の画像を示している。以下に述べる処理の主体は、例えば図２の画像処理回路２６又はＣＰＵ１１であり、また図３の画像処理装置６４又はＣＰＵ６５である。
【００４８】
図において、７０は照射野、７１は関心領域周辺部、７２は関心領域中央部である。７３は被写体としての骨部である。本発明では、先ず照射野領域を認識する必要がある。
【００４９】
（照射野認識処理）
以下に、照射野認識処理動作について説明する。放射線画像の撮影に際しては、例えば診断に必要とされない部分に放射線が照射されないようにするため、或いは診断に必要とされない部分に放射線が照射されて、この部分で散乱された放射線が診断に必要とされる部分に入射されて分解能が低下することを防止するため、被写体５の一部や放射線発生器３０に鉛板等の放射線非透過物質を設置して、被写体５に対する放射線の照射野を制限する照射野絞りが行なわれる。
【００５０】
この照射野絞りが行なわれた場合、照射野内領域と照射野外領域の両方の画像データを用いて画像処理を行なうものとすると、照射野外領域の画像データによって、照射野内の診断に必要とされる部分の画像処理が適正に行われなくなってしまう。このため、照射野内領域と照射野外領域を判別する照射野認識処理が行なわれる。
【００５１】
照射野認識では、例えば特開昭６３−２５９５３８号で示される方法が用いられて、図５の（Ａ）に示すように撮像面上の所定の位置Ｐから撮像面の端部側に向かう線分上の画像データを用いて、例えば微分処理が行なわれる。この微分処理によって得られた微分信号Ｓｄは、（Ｂ）に示すように照射野エッジ部で信号レベルが大きくなるため、微分信号Ｓｄの信号レベルを判別して１つの照射野エッジ候補点ＥＰ１が求められる。
【００５２】
この照射野エッジ候補点を求める処理を、撮像面上の所定の位置を中心として放射状に行なうことにより、複数の照射野エッジ候補点ＥＰ１〜ＥＰｋが求められる。このようにして得られた複数の照射野エッジ候補点ＥＰ１〜ＥＰｋの隣接するエッジ候補点を直線或いは曲線で結ぶことにより照射野エッジ部が求められる。
【００５３】
また、特開平５−７５７９号で示される方法を用いることもできる。この方法では、撮像面を複数の小領域分割した時、照射野絞りによって放射線の照射が遮られた照射野外の小領域では、略一様に放射線の放射線量が小さくなり画像データの分散値が小さくなる。
【００５４】
また、照射野内の小領域では、被写体によって放射線量が変調されることから、照射野外に比べて分散値が高くなる。更に、照射野エッジ部を含む小領域では最も放射線量が小さい部分と被写体によって変調された放射線量の部分が混在することから、分散値は最も高くなる。このことから、分散値によって照射野エッジ部を含む小領域が判別される。
【００５５】
また、特開平７−１８１６０９号で示される方法を用いることもできる。この方法では、画像データを所定の回転中心に関して回転移動させて、平行状態検出手段によって照射野の境界線が画像上に設定された直交座標の座標軸と平行となるまで回転を行なうものとし、平行状態が検出されると、直線方程式算出手段によって回転角度と回転中心から境界線までの距離によって回転前の境界の直線方程式が算出される。
【００５６】
その後、複数の境界線に囲まれる領域を直線方程式から決定することで、照射野の領域を判別することができる。また、照射野エッジ部が曲線である場合には、境界点抽出手段で画像データに基づき例えば１つの境界点を抽出し、この境界点の周辺の境界候補点群から次の境界点を抽出する。以下、同様に境界点の周辺の境界候補点群から境界点を順次抽出することにより、照射野エッジ部が曲線であっても判別することができる。
【００５７】
（関心領域の設定）
１．再び図４の説明に戻る。前述の処理で照射野７０が決定されると、照射野の中心点を中心とする半径ｒ（２ｒ＝照射野の対角線長さ／３）の円形の関心領域を設定する。
【００５８】
ここで、関心領域として、例えば照射野領域の面積の１／２０から１／２の面積となるように設定することが好ましい。関心領域の面積が照射野領域の面積の１／２０よりも小さいと、関心領域に含まれる画素数が少なすぎるために処理精度が低下する可能性がある。また、１／２よりも大きいと、実質的に照射野全体の画像データを用いて処理するのに近くなり、「発明が解決しようとする課題」において説明した従来装置の問題点と同様な問題が生じる可能性がある。
【００５９】
また、関心領域の大きさを照射野領域の大きさに基づいて決定することが好ましい。これは、一般的な撮影技法として、目的とする診断領域が大きい場合には照射野を広く、小さい場合には照射野を狭くとるという事実を利用して、関心領域の大きさを目的とする診断領域の大きさに合わせるためである。
【００６０】
（関心領域の修正）
２．次に、関心領域を半径ｒ／２の円形の内側（中央部）７２と外側（周辺部）７１とに分割し、以下のうち少なくとも一方を満たす場合に関心領域が不適切と判断する。
▲１▼関心領域の中央部７２で直接放射線領域が所定の面積比を超える。
▲２▼関心領域の中央部７２の平均信号値が、関心領域の周辺部７１の平均値に比べて所定値以上大きい。
【００６１】
ここで、直接放射線領域とは、人体を透過せずに放射線が直接ディテクタに入射した部分であり、診断の対象である人体部分よりも高い信号値をもつ。直接放射線領域を他の領域から区別するための方法としては、先ず照射野全体の画像データのヒストグラムを作成し、例えば特開昭６３−２６２１４１号に示されるように、判別基準等を用いた自動しきい値選定法により、ヒストグラムを複数のピークにそれぞれ対応する複数の小領域に分割し、最も高信号の小領域を直接放射線部分に相当する信号領域とみなす方法がある。また、特開昭６１−２８７３８０号公報及び特開平２−２７２５２９号公報等に開示されている手法を用いて、最も高信号側のヒストグラムピークを検出して、直接放射線部分に相当する信号領域とみなす方法がある。
【００６２】
前述した▲１▼の条件を満たす場合には、ＲＯＩの大部分が直接放射線領域で占められており、目的とする診断領域から外れている可能性がある。また、▲２▼の条件を満たす場合には、目的とする診断領域がＲＯＩの中央に存在せず、部分的に外れている可能性がある。
【００６３】
３．関心領域が不適切な場合、関心領域の周辺部から外側に向かって上下左右４方向に設定した細長い矩形領域の信号値を調べる。
４．そして、信号値が小さくなる方向へ関心領域の中心をｒだけ移動する。例えば４方向の内の１つだけが信号値が小さい場合にはその方向に移動する。隣りあう２方向の信号値が小さい場合には、双方の真ん中である４５度の方向へ移動する。また、向かい合う２方向の信号値が小さい場合には中心を移動せず、関心領域を長径２ｒの楕円に変更する。
【００６４】
図６は関心領域の修正例を示す図である。（ａ）は隣りあう２方向が信号値が小さく、斜め方向に移動した場合を示し、（ｂ）は向かい合う２方向の信号値が小さく、関心領域を楕円に変更した場合を示す。（ａ）の場合には、肘関節側面画像等がこれに該当し、（ｂ）の場合には両下腿骨正面、両膝関節正面画像等がこれに該当する。
【００６５】
この実施の形態例によれば、設定された関心領域付近の画像データを解析して関心領域に所望の被写体が含まれているかどうかを検査し、関心領域の検査結果に基づいて関心領域の修正条件を決定するので、最適な関心領域が選択され、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、両脚撮影等の特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる。更に、１種類のアルゴリズムで多種多様な撮影部位・体位に適用することができる。
【００６６】
また、複数の候補領域から、所望の被写体が含まれる確信度の高い候補領域を検出し、少なくとも候補領域の少なくとも一部を含むように修正条件を決定するので、最適な関心領域が選択され、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、両脚撮影等の特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる。
【００６７】
（関心領域の修正のための別の方法）
本発明において、関心領域に所望の被写体が含まれるか否かを判断するための方法としては、前述した▲１▼、▲２▼に限定するものではなく、以下のような方法を用いることもできる。
【００６８】
▲１▼照射野全体の最小信号値と、関心領域内の平均信号値とを比較し、両者の差が所定以上あれば、関心領域内に所望の被写体が含まれないと判断する。例えば、骨部がうまく入っておれば、最小信号値に近くなる。
【００６９】
▲２▼照射野全体の最大信号値と、関心領域内の平均信号値とを比較し、両者の差が所定以下であれば、関心領域内に所望の被写体が含まれないと判断する。照射野全体の最大信号値は直接放射線領域と考えられるから、関心領域内の平均信号値が直接放射線領域とほぼ同じ値をとると所望の被写体は含まれないと考えてよい。
【００７０】
▲３▼直接放射線部分と人体部分の境界信号値を前述したヒストグラム解析により求めて、それと関心領域内の平均信号値とを比較して、両者の差が所定以下であれば、関心領域内に所望の被写体が含まれないと判断する。
【００７１】
▲４▼関心領域内の平均信号値が、照射野全体の累積ヒストグラム値の何パーセントに相当する信号値か計算する。ここで、パーセント値が所定以上あれば、所望の被写体が含まれないと判断する。関心領域が直接放射線領域に近いものである可能性があるからである。
【００７２】
また、関心領域が不適切と判断された場合の関心領域の修正方法についても、前述した手法に限定するものではなく、例えば以下のような手法により好ましい方向に修正することができる。
