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放射线图像区域提取装置、放射线图像区域提取程序以及放射线摄影装置

摘要

本发明提供一种放射线图像区域提取装置、放射线图像区域提取程序及放射线摄影装置。图像区域提取部具备:低频图像生成部,其通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理,将放射线图像生成低频图像;亮度变化图像生成部,其检测低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像;边界选择部,其根据亮度变化图像及低频图像的像素值,选择位于关心区域的边界的边界像素。通过生成低频图像,来降低噪声成分或被检测体(M)内部的细小结构成分的影响,使被检测体(M)的轮廓形状的认识容易。由于组合从低频图像生成的亮度变化图像和低频图像而选择边界像素,因此能够以高精度进行稳定的区域提取。

著录项

  • 公开/公告号CN102274038A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2011-12-14

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 株式会社岛津制作所;

    申请/专利号CN201110139189.9

  • 发明设计人 大野义典;

    申请日2011-05-23

  • 分类号A61B6/00;

  • 代理机构中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人雒运朴

  • 地址 日本京都府

  • 入库时间 2023-12-18 03:47:24

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-05-07

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):A61B6/00 授权公告日:20140423 终止日期:20180523 申请日:20110523

    专利权的终止

  • 2014-04-23

    授权

    授权

  • 2012-02-01

    实质审查的生效 IPC(主分类):A61B6/00 申请日:20110523

    实质审查的生效

  • 2011-12-14

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及从拍摄的放射线图像中提取被检测体的关心(関心)区域的放射线图像区域提取装置、放射线图像区域提取程序及放射线摄影装置。 

背景技术

在放射线摄影装置中,为了得到适合于诊断的图像,从检测放射线(例如,X射线或γ射线等)而拍摄的放射线图像中提取被检测体的关心区域,并对提取的被检测体的关心区域进行各种图像处理。在检测体的胸部的摄影中,放射线图像中需要特别诊断的区域为肺部区域。然而,在放射线图像中包括诊断所需要的肺部区域和诊断不需要的腹部、腕或者放射线直接入射的区域等。上述的区域与作为被检测体的肺部区域的关心区域相比,图像浓度、对比度差异较大,因此为了进行更高性能的图像处理,要求从图像处理的区域排除关心区域以外的区域(例如,参照日本国专利第4143149号公报)。 

根据日本国专利第4143149号公报,首先,根据阈值对图像进行二值化的处理,对进行了二值化后的图像进行标示(ラベリング)处理,以提取被检测体的肺部区域。并且,标示处理后的多个区域中的规定的面积以下的区域成为在肺部区域外显示出高浓度的区域,并且,与图像的上下左右的端部相接的区域作为X射线的“直接照射区域(す抜け領域)”(areas directly irradiated with X-rays)而被除去。另一方面,将未除去的区域作为肺部区域而提取。另外,例如从除去直接照射区域后的被检测体的图像区域内算出最大像素(浓度)值,并根据通过该最大像素值的坐标的曲线的凹部算出最小像素值,根据最大像素值和最小像素值来推定阈值。 

另外,作为此种以外的其它装置,例如,日本国特开2002-369079 号公报进行了公开。据此,首先,为了从乳腺摄影图像(マンモグラフイ)除去没有诊断信息的背景空间(直接照射区域),根据阈值,生成二进制图像。之后,确定皮肤线像素,并提取区域。 

然而,在这样的现有装置中,设定了用于除去直接照射区域的阈值、用于将误提取的规定的面积以下的区域排除的面积值、或者用于提取被检测体的关心区域的阈值等,但例如在摄影对象或摄影条件变化了的情况下,若不每次设定更改为最佳值,则存在不能够进行精度高的区域提取的问题。 

另外,因设定的阈值、噪声等的影响,存在提取的区域变化,精度产生不均的问题。并且,由于通过二值化处理和标示处理对图像整体进行区域检测,因此存在花费处理时间,且也容易受到噪声等的影响的问题。 

发明内容

本发明鉴于这样的情况而提出,其目的在于提供一种能够以高精度进行稳定的区域提取的放射线图像区域提取装置、放射线图像区域提取程序及放射线摄影装置。 

本发明为了完成这样的目的,采用下面的结构。即,本发明为放射线图像区域提取装置,其从拍摄的放射线图像中提取被检测体的关心区域,所述装置包括以下的要素: 

低频图像生成部,其通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理,将所述放射线图像生成低频图像; 

亮度(輝度)变化图像生成部,其检测所述低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像; 

