专利名称：图像处理装置和图像处理方法
技术领域：
本发明涉及图像处理装置和图像处理方法。特别是涉及对于放射 线图像进行复原处理的图像处理装置和图像处理方法。
背景技术：
以往在放射线图^象摄影中，为了早期发现病灶或患部、病变，希 望取得精细的图像。为了取得精细的图像，提高了摄影中所使用的放 射线检测器的检测性能，但因为检测性高，所以也检测到在被摄体的 内部所发生的散射线，成为使图像质量劣化的一个原因。特别是如图9中所示，因为放射线源100无论如何也具有一定的面积，故如果对 被摄体101照射放射线，则由从放射线源100的上端发出的放射线形 成的投影区域Al和由从放射线源100的下端发出的放射线形成的投 影区域A2产生了偏移，边缘部分的亮度分布上会发生偏差，因此取 得模糊的图像。近年来提出了 通过将根据摄影条件而计算出的点像分布函数 (point spread function;以下称为PSF )作为图像复原参数进行复原 处理，来复原模糊图像，从而取得降低了模糊程度的精细的图像(例 如参照专利第2509181号和专利第3423828号)。在专利第2509181号中记栽了下述的放射线图像摄影系统根据 X射线原图像的摄影条件而校正表示对于向被摄体入射的X射线的在 检测器面上的散射X射线分布的PSF，输出滤波系数，对该滤波系数 和X射线原图像进行巻积运算以求出散射X射线图像，从X射线原 图像减去散射X射线图像，直接求出X射线图像。此外，在专利第3423828号中记载了下述的放射线图4象摄影系 统利用没有被检体的状态下的发散光的强度比与发散光的PSF的积
来求出发散光的强度分布函数，计算发散光分量的图像，进而利用配置了均匀厚度的人体模拟被摄体的状态下的散射线的PSF与根据被 检体的图像及其摄影条件而求出的散射线的强度比的积来求出散射 线的强度分布函数，计算散射线分量的图像，通过从上述被检体的图 像减去上述发散光分量的图像和上述散射线分量的图像，来对X射线 摄影图像进行劣化复原。专利文献1专利第2509181号专利文献2专利第3423828号但是，由于在诊察中对每个患者诊治不同的病变位置或脏器，故 即使如专利第2509181号和专利第3423828号中记栽的那样利用根据 摄影条件而计算的既定的图像复原参数来复原了模糊图像，也存在由 于位置原因没有减低模糊程度、难以进行准确的诊断的危险。即，如果对于每个患者在被摄体的厚度方向上的诊察对象的位置 不同，则因为通过了各诊察对象的X射线的点像分布不同，故用于对 各诊察对象的模糊图像进行劣化复元的图像复原参数也不同，存在在 使用了 1个图像复原参数的劣化复原处理中不能准确地对各诊察对象 的X射线摄影图像进行劣化复原这样的问题。发明内容本发明的课题是提供可根据诊察对象位置而进行用于得到高精 细的图像的图像复原的图像处理装置和图像处理方法。方案l所述的发明的图像处理装置的特征在于，具备图像数据 输入部，输入用检测器读取从放射线源照射并透过被摄体后的放射线 而得到的图像数据；位置输入部，输入上述被摄体的诊察对象位置； 存储部，预先存储与上述被摄体的每个诊察对象位置对应的图像复原 参数；以及处理部，从上述存储部读出与由上述位置输入部输入的上 述被摄体的诊察对象位置对应的图像复原参数，根据该图像复原参数 和从上述图像数据输入部输入的上述图像数据而生成复原图像。方案2所迷的发明是根据方案1所述的图像处理装置，其特征在