【００７３】
▲１▼関心領域辺縁部を含む４方向（又は８方向）の領域の平均信号値を調べ、平均信号値が小さい方向へ関心領域を移動する（又は広げる）。この４方向の例については、図６で説明した。
【００７４】
▲２▼関心領域を少し広げて、上記検査を行なう。そして、所望の被写体が含まれると判定されるまで繰り返す。この場合、広げた関心領域としても、最初に設定した関心領域と同様、例えば照射野領域の面積の１／２０から１／２の面積となるようにすることが好ましい。
【００７５】
また、関心領域の大きさを照射野領域の大きさに基づいて決定することが好ましい。
▲３▼関心領域を照射野全体に拡大する。関心領域がうまく見つからない場合には、この手法が有効である。
【００７６】
本発明の関心領域の形状は、上述の例で示した円形や楕円形の他に、正方形、長方形等いかなる形状であってもよいが、点対称な図形であることが好ましい。
本発明の関心領域設定手段及び関心領域修正手段は、以上説明したように、最初に照射野領域よりも小さい関心領域を設定した後にそれを修正する実施態様としてもよいが、最初に照射野領域と同等の大きさの関心領域を設定して、それを縮小する方向に修正を行なう実施態様としてもよい。
【００７７】
例えば、最初に照射野領域と等しい関心領域を設定し、照射野中央に向かって関心領域を少し狭めてから上述した検査を行ない、所望の被写体が含まれると判定される限りこれを繰り返すことにより、修正された関心領域を得るようにしてもよい。或いは、最初に照射野領域と等しい関心領域を設定し、次に関心領域を数個の小領域に等分し、等分された各小領域に対して上述した検査を行ない、所望の被写体が含まれる確信度の最も高い小領域を、修正された関心領域と定めるようにしてもよい。
【００７８】
以上、説明した方法により、修正された最適な関心領域が求まったら、修正された関心領域内の人体部分の信号値に対応する代表信号値を決定し、この代表信号値に基づいて画像処理条件を決定することができる。これによれば、修正された人体部分の信号値に対する代表信号値を決定し、この代表信号値に基づいて画像処理条件を決定するので、最適な画像処理条件で画像処理を行なうことができる。
【００７９】
代表信号値を決定するために、先ず関心領域内を人体部分とそれ以外の部分に分離する必要がある。
（直接放射線領域の判定及び除去）
標準的な人体画像では、画像は人体部分と直接放射線部分のみで構成されるので、上述したヒストグラム解析により直接放射線部分に相当する信号領域を求め、関心領域内からそれらの信号を除去すればよい。
【００８０】
（金属等の異物領域の判定及び除去）
整形外科の治療を受けている患者の人体には、ボルトや人工骨等の金属製の異物が埋め込まれている場合がある。また、股関節や大腿骨の撮影においては、生殖腺保護のために、金属製の防護具等で人体の一部を覆って撮影する場合がある。そこで、このような金属製異物の部分と人体部分を分離する必要がある。
【００８１】
異物領域は、人体領域に比較して信号値が著しく低い。また、人体から異物にかけての信号値は急激に変化するため、画像データのヒストグラムにおいては、異物領域のピークと、人体領域のピークの境界の谷は深く、谷の部分の頻度値が小さい。この特徴を利用して、異物領域を人体領域から区別するための方法としては、先ず関心領域の画像データのヒストグラムを作成し、例えば特開昭６３−２６２１４１号に示されるように、判別基準等を用いた自動しきい値選定法により、ヒストグラムを複数のピークにそれぞれ対応する複数の小領域に分割し、最も低信号の小領域を異物部分に相当する信号領域とみなす方法がある。
【００８２】
また、以下に述べる方法を用いることもできる。図７は本発明の他の動作説明図であり、異物領域を分離する手法を説明するためのものである。（ａ）〜（ｃ）は、異なる画像の関心領域内のヒストグラムを示し、（ａ）は信号分布の広い（厚みが一様でない）異物が含まれている画像、（ｂ）は信号分布の狭い（厚みが一様な）異物が含まれている画像、（ｃ）は異物の含まれていない画像に相当する。なお、図７のヒストグラムは、直接放射線部分に相当する信号を既に除去したものとして示されている。
【００８３】
１．最小信号値と最大信号値の間の所定の割合に相当する信号値を探索開始点の信号値と定める。又は累積ヒストグラム値が所定の値となるような信号値を探索開始点と定める。図７の矢印の起点が探索開始点である。
【００８４】
２．そこから低信号側に向かって、頻度値（ヒストグラム全画素数に対する相対頻度値）が所定値より低くなる信号値を探索する。実際には、ヒストグラムの細かい凹凸の影響を受けないように、所定信号幅にわたる頻度値の和を使用して調べる。図７にはこのようにして求めた人体領域最小値が求まっている。
【００８５】
この実施の形態例によれば、人体領域と異物とを精度よく分離することが可能となる。
図８は人体部分に相当する信号領域の抽出方法の説明図である。（ａ）に示す画像は、膝関節正面画像である。骨折のため、下腿骨をボルトで締めている。ＰＤが被写体領域、ＰＣが異物領域、ＰＢが直接放射線領域である。
【００８６】
このような画像のヒストグラムをとると、（ｂ）に示すようなものとなる。縦軸は頻度、横軸は画像信号値である。被写体領域が中央部に形成され、低信号領域が最もよくＸ線を吸収する異物領域、高信号領域が直接照射領域に相当する。このような画像の場合、両端の信号領域を除去して真ん中のＰｄ領域について画像処理を行えばよい。
【００８７】
次に、本発明で得られた人体部分の画像データに基づいて画像処理条件を決定する方法について説明する。抽出された人体部分の画像データに基づいて、例えば２つの代表信号値Ｓ１及びＳ２を決定する。代表信号値Ｓ１、Ｓ２としては、例えば人体部分の信号の略最小値と略最大値を用いることができる。また、人体部分の累積ヒストグラムが所定の値、例えば１０％と９５％となるような信号値が代表信号値として用いられる。また、代表信号値を一つとして、例えば人体部分の信号の平均値や中央値、或いは累積ヒストグラムが２０％となるような信号値が代表信号値として用いられる。
【００８８】
階調処理では、例えば図９に示すような階調変換曲線が用いられて、画像データＳｉｎの代表信号値Ｓ１、Ｓ２をレベルＳ１’、Ｓ２’として画像データＳｉｎが出力画像データＳｏｕｔに変換される。このレベルＳ１’、Ｓ２’は出力画像における所定の輝度又は写真濃度と対応するものである。
【００８９】
階調変換曲線は、画像データＳｉｎの全信号領域にわたって連続な関数であることが好ましく、またその微分関数も連続であることが好ましい。また、全信号領域にわたってその微分係数の符号が一定であることが好ましい。
【００９０】
また、撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法等によって好ましい階調変換曲線の形状や、レベルＳ１’、Ｓ２’が異なることから、階調変換曲線は画像毎にその都度作成してもよく、また、例えば特公平５−２６１３８号で示されているように、予め複数の基本階調変換曲線を記憶しておくものとし、何れかの基本階調変換曲線を読み出して回転及び平行移動することにより、所望の階調変換曲線を容易に得ることができる。
【００９１】
画像処理回路（例えば図２の画像処理回路２６又はＣＰＵ１１であり、また図３の画像処理装置６４又はＣＰＵ６５）では、複数の基本階調曲線に対応する階調処理ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が設けられており、該階調処理ＬＵＴを基本階調曲線の回転及び平行移動に応じて補正した補正ＬＵＴを作成し、画像データＳｉｎに基づいて該補正ＬＵＴを参照することで階調変換が行われた出力画像データＳｏｕｔを得ることができる。なお、階調変換処理では、２つの代表値Ｓ１、Ｓ２を用いるだけでなく、１つの代表値や３つ以上の代表値を用いるものとしてもよい。
【００９２】
ここで、基本階調曲線の選択や基本階調曲線の回転及び平行移動は、撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法等に基づいて行われる。これらの情報が入力装置（例えば図２の２７）を用いて管理情報として入力されている場合には、この管理情報を利用することで、容易に基本階調曲線を選択することができると共に、基本階調曲線の回転量及び平行移動の移動量を決定することができる。また、撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法に基づいてＳ１’、Ｓ２’のレベルを変更するものとしてもよい。
【００９３】
更に、基本階調曲線の選択や、基本階調曲線の回転或いは平行移動は、画像表示装置の種類や画像出力のための外部機器の種類に関する情報に基づいて行なうものとしてもよい。これは、画像の出力方式に依存して好ましい階調が異なる場合があるためである。
【００９４】
このように、この実施の形態例では、画像処理として階調処理を用いることにより、撮影された画像の階調を好ましいものに変えることができる。
次に、周波数強調処理及びダイナミックレンジ圧縮処理について説明する。周波数強調処理では、例えば（１）式に示す非鮮鋭マスク処理によって鮮鋭度を制御するために、関数Ｆが特公昭６２−６２３７３号や特公昭６２−６２３７６号で示される方法によって求められる。
【００９５】
Ｓａ＝Ｓｏｒｇ＋Ｆ（Ｓｏｒｇ−Ｓｕｓ）（１）
なお、Ｓａは処理後の画像データ、Ｓｏｒｇは周波数強調処理前の画像データ、Ｓｕｓは周波数強調処理前の画像データの平均化処理等によって求められた非鮮鋭データである。
【００９６】