边界选择部,其根据所述亮度变化图像及所述低频图像的像素值,选择位于所述关心区域的边界的边界像素。 

根据本发明的放射线图像区域提取装置,低频图像生成部通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理,将放射线图像生成低频图像,亮度变化图像生成部检测低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像。即,通过生成低频图像,来降低噪声成分或被检测体内部的细小结构成分的影响,使被检测体的轮廓形状的认识容易。另外,从低频图像生成 的亮度变化图像具有与低频图像同样的效果。边界选择部组合这样的亮度变化图像及低频图像而选择位于被检测体的关心区域的边界的边界像素,因此能够以高精度进行稳定的区域提取。 

另外,在上述的放射线图像区域提取装置中,优选所述低频图像生成部通过缩小所述放射线图像而生成所述低频图像。与通常的滤波相比,能够生成更低频的低频图像,因此噪声等外部干扰的影响少,能够以高精度进行稳定的区域提取。并且,由于使用低频图像生成亮度变化图像,或者选择边界像素,因此能够使比较的运算的数据量变少,能够高速地进行被检测体的关心区域的提取。 

另外,在上述的放射线图像区域提取装置中,在放射线图像的缩小的一例为1/n的缩小率时,存在将n×n像素的平均像素值作为1个像素的像素值的情况。另外,在放射线图像的缩小的一例为1/n的缩小率时,存在将n×n像素中间除后的像素的平均像素值作为1个像素的像素值的情况。由此缩小放射线图像,从而能够生成低频图像。另外,在间除的情况下,能够使缩小时的运算的数据量变少。 

另外,在上述的放射线图像区域提取装置中,优选还具备区域提取处理部,其进行将由所述边界选择部选择的边界像素放大为所述放射线图像的尺寸的处理,并且进行从所述放射线图像中提取所述关心区域的处理。在缩小放射线图像而生成低频图像的情况下,通过进行返回到原来的放射线图像的尺寸的放大的处理,能够从放射线图像中提取被检测体的关心区域。 

另外,在上述的放射线图像区域提取装置中,边界选择部的一例为如下的边界选择部,其从亮度变化图像中选择亮度变化的最大的像素即初始像素,并从与选择了的初始像素相邻的全部方向的像素中选择亮度变化最大的像素作为下一个边界像素,之后,反复从与选择了的像素的行进方向相邻的像素中选择亮度变化最大的像素作为下一个边界像素,从而选择所述关心区域的边界像素。由于从由低频图像生成的亮度变化图像中,选择与选择了的像素相邻的亮度变化最大的像素作为边界像素,因此能够以高精度进行稳定的区域提取。 

另外,在上述的放射线图像区域提取装置中,优选为,边界选择部在 亮度变化图像的新选择的像素的像素值为预先设定的规定值以下的情况下,从与和亮度变化图像的选择前的像素同位置的低频图像的像素相邻的像素中选择值与所述低频图像的像素的像素值最接近的像素作为下一个边界像素。在亮度变化图像中,在由边界选择部新选择的像素的像素值为预先设定的规定值以下的情况下,判定为作为边界像素的可靠性低。即,亮度变化越小,作为边界像素的可靠性越低。在该情况下,从低频图像中,从与选择前的像素相邻的像素中选择值与所述选择前的像素的像素值最接近的像素作为下一个边界像素。选择值最接近的像素表示在相同的区域内为边界像素的可能性高。因此,判定新选择的像素而分开可靠性低的情况,在判定为可靠性低的情况下,由于从低频图像选择边界像素,因此也能以更高精度进行稳定的区域提取。 

另外,在上述的放射线图像区域提取装置中,优选为,边界选择部对与亮度变化图像的新选择的像素及选择前的像素同位置的低频图像的各像素的像素值进行比较,在比预先设定的规定值大的情况下,从与和亮度变化图像的选择前的像素同位置的低频图像的像素相邻的像素中选择值与所述低频图像的像素的像素值最接近的像素作为下一个边界像素。在低频图像中,对亮度变化图像中新选择的像素及与选择前的像素同位置的各像素的像素值进行比较,在比预先设定的规定值大的情况下,判定为新选择的像素作为边界像素的可靠性低。即,即使为亮度变化大的像素(即使新选择的像素的像素值和选择前的像素的像素值为相同的大小),在低频图像中像素值也存在较大差异。该情况也从低频图像中,从与选择前的像素相邻的像素中选择值与所述选择前的像素的像素值最接近的像素作为下一个边界像素。选择值最接近的像素表示在相同的区域内为边界像素的可能性高。因此,判定新选择的像素而分开可靠性低的情况,在判定为可靠性低的情况下,由于从低频图像选择边界像素,因此也能以更高精度进行稳定的区域提取。 