于，上述位置输入部有选择地输入上述放射线的照射方向上的诊察对 象位置，上述存储部存储基于上述被摄体的诊察对象位置中的图像数 据的点像分布函数的图像复原参数。方案3所述的发明是根据方案1或2所述的图像处理装置，其特 征在于，具有根据对上述图像数据输入部输入的、预先与诊察对象位 置对应起来的参照图像数据而生成上述图像复原参数的图像复原参 数生成部。方案4所述的发明的图像处理方法的特征在于，具备输入用检^的图像数据输二步骤、；输入上述被摄体的诊察对,象位置的位置输入 步骤；从预先与上述被摄体的每个诊察对象位置对应起来存储的图像 复原参数中读出利用上述位置输入步骤选择的、与上述被摄体的诊察 对象位置对应的图像复原参数的读出步骤；以及根据在上述读出步骤 中读出的图像复原参数和在上述图像数据输入步骤中输入的上述图 像数据而生成复原图像的处理步骤。方案5所述的发明是根据方案4所述的图像处理方法，其特征在 于在上述位置输入步骤中有选择地输入上述放射线的照射方向上的 诊察对象位置，在上述读出步骤中所读出的图像复原参数是基于上述 被摄体的诊察对象位置中的图像数据的点像分布函数的图像复原参 数。方案6所述的发明是根据方案4或5所述的图像处理方法，其特 征在于具有输入预先与诊察对象位置对应起来的参照图像数据的参 照图像输入步骤；以及根据在上述参照图像输入步骤中输入的参照图 像数据而生成上述图像复原参数并与诊察对象位置对应起来存储的 图像复原参数生成步骤。按照本发明，由于预先在存储部中存储了与每个诊察对象位置对 应的图像复原参数，故如果从存储部读出与诊察对象位置对应的图像 复原参数并利用该图像复原参数和图像数据而生成复原图像，则即使 诊察对象位置不同，也能复原精细的图像。由此，不管是哪一个诊察
对象位置都能提高诊断的准确性。
图1是表示具备本实施方式的图像处理装置的放射线图像摄影 系统的概略结构的侧面图。图2是表示图1的图像处理装置的主控制结构的框图。 图3是表示在图2的图像处理装置所具备的操作部中显示的操作 画面的i^明图。图4是表示用于得到用于取得PSF的图像数据的装置结构的说明图。图5是表示胸部和腹部的各诊察对象位置的说明图。 图6是表示PSF的具体例的曲线图。图7是用图2的图像处理装置执行的图像处理方法的流程图。 图8是表示复原处理的流程的说明图。图9是表示由以往的放射线源形成的模糊图像的发生原理的说明图。
具体实施方式
以下参照
本实施方式中的图像处理装置。图l是表示具 备图像处理装置的放射线图像摄影系统的概略结构的说明图。如该图 l所示，在放射线图像摄影系统l中设置了照射作为放射线的X射线 的X射线源2和利用从X射线源2照射并透过了被摄体H的X射线 来对被摄体H的X射线图像进行摄影的摄影装置3。摄影装置3具备包含检测器31的摄影部32和用于进行摄影控制 的主体部33等而构成。在摄影部32的内部设置检测器31,构成为可与摄影位置相一致 地调整其高度位置。检测器31检测所照射的X射线，配置成与X射线源2相对。作 为检测器31适用可吸收、积存X射线能量的挥尽性荧光体板或FPD
(平板检测器)等。例如，在适用挥尽性荧光体板的情况下，在摄影
部32内设置了对该挥尽性荧光体板照射激光等的激励光、将从荧光 体板射出的挥尽光光电变换成图像信号的读取部。向主体部33输出 利用读取部生成的图像信号(模拟信号)。
另一方面，在FPD中以矩阵状配置了根据所入射的X射线量而 生成电信号的变换元件，在FPD内直接生成电信号这一点与上述荧 光体板不同。例如，在适用了 FPD作为检测器31的情况下，对在FPD 内生成的电信号进行A/D变换，将所得到的数字图像数据输出给主体 部33。
主体部33与摄影部32连接，在该主体部33上装栽了对从检测 器31输入的图像信号或数字图像数据进行图像处理的图像处理装置 10。
图2是表示图像处理装置10的主控制结构的框图。如该图2所 示，在图像处理装置10中设置输入用检测器31读取的图像数据(图 像信号或数字图像数据)的图像数据输入部11;输入各种指示的操作 部12;存储各种控制数据或图像数据的存储部13;根据存储部13中 的控制数据对图像数据进行图像处理的处理部14;对外部的显示装置 60输出实施了图像处理的图像数据的输出部15;以及控制这些部件 的控制部16。
图像数据输入部11与检测器31电连接，该图像数据输入部11 输入用该检测器31读取的图像数据。