この周波数処理では、例えばＦ（Ｓｏｒｇ−Ｓｕｓ）がβ×（Ｓｏｒｇ−Ｓｕｓ）とされて、β（強調係数）が図１０に示すように基準値Ｓ１、Ｓ２間でほぼ線形に変換される。また、図１１の実線で示すように、低輝度を強調する場合には基準値Ｓ１〜値「Ａ」までのβが最大とされて、値「Ｂ」〜基準値Ｓ２までで最小とされる。また、値「Ａ」〜値「Ｂ」まではβがほぼ線形に変化される。高輝度を強調する場合には、破線で示すように基準値Ｓ１〜値「Ａ」までのβが最小とされて、値「Ｂ」〜基準値Ｓ２までで最大とされる。また、値「Ａ」〜値「Ｂ」までは、βがほぼ線形に変化される。なお、図示せずも中輝度を強調する場合には、値「Ａ」〜値「Ｂ」のβが最大とされる。このように周波数強調処理では、関数Ｆによって任意の輝度部分の鮮鋭度を制御することができる。
【００９７】
ここで、基準値Ｓ１、Ｓ２及び値Ａ、Ｂは、上述した階調処理条件の設定における代表値Ｓ１、Ｓ２の決定方法と同様の方法により求められる。また、周波数強調処理の方法は、上記非鮮鋭マスク処理に限られるものではなく、特開平９−４４６４５号で示される多重解像度法等の手法を用いてもよい。
【００９８】
なお、周波数強調処理では、強調する周波数帯域や強調の程度は、階調処理での基本階調曲線の選択等と同様に撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法等に基づいて設定される。
【００９９】
ダイナミックレンジ圧縮処理では、（２）式に示す圧縮処理によって、低周波成分を制御して見やすい濃度範囲に収めるため、関数Ｇが特許公報２６６３１８号で示される方法によって定められる。
【０１００】
Ｓｂ＝Ｓｏｒｇ＋Ｇ（Ｓｕｓ）（２）
なお、Ｓｂは処理後の画像データ、Ｓｏｒｇはダイナミックレンジ圧縮処理前の画像データ、Ｓｕｓはダイナミックレンジ圧縮処理前の画像データの平均化処理等によって求められた非鮮鋭データである。
【０１０１】
ここで、Ｇ（Ｓｕｓ）が図１２の（Ａ）に示すように非鮮鋭データＳｕｓがレベル「Ｌａ」よりも小さくなると、Ｇ（Ｓｕｓ）が増加するような特性を有する場合には、低濃度領域の濃度が高いものとされて、図１２の（Ｂ）に示す画像データＳｏｒｇは図１２の（Ｃ）に示すように低濃度側のダイナミックレンジが圧縮された画像データＳｂとされる。
【０１０２】
また、Ｇ（Ｓｕｓ）が図１２の（Ｄ）に示すように、非鮮鋭データＳｕｓがレベル「Ｌｂ」よりも小さくなるとＧ（Ｓｕｓ）が減少するような特性を有する場合には、高濃度領域の濃度が高いものとされ、図１２の（Ｂ）に示す画像データＳｏｒｇは図１２の（Ｅ）に示すように高濃度側のダイナミックレンジが圧縮される。ここで、レベル「Ｌａ」、「Ｌｂ」は、上述した階調処理条件の設定における基準値Ｓ１、Ｓ２の決定方法と同様の方法により求められる。なお、ダイナミックレンジ圧縮処理も、撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法等に基づいて補正周波数帯域や補正の程度が設定される。
【０１０３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、
（１）被写体を透過した放射線により生成された放射線画像の画像処理装置において、放射線の照射野領域を認識する照射野認識手段と、認識された照射野領域に含まれ、かつ前記照射野領域の中心点を含み、前記照射野領域に基づいた所定の大きさの関心領域を自動設定する関心領域設定手段と、設定された関心領域付近の画像データに基づいて、前記関心領域を修正する関心領域修正手段と、修正された関心領域内の画像データに基づいて画像処理条件を決定する画像処理条件決定手段とを有し、決定された画像処理条件に基づいて画像処理を施すことにより、関心領域修正手段が最適な関心領域を選択するので、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、１種類のアルゴリズムで、多種多様な撮影部位・体位に適用することができる。
【０１０４】
（２）この場合において、前記関心領域修正手段が、設定された関心領域付近の画像データを解析することにより、前記関心領域に所望の被写体が含まれるか否かを検査する関心領域検査手段と、該関心領域の検査結果に基づいて前記関心領域の修正条件を決定する修正条件決定手段とを有することにより、関心領域検査手段により被写体が含まれているかどうかを検査し、修正条件決定手段が関心領域の検査結果に基づいて関心領域の修正条件を決定するので、最適な関心領域が選択され、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、両脚撮影等診断上最も重要な人体部分が照射野中央に存在しないような特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる。
【０１０５】
（３）また、前記関心領域修正手段が、前記関心領域の近傍の画像データを解析することにより、所望の被写体が含まれる確信度の高い候補領域を検出する候補領域検出手段と、修正後の関心領域が前記候補領域の少なくとも一部を含むように前記関心領域の修正条件を決定する修正条件決定手段とを有することにより、候補領域検出手段により所望の被写体が含まれる確信度の高い候補点を検出し、修正条件決定手段により少なくとも候補領域の少なくとも一部を含むように修正条件を決定するので、最適な関心領域が選択され、診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現できる。また、両脚撮影等の特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる。
【０１０６】
（４）また、前記関心領域設定手段が、前記照射野領域の面積の１／２０から１／２の面積を有する関心領域を設定することにより、関心領域設定手段が照射野領域の面積の１／２０から１／２の面積を有する関心領域を設定するので、目的とする関心領域を選択することができる。
【０１０７】
（５）また、前記関心領域設定手段が、前記照射野領域の大きさに基づいて前記関心領域の大きさを決定することにより、関心領域設定手段が照射野領域の大きさに基づいて関心領域の大きさを決定するので、常に所望の関心領域を得ることができる。
【０１０８】
（６）また、前記画像処理条件決定手段が、前記修正された関心領域内の人体部分の信号値に対応する代表信号値を決定し、前記代表信号値に基づいて画像処理条件を決定することにより、修正された人体部分の信号値に対する代表信号値を決定し、この代表信号値に基づいて画像処理条件を決定するので、最適な画像処理条件で画像処理を行なうことができる。
【０１０９】
（７）更に、前記画像処理が階調処理であることにより、画像処理として階調処理を用いて、撮影された画像の階調を好ましいものに変えることができる。
このように、本発明によれば、第１に診断上最も重要な画像部分が安定して適切に表現でき、第２に一種類のアルゴリズムで、多種多様な撮影部位・体位に適用でき、第３に両脚撮影等の特殊な場合でも適切な画像処理を施すことができる放射線画像の画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の撮像パネルの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明装置のコントロール部の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の放射線画像読取装置の一実施の形態例を示すブロック図である。
【図４】本発明の動作説明図である。
【図５】照射野認識処理の説明図である。
【図６】関心領域の修正例を示す図である。
【図７】本発明の他の動作説明図である。
【図８】信号領域の抽出方法の説明図である。
【図９】階調変換特性を示す図である。
【図１０】強調係数と画像データの関係を示す図である。
【図１１】強調係数と画像データの関係を示す図である。
【図１２】ダイナミックレンジ圧縮処理の説明図である。
【図１３】放射線画像検出処理装置の構成概念図である。
【符号の説明】
１０コントロール部
１１ＣＰＵ
１２システムバス
１３画像バス
１４メモリ
１５表示制御回路
１６フレームメモリ制御回路
１７入力インタフェース
１８出力インタフェース
１９撮影制御回路
２０ディスク制御回路
２１フレームメモリ
２２画像表示装置
２３ディスク装置
２６画像処理回路
３０放射線発生器
４０放射線画像読取器
４１撮像パネル
４８読取制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus for radiographic images.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a radiation image generating method for directly extracting a radiation image as a digital signal from a radiation detector such as a stimulable phosphor or an FPD (Flat Panel Detector) without using a silver salt film has come to be used. . Further, various image processes have been performed for the purpose of making the radiation image obtained by the radiation image generation method easier to see.