另外,本发明为放射线图像区域提取程序,其用于使计算机执行从拍摄的放射线图像中提取被检测体的关心区域的处理,所述程序包括以下的要素: 

通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理将所述放射 线图像生成低频图像的工序; 

检测所述低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像得工序; 

根据所述亮度变化图像及所述低频图像的像素值,选择位于所述关心区域的边界的边界像素的工序。 

根据本发明的放射线图像区域提取程序,通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理将拍摄的放射线图像生成低频图像,并检测该低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像。根据生成的亮度变化图像及低频图像的像素值,选择位于图像浓度或对比度差异较大的被检测体的关心区域的边界的边界像素。通过从放射线图像生成低频图像,来降低噪声成分或被检测体内部的细小结构成分的影响,使被检测体的轮廓形状的认识容易。另外,通过从低频图像生成亮度变化图像,亮度变化图像具有与低频图像同样的效果。边界选择部组合这样的亮度变化图像及低频图像,选择位于被检测体的关心区域的边界的边界像素,因此能够以高精度进行稳定的区域提取。 

本发明的放射线摄影装置为拍摄被检测体的放射线摄影装置,所述装置包括以下的要素: 

放射线检测器,其检测放射线; 

图像区域提取部,其从由所述放射线检测器输出的放射线图像中提取被检测体的关心区域, 

所述图像区域提取部具备:低频图像生成部,其通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理,将所述放射线图像生成低频图像;亮度变化图像生成部,其检测所述低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像;边界选择部,其根据所述亮度变化图像及所述低频图像的像素值,选择位于所述关心区域的边界的边界像素。 

根据本发明的放射线摄影装置,放射线检测器检测放射线而输出放射线图像,放射线图像区域提取装置从由放射线检测器输出的放射线图像中提取被检测体的关心区域。在放射线图像区域提取装置中,低频图像生成部通过比被检测体区域内部的空间频率低的频率滤波处理,将放射线图像生成放射线图像的空间分辨率劣化了的低频图像,亮度变化图像生成部检测低频图像的亮度变化,从而生成亮度变化图像。根据生成的亮度变化图 像及低频图像的像素值,选择位于图像浓度、对比度差异较大的被检测体的关心区域的边界的边界像素。通过从放射线图像生成低频图像,来降低噪声成分或被检测体内部的细小结构成分的影响,使被检测体的轮廓形状的认识容易。并且,从低频图像生成的亮度变化图像具有与低频图像同样的效果。边界选择部组合这样的亮度变化图像及低频图像,选择位于被检测体的关心区域的边界的边界像素,因此能够以高精度进行稳定的区域提取。 

附图说明

为了说明发明,图示出认为目前优选的几种方式,但不希望理解为发明限定为按照图示的结构及方法。 

图1是表示实施例的放射线摄影装置的简要结构的图。 

图2是平板型放射线检测器(FPD)的检测面的示意图。 

图3A是表示关于低频图像生成部的动作的缩小前的像素的图。 

图3B是表示关于低频图像生成部的动作的缩小后的像素的图。 

图4是供边界选择部的动作的说明的图。 

图5A是表示关于边界选择部的动作,行进方向为纵横的情况下搜索的3个像素的图。 

图5B是表示关于边界选择部的动作,行进方向为倾斜的情况下搜索的3个像素的图。 

图6A是表示关于区域提取处理部的动作的放大前的边界像素的图。 

图6B是表示关于区域提取处理部的动作的放大后的边界像素的图。 

图7是表示放射线摄影装置的动作的流程图。 

图8是表示边界选择部的动作的流程图。 

图9A是表示关于变形例的边界选择部的动作亮度(輝度)变化图像的动作的图。 

图9B是表示关于变形例的边界选择部的动作的低频图像的动作的图。 

图9C是表示关于变形例的边界选择部的动作的选择了的边界像素的图。 

图10A是表示关于变形例的边界选择部的动作的行进方向为纵横的情况下搜索的5个像素的图。 

图10B是表示关于变形例的边界选择部的动作的行进方向为倾斜的情况下搜索的5个像素的图。 

具体实施方式

以下,基于附图,详细地说明本发明的优选的实施例。 

实施例 

以下,参照图面,说明本发明的实施例。图1是表示实施例的放射线摄影装置的简要结构的图,图2是平板型放射线检测器(FPD)的检测面的示意图。图3A是表示关于低频图像生成部的动作的缩小前的像素的图,图3B是表示缩小后的像素的图。图4是供边界选择部的动作的说明的图。图5A是表示关于边界选择部的动作的行进方向为纵横的情况下搜索的3个像素的图,图5B是表示行进方向为倾斜的情况下搜索的3个像素的图。图6A是表示关于区域提取处理部的动作的放大前的边界像素的图。图6B是表示放大后的边界像素的图。 

<放射线摄影装置> 

参照图1。本实施例的放射线摄影装置1具备:载置被检测体M的顶板2;朝向被检测体M照射放射线(例如X射线)的放射线源(例如X射线管)3;与放射线源3相面对配置,且检测透过被检体M的放射线的平板型放射线检测器(以下,简记为“FPD”)4。 

放射线源3由未图示的照射控制部控制。在例如照射X射线的情况下,照射控制部根据由后述的输入部8预先设定的管电压/管电流等照射条件,对放射线源3执行照射所需要的控制。 

如图2所示,FPD4构成为检测元件d在其检测面上排列成二维矩阵状。检测元件d根据透过被检测体M后的放射线的强度而转换为电信号并暂时蓄积,通过读出该蓄积的电信号来检测放射线。通过将各个检测元件d检测出的电信号分配作为各像素的像素值,从而输出放射线图像。 

返回图1。在FPD4的后段经由未图示的A/D转换器而设置有图像处理部5。图像处理部5对由FPD4拍摄的放射线图像进行各种图像处理。 之后,进行了各种图像处理的放射线图像被显示在由监视器等构成的显示部6上。 

另外,放射线摄影装置1具备主控制部7、输入部8及存储部9。主控制部7由中央运算处理装置(CPU)等构成,通过执行各种程序,来进行使放射线源3、FPD4及图像处理部5等各结构适当地动作的控制。由操作者在输入部8中进行放射线的照射条件等的输入设定。存储部9由ROM(Read-only Memory)、RAM(Random-Access Memory)或硬盘等存储介质构成,存储取得的放射线图像等。 

图像处理部5由CPU等构成。此外,将用于进行各种图像处理的程序等写入ROM、RAM等存储介质而进行存储,图像处理部5的CPU从该存储介质读出程序等而执行,由此进行对应于该程序的图像处理。图像处理部5具备从拍摄的放射线图像的中提取被检测体M的关心区域的图像区域提取部11。另外,图像区域提取部11相当于本发明中的放射线图像区域提取装置。 

<图像区域提取部> 

图像区域提取部11具备存储部13、低频图像生成部15、亮度变化图像生成部17、边界选择部19及区域提取处理部21。存储部13存储由FPD4取得的放射线图像。 

低频图像生成部15将存储在存储部13中的放射线图像作为输入图像,通过比被检测体M内部的空间频率小的频率滤波(フイルタ)处理,将放射线图像生成为空间分辨率劣化了的(变模糊的(ぼやけた))低频图像。低频图像生成部15例如图3A及图3B所示,通过缩小放射线图像而生成低频图像。作为具体的例子,在提取胸部正面图像的肺部区域的情况下,优选低频图像(缩小图像)的尺寸为原来的放射线图像的尺寸的1/8~1/10左右。例如,如图3A所示,在缩小为1/8时,将放射线图像中的纵横8×8像素的平均像素值如图3B所示缩小为1个像素。此外,图3A及图3B的剖面线相同的部位表示缩小前后的像素。 

亮度变化图像生成部17检测由低频图像生成部15生成的低频图像的亮度变化而生成亮度变化图像。亮度变化图像生成部17例如算出亮度梯度作为特征量。当设像素上的坐标(x,y)处的像素值为I(x,y),设算 出的特征量的中x轴方向的特征量为Ex(x,y),设y轴方向的特征量为Ey(x,y)时,亮度梯度的运算如下述(1)式及(2)式那样表示。 

Ex(x、y)=I(x+1、y)-I(x-1、y)  …(1) 

Ey(x、y)=I(x、y+1)-I(x、y-1)  …(2) 

当亮度梯度的强度为P(x,y)时,P(x,y)通过下述(3)式算出。 

边界选择部19基于低频图像生成部15及亮度变化图像生成部17生成的亮度变化图像及低频图像的各像素的像素值,选择位于关心区域的边界的边界像素。 

边界选择部19从亮度变化图像中选择亮度变化最大的像素即初始像素,并选择与所选择的初始像素相邻的、全部方向的像素中亮度变化最大的像素作为下一像素,之后,反复从与所选择的像素的行进方向相邻的像素中选择亮度变化最大的像素作为下一像素,从而对区域的边界像素进行选择。 

边界选择部19首先从亮度变化图像中选择亮度变化最大的像素即初始像素。例如,如图4所示,从亮度变化图像中选择亮度变化最大的像素31。另外,亮度变化图像在放射线源3及FPD4的放射线被未图示的准直器(コリメ一タ)所限制的情况下,从亮度变化图像的照射区域范围中选择初始像素31。接着,从与选择了的初始像素31相邻的全部方向的8个像素中选择亮度变化最大的像素作为下一个边界像素。例如,如图4所示,搜索(探索)初始像素31的周边8个像素,选择亮度变化最大的像素32作为下一个边界像素。 