[0003]
FIG. 13 is a conceptual diagram of the configuration of the radiation image detection processing apparatus. In the figure, the radiation generator 30 is controlled by the control unit 10, and the radiation emitted from the radiation generator 30 passes through the subject 5 to the radiation image detector mounted on the front surface of the radiation image reader 40. Irradiated. The radiation image reader 40 reads an image recorded in the radiation image detector and performs predetermined image processing.
[0004]
In this type of radiographic image processing apparatus, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 55-116340, gradation processing conditions are determined so that the maximum value and minimum value of the histogram (frequency distribution) of the entire image are output at a predetermined density. is doing. Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-7578, a region of interest corresponding to the anatomical structure of the human body is set, and image processing conditions are determined based on image data in the region of interest.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional apparatus described above has the following problems.
In general, in a radiographic image (generally, X-ray image) imaging technique of a human body used for medical diagnosis, radiation is irradiated around a human body part that is most important for diagnosis. However, other than that, the surrounding human body part, which is less important for diagnosis, and the part not related to the diagnosis such as a radiation protective device are usually reflected in the radiographic image.
[0006]
Therefore, when the image processing conditions are determined based on the image data of the entire irradiation field as described above, there is a possibility that the image portion most important for diagnosis may not be properly depicted due to the influence of the signal of the image portion that is not necessary for diagnosis. . In addition, in the method of setting the region of interest corresponding to the anatomical structure of the human body, a different algorithm is required for each imaging region and body position.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem. First, the most important image portion for diagnosis can be stably and appropriately expressed, and secondly, a variety of imaging parts can be obtained with one kind of algorithm. The third object of the present invention is to provide a radiographic image processing apparatus that can be applied to the body position and thirdly can perform appropriate image processing even in special cases such as photographing with both legs.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above problems
(1) In an image processing apparatus for a radiographic image generated by radiation transmitted through a subject, irradiation field recognition means for recognizing an irradiation field area of radiation, and the irradiation field area included in the recognized irradiation field area Including center point Automatically set a region of interest of a predetermined size based on the irradiation field region A region-of-interest setting unit, a region-of-interest correcting unit for correcting the region of interest based on image data in the vicinity of the set region of interest, and an image processing condition based on the image data in the corrected region of interest. An image processing condition determining unit, and performing image processing based on the determined image processing condition.
[0009]
According to the configuration of the present invention, since the region-of-interest correcting means selects the optimum region of interest, the most important image portion for diagnosis can be expressed stably and appropriately. In addition, one kind of algorithm can be applied to a wide variety of imaging regions / positions.
[0010]
(2) In this case, the region-of-interest correcting unit inspects whether or not a desired subject is included in the region of interest by analyzing image data in the vicinity of the set region of interest. And correction condition determining means for determining a correction condition for the region of interest based on the inspection result of the region of interest.
[0011]
According to the configuration of the present invention, the region of interest inspection unit checks whether or not the subject is included, and the correction condition determination unit determines the region of interest correction condition based on the region of interest inspection result. The region is selected, and the most important image portion for diagnosis can be expressed stably and appropriately. In addition, appropriate image processing can be performed even in a special case where the human body part most important for diagnosis does not exist in the center of the irradiation field, such as photographing with both legs.
[0012]
(3) In addition, the region-of-interest correcting unit detects candidate regions with high certainty that the desired subject is included by analyzing image data in the vicinity of the region of interest; Correction condition determining means for determining a correction condition for the region of interest so that the region of interest includes at least a part of the candidate region.
[0013]
According to the configuration of the present invention, candidate points with high certainty that the desired subject is included are detected by the candidate area detection means, and the correction condition is determined by the correction condition determination means so as to include at least a part of the candidate area. Therefore, an optimal region of interest is selected, and the most important image portion for diagnosis can be expressed stably and appropriately. In addition, appropriate image processing can be performed even in special cases such as photographing with both legs.
[0014]
(4) Further, the region of interest setting means sets a region of interest having an area of 1/20 to 1/2 of the area of the irradiation field region.
According to the configuration of the present invention, since the region-of-interest setting unit sets the region of interest having an area 1/20 to 1/2 of the area of the irradiation field region, the target region of interest can be selected.
[0015]
(5) In addition, the region of interest setting means determines the size of the region of interest based on the size of the irradiation field region.
According to the configuration of the present invention, since the region-of-interest setting unit determines the size of the region of interest based on the size of the irradiation field region, a desired region of interest can always be obtained.
[0016]
(6) The image processing condition determining means determines a representative signal value corresponding to the signal value of the human body part in the corrected region of interest, and determines the image processing condition based on the representative signal value. It is characterized by.
[0017]
According to the configuration of the present invention, the representative signal value for the corrected signal value of the human body part is determined, and the image processing condition is determined based on the representative signal value, so that the image processing is performed under the optimal image processing condition. Can do.
[0018]
(7) Further, the image processing is gradation processing.
According to the configuration of the present invention, the gradation of the photographed image can be changed to a preferable one by using gradation processing as the image processing.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an imaging panel corresponding to a radiation detector in a radiation image detection processing apparatus for carrying out the present invention. The overall configuration shown in FIG. 13 is used. Here, an FPD (Flat Panel Detector) that reads a radiation image by two-dimensionally arranging a plurality of detection elements is used. The imaging panel 41 has a substrate having a thickness sufficient to obtain a predetermined rigidity, and a detection element 412- (1,1) that outputs an electrical signal on the substrate according to the dose of irradiated radiation. ˜412- (m, n) are two-dimensionally arranged. Further, the scanning lines 415-1 to 415-m and the signal lines 416-1 to 416-n are arranged so as to be orthogonal to each other, for example.
[0020]
The scanning lines 415-1 to 415-m of the imaging panel 41 are connected to the scanning drive circuit 44. When the read signal RS is supplied from the scanning drive circuit 44 to one of the scanning lines 415-1 to 415-m (p is any value of 1 to m), the scanning line 415 is supplied. Electric signals SV-1 to SV-n corresponding to the radiation dose irradiated from the detection element connected to −p are output to the image data generation circuit 46 via the signal lines 416-1 to 416-n. Supplied.
[0021]
The detection element 412 in this embodiment may be any element that outputs an electrical signal corresponding to the dose of irradiated radiation (generally, X-rays). For example, it has a photoconductive layer in which electron-hole pairs are generated and change in resistance when irradiated with radiation, and the charge generated in this photoconductive layer is stored and stored in a charge storage capacitor. The charge may be read as an electric signal. Further, a scintillator or the like that generates fluorescence when irradiated with radiation may be provided, and an electric signal based on the fluorescence intensity generated by the scintillator may be generated by a photodiode.
[0022]
In the image data generating circuit 46, the electric signal SV supplied based on an output control signal SC from a reading control circuit 48 described later is sequentially selected to be a digital image signal. The image data DT which is this digital image signal is supplied to the reading control circuit 48.
[0023]
The reading control circuit 48 is connected to the control unit 10 (see FIG. 13), and the scanning control signal RC and the output control signal SC are generated based on the control signal CTD supplied from the control unit 10. The scanning control signal RC is supplied to the scanning drive circuit 44, and the reading signal RS is supplied to the scanning lines 415-1 to 415-m based on the scanning control signal RC.
[0024]
The output control signal SC is supplied to the image data generation circuit 46. For example, when the imaging panel 41 is configured with (m × n) detection elements 412 as described above by the scanning control signal RC and the output control signal SC from the reading control circuit 48, the detection element 412— Assuming that the data based on the electric signal SV from (1,1) to 412- (m, n) is DP (1,1) to DP (m, n), data DP (1,1), DP (1, 2)... DP (1, n), DP (2,1),..., DP (m, n) in this order, image data DT is generated and supplied from the image data generation circuit 46 to the reading control circuit 48. The Further, the reading control circuit 48 also performs processing for sending the image data DT to the control unit 10.