之后,边界选择部19从与所选择的像素的行进方向相邻的像素中选择亮度变化最大的像素作为下一个边界像素。具体而言,如图5A及图5B所示,搜索与将由边界像素构成边界线延长的行进方向相邻的3个像素。例如,如图5A所示,在选择为表示目前选择的像素的第n个的像素为P(n),选择为其前一个的像素为P(n-1)时,边界线从P(n-1)朝向P(n),因此该方向为行进方向。与选择的像素的行进方向相邻的3个像素由像素B、像素A及像素C构成,像素A及像素C,以夹着P(n)而与处于与P(n-1)相反侧的像素B为中心,以包围(取り囲む)像素P(n)的方式与像素B相邻。即,搜索像素A、像素B及像素C这3个像 素。之后,选择3个像素中亮度变化最大的像素作为下一像素。另外,图5B也同样。例如,如图4所示,在设像素P(n)为像素32,设P(n-1)为像素31时,搜索与像素32的行进方向相邻的3个像素,选择其中的亮度变化最大的例如像素33作为下一个边界像素。 

边界选择部19判定选择的像素(例如像素33)是否为已经选择的像素,在不是已经选择的像素的情况下,反复进行从与所选择的像素的行进方向相邻的3个像素中选择下一个边界像素的处理。另一方面,在为已经选择了的像素的情况下,结束边界选择部19所进行的处理,将例如图4所示那样的表示选择了的边界像素的图像数据输出。 

另外,作为从边界选择部19输出的边界像素,没有限定为图4所示那样的边界像素的图像数据。即,可以作为表示关心区域的内部与外部的二值图像而输出。还可以保持选择了的边界像素的坐标数据并作为坐标数据组而输出。 

区域提取处理部21进行将由边界选择部19选择的边界像素放大成向低频图像生成部15输入前的放射线图像即原来(元)的放射线图像的尺寸的处理,并进行从原来的放射线图像中提取被检测体M的关心区域的处理。向区域提取处理部21传送由边界选择部19选择的边界像素、从存储部13传送的原来的放射线图像、以及从低频图像生成部15传送的生成低频图像时的图像缩小率的信号。 

即,区域提取处理部21根据边界像素、原来的放射线图像及图像缩小率,进行从原来的放射线图像中提取被检测体M的关心区域的处理。首先,基于边界像素和图像缩小率,进行放大成原来的放射线图像的尺寸的处理。例如,在以1/8的图像缩小率缩小而生成低频图像的情况下,将边界像素数据放大成8倍。具体而言,将图6A所示的边界像素的1个像素量放大成图6B所示的纵横8×8像素。此时,将8×8像素中位于中央的任意宽度(例如,1像素量)的像素列作为边界像素。通过较窄地设定边界像素的宽度,能够较多地留存边界像素附近的图像信息。 

另外,该边界像素的位置不限于放大的图像的中央。例如,在将图6A及图6B的右侧设为区域的内侧的情况下,将放大后的8×8像素中提取的表示外侧的区域的左侧的像素列作为边界像素时,能够提取包括边界和该 边界的外侧的区域,因此能够确认区域提取是否正确地进行。另外,在将放大后的8×8像素中提取的表示内侧的右侧的像素列作为边界像素时,能够提取将边界、该边界的外侧等多余的部分除去的区域。在右端的像素列为边界像素时,具有与8×8像素全部为边界像素时同样的效果。另外,图像缩小率的信号不局限于从低频图像生成部15传送,例如,也可以构成为由主控制部7提供。 

接着,区域提取处理部21基于放大后的边界像素数据,进行从原来的放射线图像中提取被检测体M的关心区域的处理。即,区域提取处理部21通过从原来的放射线图像对放大后的边界图像的位置中的区域进行分割,而提取被检测体M的关心区域。另外,区域提取处理部21例如显示在放射线图像内表示关心区域的线,或者设定像素值以使得所提取的关心区域外的像素变暗(例如使像素值为0)。 

图像处理部5对由图像区域提取部11提取了被检测体M的关心区域后的放射线图像进行对比度的操作等其它必要的图像处理。由图像处理部5进行了其它必要的图像处理后的放射线图像,显示在显示部6上,或保存在存储部9中。 