[0025]
Image data DT obtained by the radiation image reader 40 (see FIG. 13) is supplied to the control unit 10 via the reading control circuit 48. If the image data obtained by logarithmic conversion processing is supplied when the image data obtained by the radiation image reader 40 is supplied to the control unit 10, the processing of the image data in the control unit 10 can be simplified. .
[0026]
Next, the configuration of the control unit 10 is shown in FIG. A system bus 12 and an image bus 13 are connected to the CPU 11 for controlling the operation of the control unit 10. The operation of the CPU 11 for controlling the operation of the control unit 10 is controlled based on a control program stored in the memory 14.
[0027]
A display control circuit 15, a frame memory control circuit 16, an input interface 17, an output interface 18, a shooting control circuit 19, a disk control circuit 20, etc. are connected to the system bus 12 and the image bus 13. The operation of each circuit is controlled by the CPU 11 and image data is transferred between the circuits via the image bus 13.
[0028]
A frame memory 21 is connected to the frame memory control circuit 16, and image data obtained by the radiation image reader 40 is stored via the imaging control circuit 19 and the frame memory control circuit 16. The image data stored in the frame memory 21 is read and supplied to the display control circuit 15 and the disk control circuit 20.
[0029]
An image display device 22 is connected to the display control circuit 15, and a radiographic image based on the image data supplied to the display control circuit 15 is displayed on the screen of the image display device 22. Here, when the number of display pixels of the image display device 22 is smaller than the number of pixels of the radiation image reader 40, the entire captured image can be displayed on the screen by reading out the image data. Further, if image data in a region corresponding to the number of display pixels of the image display device 22 is read, a captured image at a desired position can be displayed in detail.
[0030]
When image data is supplied from the frame memory 21 to the disk control circuit 20, for example, the image data is continuously read and written to the FIFO memory in the disk control circuit 20, and then sequentially to the disk device 23. To be recorded. Further, the image data read from the frame memory 21 and the image data read from the disk device 23 can be supplied to the external device 100 via the output interface 18.
[0031]
The image processing circuit 26 is a part according to the present invention, and gradation processing of the image data DT supplied from the radiation image reader 40 via the imaging control circuit 19 is performed. Further, frequency enhancement processing, dynamic range compression processing, enlargement / reduction, rotation, movement, statistical processing, and the like may be performed. In addition, image processing etc. can also be performed as the structure which CPU11 serves as the image processing circuit 26. FIG.
[0032]
An input device 27 such as a keyboard is connected to the input interface 17, and by operating the input device 27, management information such as information for identifying the obtained image data and information related to photographing can be input. Done. As the external device 100 connected to the output interface 18, a scanning laser exposure apparatus called a laser imager is used. In this scanning laser exposure apparatus, the intensity of a laser beam is modulated by image data, and after exposure to a conventional silver halide photographic light-sensitive material or a thermal phenomenon silver halide photographic light-sensitive material, an appropriate development process is performed, thereby producing a radiographic image. A hard copy is obtained.
[0033]
Although the image data supplied from the radiation image reader 40 is stored in the frame memory 21, the supplied image data may be stored after being processed by the CPU 11. The disk device 23 stores image data stored in the frame memory 21, that is, image data supplied from the radiation image reader 40, and image data obtained by processing the image data by the CPU 11 together with management information. be able to.
[0034]
Next, a stimulable phosphor system to which the present invention is applied will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the radiation image detection processing apparatus of the present invention. The radiation source 51 is controlled by the radiation control device 52 to irradiate the subject M with radiation (generally, X-rays). The recording / reading device 53 includes a radiation image conversion panel 54 having a stimulable phosphor on a surface facing the radiation generation source 51 with the subject interposed therebetween, and the conversion panel 54 emits radiation dose from the radiation generation source 51. Is stored in the stimulable phosphor layer, and a latent image of each part of the human body is formed therein.
[0035]
The conversion panel 54 is provided with a photostimulable phosphor layer on a support by depositing a photostimulable phosphor or applying a stimulable phosphor coating, and the photostimulable phosphor layer is an environment. In order to block the adverse effects and damage caused by the above, the protective member is shielded or covered.
[0036]
A light beam generation unit (gas laser, solid state laser, semiconductor laser, etc.) 55 generates a light beam whose emission intensity is controlled, and the light beam reaches the scanner 56 via various optical systems, and is deflected there. Then, the optical path is deflected by the reflecting mirror 57 and guided to the conversion panel 54 as the excitation excitation scanning light.
[0037]
The condensing body 58 is located near the conversion panel 54 to which the stimulating excitation light is scanned, and a condensing end made of an optical fiber or a sheet-like light guide member is positioned, and from the conversion panel 54 scanned with the light beam. A stimulated light emission having a light emission intensity proportional to the latent image energy is received. 59 is a filter that allows only light in the stimulated emission wavelength region to pass from the light introduced from the light collector 58, and the light that has passed through the filter 59 enters the photomultiplier 60 and is converted into the incident light. It is photoelectrically converted into a corresponding current signal.
[0038]
The output current from the photomultiplier 60 is converted into a voltage signal by the current / voltage converter 61, amplified by the amplifier 62, and then converted into digital data (digital radiation image signal) by the A / D converter 63. . Here, as the amplifier 62, a combination of a current / voltage conversion amplifier and a logarithmic conversion amplifier (log amplifier) is generally used.
[0039]
Then, the digital image signal proportional to the radiation transmission amount of each part of the subject M is sequentially subjected to image processing in the image processing apparatus 64 including the image processing condition determining means and the image processing means, and the image signal after the image processing is obtained. The data is transmitted to an external device 67 such as a laser imager via an interface 66. The image processing device 64 is a part according to the present invention.
[0040]
A CPU 65 controls image processing in the image processing device 64, and performs various image processing (for example, spatial frequency processing, dynamic range compression, floor processing) on digital radiographic image data output from the A / D converter 63. (Adjustment processing, enlargement / reduction processing, movement, rotation, statistical processing, etc.) are performed in the image processing device 64 and output to the external device 67 after being in a form suitable for diagnosis. Make a hard copy of the image available.
[0041]
Note that a monitor such as a CRT may be connected via the interface 66, and further a storage device (filing system) such as a semiconductor storage device may be used. Reference numeral 68 denotes a read gain adjustment circuit. The read gain adjustment circuit 68 adjusts the light beam intensity of the light beam generator 55, the gain adjustment of the photomultiplier 60 by adjusting the power supply voltage of the high voltage power supply 69 for photomultiplier, and the current / voltage. The gain adjustment of the converter 61 and the amplifier 62 and the input dynamic range of the A / D converter 63 are adjusted, and the reading gain of the radiation image signal is adjusted comprehensively.
[0042]
The radiation image generating means is not limited to the method using the FPD or the stimulable phosphor detector, and for example, a silver salt film on which a radiation image is recorded is irradiated with light from a light source such as a laser or a fluorescent lamp, A radiation image may be generated by photoelectrically converting the light transmitted through the silver salt film and digitizing it. Moreover, the structure which converts a radiation energy directly into an electrical signal using a radiation quantum counting type detector, and obtains a radiation image may be sufficient.
[0043]
When the results obtained in the present invention are stored in a data storage device such as a magnetic disk or an optical disk, processed image data may be recorded, but data representing various image processing conditions are associated with original image data. It may be recorded. For example, data representing the image processing conditions may be included in header information of a file storing original image data. Further, the header information may also include data representing thinned-out reduced data, profile information, histogram information, image area information, signal area information, and the like. This facilitates re-execution of the image processing for the once saved image and re-processing by changing the processing parameters.
[0044]
In the present invention, image data is obtained using the above-described apparatus, and image processing is performed based on predetermined processing conditions. The basics of the image processing of the present invention are included in the recognized irradiation field area, the irradiation field recognition means for recognizing the irradiation field area of the radiation in the image processing apparatus of the radiation image generated by the radiation transmitted through the subject, A region of interest setting means for setting a region of interest including the center point of the irradiation field region, a region of interest correcting means for correcting the region of interest based on image data in the vicinity of the set region of interest, and a corrected interest Image processing condition determining means for determining an image processing condition based on the image data in the area, and performing image processing based on the determined image processing condition.
[0045]
As a result, the region-of-interest correcting means selects the optimal region of interest, so that the most important image portion for diagnosis can be expressed stably and appropriately. In addition, it can be applied to a wide variety of imaging regions / positions with a single algorithm.
[0046]
Specific examples of the present invention will be described below. In general, when taking an X-ray image of a human body for medical diagnosis, it is common sense to place the diagnosis target portion at the center of the irradiation field (X-rays are incident vertically). Therefore, in the present invention, first, a region of interest that is included in the irradiation field region and includes the center point of the irradiation field region is set. However, as a special case, the diagnosis target may be off the center in specific parts such as both arms / legs photographing, the side surfaces of the hip joint, and the side surface of the ribs. In such a case, in the present invention, the region of interest is corrected by assuming such a case by the following method.