<动作的说明> 

接着,对于放射线摄影装置1,按照图7及图8的流程,特别说明图像区域提取部11的动作。 

〔步骤S1〕摄影 

通过按压图1中未图示的摄影按钮,从放射线源3照射放射线(例如X射线),与此联动而由FPD4开始摄影。从放射线源3照射出的放射线透过被检测体M,透过了被检测体M的放射线由FPD4检测。FPD4根据检测出的放射线的强度转换为电信号并输出放射线图像。由FPD4输出的放射线图像通过未图示的A/D转换器转换为数字数据而向图像处理部5的图像区域提取部11传送。 

〔步骤S2〕低频图像的生成 

在图像区域提取部11中,首先,由FPD4拍摄的放射线图像暂时存储在存储部13中。存储在存储部13中的放射线图像被读出而向低频图像生成部15传送。低频图像生成部15通过比被检测体M区域内部的空间频 率低的频率滤波处理,将放射线图像生成为使放射线图像的空间分辨率劣化后的低频图像。低频图像生成部15通过将输入的放射线图像缩小而生成缩小图像,从而生成低频图像。放射线图像的图像缩小率优选为1/8~1/10左右。通过生成低频图像,来降低噪声成分或被检测体M内部的细小结构(例如肋骨等)的影响,因此能够稳定且容易进行被检测体M的轮廓形状的认识、例如,位于关心区域的边界的边界像素的选择。另外,由低频图像生成部15生成的低频图像,向亮度变化图像生成部17及边界选择部19传送。 

〔步骤S3〕亮度变化图像的生成 

亮度变化图像生成部17根据由低频图像生成部15生成的低频图像的各像素的像素值,求出各像素中的亮度变化量,从而生成亮度变化图像。亮度变化量通过图像的亮度梯度算出。亮度梯度的算出通过上述的式 

(1)~式(3)进行。 

〔步骤S4〕边界像素的选择 

边界选择部19根据由步骤S2的低频图像生成部15生成的低频图像及由步骤S3的亮度变化图像生成部17生成的亮度变化图像的像素值,选择位于关心区域的边界的边界像素。在此,参照图8的流程图,说明由边界选择部19进行的边界像素的选择的动作。 

〔步骤S41〕初始像素选择(亮度变化图像内) 

边界选择部19首先从亮度变化图像中(在由图1中未图示的准直器等限制照射区域的情况下,从亮度变化图像的照射区域范围中)选择变化最大的像素,即,从亮度变化图像中选择像素值最大的像素。之后,边界选择部19将该选择的像素作为位于区域的边界的像素的初始像素(初始点)而选择。 

〔步骤S42〕像素选择(亮度变化图像内) 

搜索与选择的像素相邻的周围的像素,从该相邻的像素中选择亮度变化最大的像素。在此,在选择的像素为初始像素的情况下,搜索与初始像素相邻的全部方向的8个像素,从上述8个像素中选择亮度变化最大的像素作为下一个边界像素。另外,在选择的像素不是初始像素的情况下,搜索图5A及图5B那样的与选择的像素P(n)的行进方向相邻的3个像素 (像素A、像素B及像素C),从上述3个像素中选择亮度变化最大的像素作为下一个边界像素。 

〔步骤S43〕第一判定处理 

进行步骤S42中新选择的像素作为边界像素是否有可靠性的判定。即,在亮度变化图像的新选择的像素的像素值为预先设定的规定值以下的情况下,对于新选择的像素,判定为作为边界像素的可靠性低(进入步骤S45)。另一方面,在亮度变化图像的新选择的像素比预先设定的规定值大的情况下,进入步骤S44。亮度变化越小,表示作为边界像素的可靠性越低。假设在错误选择亮度变化为规定值以下的像素的情况下,作为边界像素而新选择的像素的可靠性低而被分开(振り分ける),因此能够以更高精度进行稳定的区域提取。 

〔步骤S44〕第二判定处理 

对在步骤S43中进行了判定处理的新选择的像素进一步进行判定。即,对与亮度变化图像的新选择的像素及选择前的像素同位置的低频图像的各像素的像素值进行比较,在差值比预先设定的规定值大的情况下,对于新选择的像素,判定为作为边界像素的可靠性低(进入步骤S45)。另一方面,在为预先设定的规定值以下的情况下,进入步骤S46。另外,选择前的像素是指新选择的像素的选择前的像素。另外,比较通过求出低频图像中新选择的像素的像素值与选择前的像素的像素值的差而进行。在低频图像中相邻的像素的像素值越接近,表示位于相同区域内的可能性越高。另外,即使新选择的像素为亮度变化大的像素(即,即使新选择的像素的像素值与选择前的像素的像素值为相同的大小),在低频图像中像素值也存在较大差异。在该情况下,由于作为边界像素而新选择的像素的可靠性低而被分开,因此能够以更高精度进行稳定的区域提取。 