[0047]
FIG. 4 is an operation explanatory view of the present invention and shows an image of the side surface of the elbow joint. The subject of the processing described below is, for example, the image processing circuit 26 or the CPU 11 in FIG. 2, and the image processing device 64 or the CPU 65 in FIG.
[0048]
In the figure, reference numeral 70 denotes an irradiation field, 71 denotes a region of interest peripheral portion, and 72 denotes a region of interest central portion. Reference numeral 73 denotes a bone as an object. In the present invention, it is first necessary to recognize the irradiation field region.
[0049]
(Irradiation field recognition processing)
The irradiation field recognition processing operation will be described below. When taking a radiographic image, for example, in order to prevent radiation from being applied to a part not required for diagnosis, or to a part not required for diagnosis, radiation scattered in this part is required for diagnosis. In order to prevent the resolution from being reduced by being incident on the target portion, a radiation non-transparent material such as a lead plate is installed in a part of the subject 5 or the radiation generator 30 to limit the radiation field to the subject 5 Irradiation field stop is performed.
[0050]
When this irradiation field restriction is performed, if image processing is performed using image data of both the irradiation field area and the irradiation field area, the image data of the irradiation field area is required for diagnosis in the irradiation field. The image processing of the part is not properly performed. For this reason, an irradiation field recognition process for discriminating between the irradiation field inner region and the irradiation field outer region is performed.
[0051]
In the irradiation field recognition, for example, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-259538 is used, and a line from a predetermined position P on the imaging surface toward the end of the imaging surface as shown in FIG. For example, differentiation processing is performed using the above-described image data. The differential signal Sd obtained by this differentiation process has a signal level that is large at the irradiation field edge as shown in (B). Therefore, the signal level of the differentiation signal Sd is determined and one irradiation field edge candidate point EP1 is obtained. Desired.
[0052]
A plurality of irradiation field edge candidate points EP1 to EPk are obtained by performing processing for obtaining the irradiation field edge candidate points radially about a predetermined position on the imaging surface. An irradiation field edge portion is obtained by connecting adjacent edge candidate points of the plurality of irradiation field edge candidate points EP1 to EPk obtained in this way with straight lines or curves.
[0053]
Moreover, the method shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 5-7579 can also be used. In this method, when the imaging surface is divided into a plurality of small regions, the radiation dose of the radiation is reduced substantially uniformly in the small regions outside the irradiation field where radiation irradiation is blocked by the irradiation field stop. Get smaller.
[0054]
In addition, in a small area within the irradiation field, the radiation value is modulated by the subject, so that the dispersion value is higher than that outside the irradiation field. Furthermore, in the small region including the irradiation field edge portion, the portion with the smallest radiation dose and the portion with the radiation dose modulated by the subject coexist, so the dispersion value becomes the highest. From this, the small area including the irradiation field edge portion is determined by the dispersion value.
[0055]
Moreover, the method shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 7-181609 can also be used. In this method, the image data is rotated about a predetermined rotation center and rotated until the boundary line of the irradiation field becomes parallel to the coordinate axis of the orthogonal coordinates set on the image by the parallel state detection means. When the state is detected, the linear equation of the boundary before rotation is calculated by the linear equation calculation means based on the rotation angle and the distance from the rotation center to the boundary line.
[0056]
Thereafter, by determining a region surrounded by a plurality of boundary lines from a linear equation, the region of the irradiation field can be determined. When the irradiation field edge portion is a curve, the boundary point extraction unit extracts, for example, one boundary point based on the image data, and extracts the next boundary point from the boundary candidate point group around the boundary point. . Similarly, by sequentially extracting boundary points from a boundary candidate point group around the boundary points, it is possible to determine whether the irradiation field edge portion is a curve.
[0057]
(Region of interest setting)
1. Returning again to the description of FIG. When the irradiation field 70 is determined by the above-described processing, a circular region of interest having a radius r (2r = diagonal length of irradiation field / 3) around the center point of the irradiation field is set.
[0058]
Here, it is preferable to set the region of interest to be, for example, an area of 1/20 to 1/2 of the area of the irradiation field region. If the area of the region of interest is smaller than 1/20 of the area of the irradiation field region, the processing accuracy may decrease because the number of pixels included in the region of interest is too small. On the other hand, when the ratio is larger than 1/2, it is close to processing using image data of the entire irradiation field, and the same problem as the problem of the conventional apparatus described in “Problems to be solved by the invention”. May occur.
[0059]
Moreover, it is preferable to determine the size of the region of interest based on the size of the irradiation field region. This is a general imaging technique that uses the fact that the irradiation field is wide when the target diagnostic area is large, and the irradiation field is narrow when the target diagnostic area is small. This is to match the size of the diagnostic area.
[0060]
(Correcting the region of interest)
2. Next, the region of interest is divided into a circular inside (center portion) 72 and outside (peripheral portion) 71 having a radius r / 2, and the region of interest is determined to be inappropriate when at least one of the following is satisfied.
(1) The radiation region directly exceeds a predetermined area ratio at the central portion 72 of the region of interest.
(2) The average signal value in the central portion 72 of the region of interest is larger than the average value in the peripheral portion 71 of the region of interest by a predetermined value or more.
[0061]
Here, the direct radiation region is a portion where the radiation is directly incident on the detector without passing through the human body, and has a higher signal value than the human body portion to be diagnosed. As a method for directly distinguishing a radiation region from other regions, first, a histogram of image data of the entire irradiation field is created, and an automatic operation using a discrimination criterion or the like as disclosed in, for example, JP-A-63-262141. There is a method in which the histogram is divided into a plurality of small regions respectively corresponding to a plurality of peaks by the threshold selection method, and the small region with the highest signal is directly regarded as a signal region corresponding to the radiation portion. Further, by using the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-287380 and 2-272529, the histogram peak on the highest signal side is detected, and a signal region corresponding directly to the radiation portion and There is a way to regard it.
[0062]
When the above-mentioned condition (1) is satisfied, most of the ROI is directly occupied by the radiation region and may be out of the target diagnostic region. Further, when the condition (2) is satisfied, there is a possibility that the target diagnostic region does not exist in the center of the ROI and is partially off.
[0063]
3. When the region of interest is inappropriate, the signal value of the elongated rectangular region set in the four directions of up, down, left, and right from the periphery of the region of interest is examined.
4). Then, the center of the region of interest is moved by r in the direction in which the signal value decreases. For example, if only one of the four directions has a small signal value, it moves in that direction. When the signal values in two adjacent directions are small, they move in the direction of 45 degrees, which is the middle of both. When the signal values in the two opposite directions are small, the center of interest is not moved and the region of interest is changed to an ellipse having a major axis 2r.
[0064]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of correcting a region of interest. (A) shows the case where two adjacent directions have small signal values and moved in an oblique direction, and (b) shows the case where the signal values in two opposite directions are small and the region of interest is changed to an ellipse. In the case of (a), the side image of the elbow joint corresponds to this, and in the case of (b), the front images of both crus and knee joints correspond to this.
[0065]
According to this embodiment, image data in the vicinity of the set region of interest is analyzed to inspect whether the region of interest contains a desired subject, and the region of interest is corrected based on the region of interest inspection result. Since the conditions are determined, the optimum region of interest is selected, and the most important image portion for diagnosis can be expressed stably and appropriately. In addition, appropriate image processing can be performed even in special cases such as photographing with both legs. Furthermore, it can be applied to a wide variety of imaging regions / positions with one type of algorithm.
[0066]
In addition, a candidate area with high certainty that a desired subject is included is detected from a plurality of candidate areas, and a correction condition is determined so as to include at least a part of the candidate area. The most important image part for diagnosis can be expressed stably and appropriately. In addition, appropriate image processing can be performed even in special cases such as photographing with both legs.
[0067]
(Another method for region of interest correction)
In the present invention, the method for determining whether or not a desired subject is included in the region of interest is not limited to the above-mentioned (1) and (2), and the following method may be used. it can.
[0068]
(1) The minimum signal value of the entire irradiation field is compared with the average signal value in the region of interest, and if the difference between the two is not less than a predetermined value, it is determined that the desired subject is not included in the region of interest. For example, if the bone part is inserted well, it becomes close to the minimum signal value.
[0069]
(2) The maximum signal value of the entire irradiation field is compared with the average signal value in the region of interest, and if the difference between the two is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the desired subject is not included in the region of interest. Since the maximum signal value of the entire irradiation field is considered to be a direct radiation region, it may be considered that a desired subject is not included if the average signal value in the region of interest is approximately the same value as the direct radiation region.
[0070]
(3) The boundary signal value between the direct radiation part and the human body part is obtained by the above-mentioned histogram analysis, and compared with the average signal value in the region of interest. It is determined that the desired subject is not included.
[0071]
(4) The average signal value in the region of interest is calculated as a signal value corresponding to the percentage of the cumulative histogram value of the entire irradiation field. Here, if the percentage value is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the desired subject is not included. This is because there is a possibility that the region of interest is directly close to the radiation region.
[0072]
The method of correcting the region of interest when the region of interest is determined to be inappropriate is not limited to the above-described method, and can be corrected in a preferable direction by the following method, for example.
[0073]
{Circle around (1)} The average signal value in the four-direction (or eight-direction) region including the edge of the region of interest is examined, and the region of interest is moved (or expanded) in the direction in which the average signal value is small. This four-direction example has been described with reference to FIG.
[0074]
(2) Perform the above inspection by slightly expanding the region of interest. The process is repeated until it is determined that a desired subject is included. In this case, it is preferable that the expanded region of interest is, for example, an area of 1/20 to 1/2 of the area of the irradiation field region, similarly to the initially set region of interest.
[0075]
Moreover, it is preferable to determine the size of the region of interest based on the size of the irradiation field region.
(3) Expand the region of interest to the entire irradiation field. This method is effective when the region of interest cannot be found well.
[0076]
The shape of the region of interest of the present invention may be any shape such as a square or a rectangle in addition to the circle or ellipse shown in the above example, but is preferably a point-symmetric figure.
As described above, the region-of-interest setting unit and the region-of-interest correcting unit of the present invention may be an embodiment in which a region of interest smaller than the irradiation field region is first set and then corrected. It is also possible to set an area of interest having the same size as, and make correction in the direction of reducing it.
[0077]
For example, by first setting a region of interest equal to the irradiation field region, narrowing the region of interest toward the center of the irradiation field, performing the above-described inspection, and repeating this until it is determined that the desired subject is included A corrected region of interest may be obtained. Alternatively, first, an area of interest equal to the irradiation field area is set, then the area of interest is equally divided into several small areas, and the above-described inspection is performed on each of the equally divided small areas. The small region with the highest certainty factor included may be determined as the corrected region of interest.
[0078]
When the corrected optimal region of interest is obtained by the above-described method, the representative signal value corresponding to the signal value of the human body part in the corrected region of interest is determined, and the image processing condition is determined based on the representative signal value. Can be determined. According to this, since the representative signal value for the corrected signal value of the human body part is determined and the image processing condition is determined based on the representative signal value, the image processing can be performed under the optimal image processing condition.
[0079]
In order to determine the representative signal value, it is first necessary to separate the region of interest into a human body part and other parts.
(Direct radiation area determination and removal)
In a standard human body image, the image is composed of only a human body part and a direct radiation part. Therefore, a signal region corresponding to the direct radiation part is obtained by the above-described histogram analysis, and those signals may be removed from the region of interest. .
[0080]
(Determination and removal of foreign objects such as metal)
In some cases, a foreign body made of metal such as a bolt or an artificial bone is embedded in the human body of a patient undergoing orthopedic treatment. Further, in photographing the hip joint and the femur, in order to protect the gonads, there is a case where a part of the human body is covered with a metal protective device or the like. Therefore, it is necessary to separate the metallic foreign body portion from the human body portion.
[0081]
The foreign substance region has a significantly lower signal value than the human body region. Further, since the signal value from the human body to the foreign object changes abruptly, in the histogram of the image data, the valley between the peak of the foreign object region and the peak of the human body region is deep and the frequency value of the valley portion is small. As a method for distinguishing the foreign substance region from the human body region using this feature, first, a histogram of the image data of the region of interest is created. For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-262141, a discrimination criterion or the like is used. There is a method in which the histogram is divided into a plurality of small regions respectively corresponding to a plurality of peaks, and the small region of the lowest signal is regarded as a signal region corresponding to a foreign substance portion.
[0082]
Moreover, the method described below can also be used. FIG. 7 is a diagram for explaining another operation of the present invention, for explaining a method for separating a foreign substance region. (A)-(c) shows the histogram in the region of interest of a different image, (a) is an image including a foreign substance having a wide signal distribution (thickness is not uniform), and (b) is a signal distribution. Narrow (uniform thickness) foreign image is included, (c) corresponds to an image containing no foreign matter. Note that the histogram of FIG. 7 is shown as having already removed the signal corresponding to the direct radiation portion.
[0083]
1. A signal value corresponding to a predetermined ratio between the minimum signal value and the maximum signal value is determined as the signal value at the search start point. Alternatively, a signal value at which the cumulative histogram value becomes a predetermined value is determined as a search start point. The starting point of the arrow in FIG. 7 is the search start point.
[0084]
2. From there, a signal value whose frequency value (relative frequency value with respect to the total number of pixels in the histogram) is lower than a predetermined value is searched for toward the low signal side. In practice, the sum of frequency values over a predetermined signal width is used so as not to be affected by fine irregularities in the histogram. In FIG. 7, the minimum value of the human body region obtained in this way is obtained.
[0085]
According to this embodiment, it is possible to accurately separate the human body region and the foreign object.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for extracting a signal region corresponding to a human body part. The image shown in (a) is a knee joint front image. The lower leg bone is bolted to break the bone. PD is a subject area, PC is a foreign substance area, and PB is a direct radiation area.
[0086]
When such a histogram of an image is taken, it becomes as shown in (b). The vertical axis represents frequency, and the horizontal axis represents image signal values. The subject area is formed in the center, the low signal area best corresponds to the foreign substance area that absorbs X-rays, and the high signal area corresponds to the direct irradiation area. In the case of such an image, the signal region at both ends may be removed and image processing may be performed on the middle Pd region.
[0087]
Next, a method for determining the image processing conditions based on the image data of the human body part obtained in the present invention will be described. For example, two representative signal values S1 and S2 are determined based on the extracted image data of the human body part. As the representative signal values S1 and S2, for example, a substantially minimum value and a substantially maximum value of a signal of a human body part can be used. Further, a signal value such that the cumulative histogram of the human body part is a predetermined value, for example, 10% and 95%, is used as the representative signal value. In addition, with one representative signal value, for example, an average value or median value of a signal of a human body part, or a signal value with a cumulative histogram of 20% is used as the representative signal value.
[0088]
In the gradation processing, for example, a gradation conversion curve as shown in FIG. 9 is used, and the image data Sin is converted into output image data Sout with the representative signal values S1 and S2 of the image data Sin as levels S1 ′ and S2 ′. The These levels S1 ′ and S2 ′ correspond to predetermined brightness or photographic density in the output image.
[0089]
The gradation conversion curve is preferably a continuous function over the entire signal area of the image data Sin, and its differential function is also preferably continuous. Moreover, it is preferable that the sign of the differential coefficient is constant over the entire signal region.
[0090]
In addition, since a preferable gradation conversion curve shape and levels S1 ′ and S2 ′ differ depending on the imaging region, imaging position, imaging conditions, imaging method, etc., the gradation conversion curve may be created for each image each time. In addition, as shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 5-26138, a plurality of basic gradation conversion curves are stored in advance, and any of the basic gradation conversion curves is read and rotated and translated. Thus, a desired gradation conversion curve can be easily obtained.
[0091]
In the image processing circuit (for example, the image processing circuit 26 or the CPU 11 in FIG. 2 and the image processing apparatus 64 or the CPU 65 in FIG. 3), a gradation processing lookup table (LUT) corresponding to a plurality of basic gradation curves is provided. A correction LUT is generated by correcting the gradation processing LUT according to the rotation and translation of the basic gradation curve, and gradation conversion is performed by referring to the correction LUT based on the image data Sin. The output image data Sout can be obtained. In the gradation conversion process, not only two representative values S1 and S2 but also one representative value or three or more representative values may be used.
[0092]
Here, the selection of the basic gradation curve and the rotation and translation of the basic gradation curve are performed based on the imaging region, the imaging posture, the imaging conditions, the imaging method, and the like. When these pieces of information are input as management information using an input device (for example, 27 in FIG. 2), the basic gradation curve can be easily selected by using this management information. The amount of rotation of the basic gradation curve and the amount of translation can be determined. Further, the levels of S1 ′ and S2 ′ may be changed based on the imaging region, the imaging posture, the imaging conditions, and the imaging method.
[0093]
Further, the selection of the basic gradation curve and the rotation or translation of the basic gradation curve may be performed based on information on the type of image display device and the type of external device for image output. This is because the preferred gradation may differ depending on the image output method.
[0094]
Thus, in this embodiment, the gradation of the captured image can be changed to a preferable one by using gradation processing as the image processing.
Next, frequency enhancement processing and dynamic range compression processing will be described. In the frequency enhancement process, for example, in order to control the sharpness by the non-sharp mask process shown in the equation (1), the function F is obtained by the method shown in Japanese Patent Publication Nos. 62-62373 and 62-62376.