另外,在步骤S43及S44的判定处理中,预先设定的规定值为固定值,但不局限于此。即,可以设定根据图像的像素值而确定的值。例如,可以将低频图像的像素值范围的10%设定为规定值。此时,若低频图像的像素值范围为120,则作为规定值而设定的值为120的10%即12。 

〔步骤S45〕像素选择(低频图像内) 

在步骤S43及步骤S44的判定处理中,在判定为可靠性低的情况下, 从低频图像中选择边界像素。即,从与和亮度变化图像的选择前的像素同位置的低频图像的像素相邻的像素中,选择像素值与所述低频图像的像素的像素值最接近的像素,作为下一个边界像素。低频图像的像素的像素值越接近的像素,表示在相同的区域内且为边界像素的可能性越高。即使在判定为可靠性低的情况下,也能够选择作为边界像素的可能性高的像素。因此,能够以更高精度进行稳定的区域提取。另外,边界像素的选择如步骤S42所示那样,搜索与选择的像素的全部方向或行进方向相邻的3个像素而进行。 

〔步骤S46〕是否为已经选择的像素的判定 

判定在步骤S42、S45中新选择的像素是否为已经选择的像素。在不是已经选择的像素的情况下,返回步骤S42,重复同样的处理。另一方面,在为已经选择的像素情况下,结束边界选择部19的处理。返回图7。图7的步骤S4结束而进入步骤S5。另外,通过这样反复进行边界像素的选择,选择表示被检测体M的关心区域的轮廓的边界像素。选择后,通过边界选择部19作为边界像素数据而输出。 

〔步骤S5〕区域提取处理 

向区域提取处理部21传送在步骤S4中选择的边界像素数据、生成存储在存储部13中的低频图像之前的放射线图像(原来的放射线图像)、以及生成低频图像时的图像缩小率。区域提取处理部21根据边界像素数据和图像缩小率,进行放大成原来的放射线图像的尺寸的处理,并根据放大后的边界像素数据和原来的放射线图像,进行从原来的放射线图像中提取关心区域的处理。 

〔步骤S6〕对比度等的调整 

由图像区域提取部11提取被检测体M的关心区域的放射线图像通过图像处理部5进行关心区域内的对比度的调整等其它必要的图像处理。 

〔步骤S7〕图像显示及保存 

由图像处理部5进行了图像处理后的提取了被检测体M的关心区域后的放射线图像被显示在显示部6上。并且,保存在存储部9中。 

根据这样的放射线摄影装置1,低频图像生成部15通过比被检测体M区域内部的空间频率低的频率滤波处理,将放射线图像生成为低频图像, 亮度变化图像生成部17检测低频图像的亮度变化而生成亮度变化图像。即,通过生成低频图像,来降低噪声成分、被检测体M内部的细小结构成分的影响,使被检测体M的轮廓形状的认识容易。另外,由低频图像生成的亮度变化图像具有与低频图像同样的效果。边界选择部19组合亮度变化图像及低频图像,选择位于被检测体M的关心区域的边界的边界像素,因此能够以高精度进行稳定的区域提取。 

另外,低频图像生成部15通过缩小放射线图像而生成低频图像。由此,与通常的滤波相比,能够生成更低频的低频图像,因此噪声等外部干扰的影响小,能够以高精度进行稳定的区域提取。另外,由于低频图像及亮度变化图像的数据量比较少,因此能够高速地进行被检测体M的关心区域的提取。 

本发明不局限于上述实施方式,能够下述这样变形实施。 

(1)在上述的实施例中,边界选择部19选择初始像素,并从与所选择的像素相邻的像素中选择下一个边界像素,但没有限定为该方法。即,也可以基于亮度变化图像的像素值比预先设定的规定值大的像素,且根据由低频图像的像素的像素值检测出的像素,选择位于关心区域的边界的边界像素。 

例如,首先,如图9A所示,例如进行标示处理等而从亮度变化图像中检测出亮度变化比预先设定的规定值大的像素。利用由粗线围成的像素表示比规定值大的像素。接着,如图9B所示,基于与亮度变化图像中检测出的亮度变化比规定值大的像素同位置的低频图像的像素的像素值,例如进行标示处理等而选择边界像素。例如,在提取肺部区域的情况下,由于肺部区域比周围亮,因此从低频图像中选择比预先设定的规定值大的像而选择边界像素。选择的边界像素如图9C所示。 

另外,在提取的被检测体M的关心区域比周围暗的情况下,在图9B中,从低频图像的中选择预先设定的规定值以下的像素值的像素而作为边界像素选择。另外,可以从低频图像中将预先设定的规定的范围内的像素值的像素作为边界像素而选择。 

另外,在图9A中,例如进行标示处理等而从亮度变化图像中检测出亮度变化比预先设定的规定值大的像素,在图9B中,从低频图像中检测 出比预先设定的规定值大的像素,可以将从两方的图像中检测出的像素作为选择像素而选择。 

(2)在上述的实施例中,通过缩小放射线图像而生成低频图像的方法(低频图像生成部15进行的缩小处理)例如在将放射线图像缩小为1/8的情况下,求出8×8像素的像素值的平均值,将该平均值作为缩小图像的1个像素而生成低频图像,但不局限于该方法。即,也可以为通过对放射线图像的像素进行间除(同引く)(即间隔去除)而进行缩小的方法。例如,在将放射线图像缩小为1/8的情况下,将8×8像素中间除后剩余的像素(例如,如图3的符号T所示那样4×4像素)的平均像素值作为1个像素而生成低频图像。通过间除,能够使缩小时运算的数据量变少。另外,也可以为其它通常使用的缩小方法。 

(3)在上述的实施例中,低频图像生成部15通过缩小放射线图像而生成低频图像,但不局限于该方法。例如,也可以为如下方法:通过将像素每个(1つずつ)错开并进行处理的滤波处理所产生的平滑化来生成低频图像的方法;将放射线图像转换为空间频率区域,并使转换后的频率区域中的高频区域截止而将低频区域转换为实空间,从而生成低频图像的方法;上述的方法的组合等、通常使用的生成低频图像的方法。 

上述的将放射线图像转换为空间频率区域,并使转换后的频率区域中的高周频区域截止而将低频区域转换为实空间,从而生成低频图像的方法具有以下这样的方法。即,可以通过傅里叶(フ一リエ)变换将放射线图像转换为空间频率区域,并从转换后的空间频率区域中除去高频成分或者仅使低频成分通过而求出低频区域,并且通过逆傅里叶变换将该低频区域转换为实空间,由此生成低频图像。在使用该傅里叶变换、逆傅里叶变换的方法的情况下,能够不改变图像尺寸而生成低频图像。另外,不局限于傅里叶变换,也可以进行小波(ウエ一ブレツト)变换或伽柏滤波(ガボ一ルフイルタ)等处理。 

(4)在上述的实施例中,亮度变化图像生成部17利用低频图像各自的像素位置,并根据与该像素相邻的上下/左右的像素值的差,求出放射线图像的亮度梯度作为亮度变化量(特征量),但不局限于此。即,亮度梯度也可以使用其它公知的方法。另外,亮度变化量的算出只要是例如索百 尔(Sobel)、普利威特(Prewitt)、拉普拉斯(Laplacian)、凯尼(Canny)等基于一维或二维的微分滤波处理的边缘(エツジ)运算和基于频率处理的高频成分提取等以图像的亮度变化为特征的进行提取的方法即可,也可以为其它的处理。 

(5)在上述的实施例中,边界选择部19搜索与所选择的像素的行进方向相邻的3个像素,而选择边界像素,但不局限于此。即,边界选择部19也可以如图10A及图10B所示,搜索与所选择的像素的行进方向相邻的5个像素,而选择边界像素。 

(6)在上述的实施例中,作为被检测体M的关心区域,采用胸部的肺部区域的提取为例进行了说明,但不局限于此。即,提取的被检测体M的关心区域可以为在该关心区域的内侧和外侧中图像浓度、对比度差异较大的其它的部位。 

(7)在上述的实施例中,放射线摄影装置1具备平板型放射线检测器(FPD)4作为放射线检测器,但不局限于此。即,放射线摄影装置1可以具备增像器(イメ一ジインテンシフアイア)作为放射线检测器。 

(8)在上述的实施例中,作为放射线,采用X射线为例进行了说明,但不局限于此。即,放射线也可以为γ射线。例如,放射线检测器也可以检测从投入了放射性同位元素(RI)的被检测体M放射出的γ射线。 

(9)在上述的实施例中,放射线摄影装置1仅具备放射线源3和FPD4,但不局限于此。即,也可以为放射线源3和FPD4以载置在顶板2上的被检测体M的体轴为中心进行旋转而拍摄断层图像的X射线C T装置。另外,还可以为用于工业的非破坏检查装置那样在传送带(ベルト)上搬运被检测体M(检查的对象物)而进行摄影的结构的装置。 

本发明在不脱离其思想或本质的情况下能够以其它具体的形式实施,因此,作为表示发明的范围的内容,不是以上的说明,而应该参照附加的权利要求书。 

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