[0095]
Sa = Sorg + F (Sorg−Sus) (1)
Sa is image data after processing, Sorg is image data before frequency enhancement processing, and Sus is unsharp data obtained by averaging processing of image data before frequency enhancement processing.
[0096]
In this frequency processing, for example, F (Sorg-Sus) is set to β × (Sorg-Sus), and β (enhancement coefficient) is converted almost linearly between the reference values S1 and S2 as shown in FIG. Further, as shown by the solid line in FIG. 11, when low luminance is emphasized, β from the reference value S1 to the value “A” is maximized, and is minimized from the value “B” to the reference value S2. . Further, β varies substantially linearly from the value “A” to the value “B”. When emphasizing high luminance, as shown by a broken line, β from the reference value S1 to the value “A” is minimized and maximized from the value “B” to the reference value S2. In addition, β varies substantially linearly from the value “A” to the value “B”. Note that, although not shown, when medium luminance is emphasized, β of the values “A” to “B” is maximized. As described above, in the frequency enhancement processing, the sharpness of an arbitrary luminance portion can be controlled by the function F.
[0097]
Here, the reference values S1 and S2 and the values A and B are obtained by a method similar to the method for determining the representative values S1 and S2 in the setting of the gradation processing conditions described above. Further, the frequency enhancement processing method is not limited to the non-sharp mask processing, and a technique such as a multi-resolution method disclosed in JP-A-9-44645 may be used.
[0098]
In the frequency enhancement process, the frequency band to be enhanced and the degree of enhancement are set based on the imaging region, the imaging position, the imaging conditions, the imaging method, etc., as in the selection of the basic gradation curve in the gradation processing. .
[0099]
In the dynamic range compression processing, the function G is determined by the method shown in Japanese Patent Publication No. 266318 in order to control the low frequency component to fall within the easy-to-see density range by the compression processing shown in the equation (2).
[0100]
Sb = Sorg + G (Sus) (2)
Sb is image data after processing, Sorg is image data before dynamic range compression processing, and Sus is unsharp data obtained by averaging processing of image data before dynamic range compression processing.
[0101]
Here, when G (Sus) has such characteristics that G (Sus) increases when the unsharp data Sus is smaller than the level “La” as shown in FIG. It is assumed that the density of the region is high, and the image data Sorg shown in FIG. 12B is image data Sb in which the dynamic range on the low density side is compressed as shown in FIG.
[0102]
In addition, as shown in FIG. 12D, when G (Sus) has such characteristics that G (Sus) decreases when the unsharp data Sus becomes smaller than the level “Lb”, the high density region In the image data Sorg shown in FIG. 12B, the dynamic range on the high density side is compressed as shown in FIG. Here, the levels “La” and “Lb” are obtained by the same method as the method for determining the reference values S1 and S2 in the setting of the gradation processing conditions described above. In the dynamic range compression processing, the correction frequency band and the degree of correction are set based on the imaging region, the imaging posture, the imaging conditions, the imaging method, and the like.
[0103]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention,
(1) In an image processing apparatus for a radiographic image generated by radiation transmitted through a subject, irradiation field recognition means for recognizing an irradiation field area of radiation, and the irradiation field area included in the recognized irradiation field area Including center point Automatically set a region of interest of a predetermined size based on the irradiation field region A region-of-interest setting unit, a region-of-interest correcting unit for correcting the region of interest based on image data in the vicinity of the set region of interest, and an image processing condition based on the image data in the corrected region of interest. An image processing condition determination means, and by performing image processing based on the determined image processing condition, the region of interest correction means selects the optimal region of interest, so that the most important image portion for diagnosis is stable. Can be expressed appropriately. In addition, one kind of algorithm can be applied to a wide variety of imaging regions / positions.
[0104]
(2) In this case, the region-of-interest correcting unit inspects whether or not a desired subject is included in the region of interest by analyzing image data in the vicinity of the set region of interest. A correction condition determining means for determining a correction condition for the region of interest based on the inspection result of the region of interest. Since the region-of-interest correction condition is determined based on the inspection result of the region of interest, the optimal region of interest is selected, and the image portion most important for diagnosis can be stably and appropriately expressed. In addition, appropriate image processing can be performed even in a special case where the human body part most important for diagnosis such as photographing with both legs does not exist in the center of the irradiation field.
[0105]
(3) In addition, the region-of-interest correcting unit detects candidate regions with high certainty that the desired subject is included by analyzing image data in the vicinity of the region of interest; And a correction condition determining unit that determines a correction condition for the region of interest so that the region of interest includes at least a part of the candidate region. Since the correction condition is determined by the correction condition determination means so that at least a part of the candidate area is included, the optimum region of interest is selected, and the most important image part for diagnosis can be expressed stably and appropriately. . In addition, appropriate image processing can be performed even in special cases such as photographing with both legs.
[0106]
(4) The region of interest setting means sets the region of interest having an area 1/20 to 1/2 of the area of the irradiation field region, so that the region of interest setting means 1 of the area of the irradiation field region. Since a region of interest having an area of / 20 to 1/2 is set, a target region of interest can be selected.
[0107]
(5) The region of interest setting means determines the size of the region of interest based on the size of the irradiation field region, so that the region of interest setting means determines the region of interest based on the size of the irradiation field region. Therefore, the desired region of interest can always be obtained.
[0108]
(6) The image processing condition determining means determines a representative signal value corresponding to the signal value of the human body part in the corrected region of interest, and determines the image processing condition based on the representative signal value. Thus, the representative signal value for the corrected signal value of the human body part is determined, and the image processing condition is determined based on the representative signal value, so that the image processing can be performed under the optimum image processing condition.
[0109]
(7) Furthermore, since the image processing is gradation processing, the gradation of the photographed image can be changed to a preferable one using gradation processing as the image processing.
As described above, according to the present invention, first, an image part that is most important for diagnosis can be expressed stably and appropriately, and secondly, it can be applied to a wide variety of imaging regions / positions with one kind of algorithm. In addition, it is possible to provide a radiographic image processing apparatus that can perform appropriate image processing even in a special case such as shooting with both legs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging panel of an apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a control unit of the device of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a radiation image reading apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of irradiation field recognition processing.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of correcting a region of interest.
FIG. 7 is another operation explanatory diagram of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a signal region extraction method;
FIG. 9 is a diagram illustrating gradation conversion characteristics.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between an enhancement coefficient and image data.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between an enhancement coefficient and image data.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a dynamic range compression process.
FIG. 13 is a conceptual diagram of a configuration of a radiation image detection processing apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Control section
11 CPU
12 System bus
13 Image bus
14 memory
15 Display control circuit
16 frame memory control circuit
17 Input interface
18 Output interface
19 Shooting control circuit
20 Disk control circuit
21 frame memory
22 Image display device
23 Disk unit
26 Image processing circuit
30 Radiation generator
40 Radiation image reader
41 Imaging panel
48 Reading control circuit

Claims

In an image processing apparatus for a radiographic image generated by radiation transmitted through a subject,
An irradiation field recognition means for recognizing an irradiation field area of radiation;
Included in the recognized irradiation field area, and see contains the center point of the irradiation field, the region of interest setting means for automatically setting the predetermined size of the region of interest based on the irradiation field,
A region of interest correcting means for correcting the region of interest based on image data in the vicinity of the set region of interest;
Image processing condition determining means for determining image processing conditions based on the corrected image data in the region of interest;
An image processing apparatus for radiographic images, which performs image processing based on a determined image processing condition.

The region of interest correcting means is
A region-of-interest inspection means for inspecting whether or not a desired subject is included in the region of interest by analyzing image data in the vicinity of the set region of interest;
The radiographic image processing apparatus according to claim 1, further comprising a correction condition determining unit that determines a correction condition for the region of interest based on an inspection result of the region of interest.

The region of interest correcting means is
By analyzing image data in the vicinity of the region of interest, candidate region detecting means for detecting a candidate region having a high certainty level that includes a desired subject;
The radiation according to claim 1, further comprising a correction condition determining unit that determines a correction condition of the region of interest so that the region of interest after correction includes at least a part of the candidate region. An image processing apparatus for images.

The region of interest setting means is
4. The radiographic image processing apparatus according to claim 1, wherein a region of interest having an area of 1/20 to 1/2 of the area of the irradiation field region is set.

The region of interest setting means is
The radiographic image processing apparatus according to claim 1, wherein a size of the region of interest is determined based on a size of the irradiation field region.

The image processing condition determining means is
6. The representative signal value corresponding to the signal value of the human body part in the corrected region of interest is determined, and image processing conditions are determined based on the representative signal value. The radiographic image processing apparatus described.

The radiographic image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing is gradation processing.