操作部12例如由公知的触摸式操作面板等构成，利用用户的操 作来输入摄影开始指示或复原图像的生成指示、摄影条件、诊察对象 位置等。此外，操作部12还作为选择被摄体H的诊察对象位置的本 发明的位置输入部起作用。在选择被摄体H的诊察对象位置时，在操 作部12中例如显示图3中所示那样的模拟了被摄体的操作画面。在 画面120中，分割显示了胸部121 (右表面侧Pll、中间表面侧P21、 左表面侧P31、右中央P41、中间中央P51、左中央P61、右背面侧 P71、中间背面侧P81、左背面侧P91)、腹部122 (右表面侧P12、
中间表面侧P22、左表面侧P32、右中央P42、中间中央P52、左中 央P62、右背面侧P72、中间背面侧P82、左背面侧P92)，通过触 摸这些位置，有选择地输入诊察对象位置。
在存储部13中与可用操作部12有选择地输入的诊察对象位置对 应起来存储例如PSF (点像分布函数)作为图像复原参数。PSF是在 复原模糊图像时使用的函数。后面叙述图像的复原处理。按每个诊察 对象位置设定该PSF，在存储部13中预先存储这些PSF。
处理部14从存储部13读出与利用操作部12选择的被摄体H的 诊察对象位置对应的PSF,根据该PSF和在存储部13中所存储的图 像数据而生成复原图像。
控制部16可才艮据输入到操作部12的指示，对X射线源2中的 管电压、管电流等的X射线的照射条件或照射时刻进行指示操作，在 控制部16中根据该指示操作对X射线源2、摄影部32等的各部分的 工作进行集中控制。
说明与可用操作部12有选择地输入的诊察对象位置对应起来在 存储部13中存储的PSF的计算处理、即图像复原参数生成处理。在 摄影被摄体之前(例如设置装置时、维护时、更换X射线源2或检测 器31的时期等)执行PSF的计算处理，按每个诊察对象位置执行该 处理。在PSF的计算处理中，如图4所示使用例如将利用铅等遮蔽放 射线的材料形成且形成了贯通孔51的多个板材50在既定位置上配置 后的人体模型PH。该板材50的厚度是0.01 ~0.1mm，贯通孔51的 直径为几Hm 5(^m。在人体模型PH中，在与摄影被摄体时的各诊 察对象位置对应的位置上配置了各板材50。例如在图4中表示了在胸 部或腹部的各诊察对象位置(右表面侧Pll、中间表面侧P21、左表 面侧P31、右中央P41、中间中央P51、左中央P61、右背面侧P71、 中间背面侧P81、左背面侧P91)上配置了板材50的情况。再有，图 4是从上方看人体模型PH的图，而图5是从图4的箭头X方向看人 体模型PH的图，表示了胸部(右表面侧Pll、中间表面侧P21、左 表面侧P31)和腹部(右表面侧P12、中间表面侧P22、左表面侧P32)
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的各诊察对象位置。
此外，在求各诊察对象位置的PSF时，为了防止由无关的其它 的板材50影响成为对象的板材50的图像质量，最好将板材50配置 成对于X射线源2的照射方向(箭头A方向)相互不重叠。即，在 本实施方式中，按每个表面侧、按每个中央、按每个背面侧个别地对 与表面侧、中央、背面侧的诊察对象位置对应的板材50进行摄影。 再有，也可在各诊察对象位置上依次配置1个板材50,分别进行摄影。
然后，说明PSF的计算处理的流程。用户在与在摄影装置3中 对被摄体H进行摄影时相同的位置上设置人体模型PH之后，对操作 部12输入PSF生成开始指示。利用该输入，控制部16控制X射线 源2和摄影部32，对在人体模型PH中所配置的板材50的贯通孔51 的图像进行摄影，从摄影部32向图像数据输入部11输入所取得的参 照图像数据(参照图像数据输入步骤)。如果从图像数据输入部11 输入参照图像数据，则控制部16从该图像数据生成亮度分布，生成 近似于该亮度分布的线形形状的函数。所生成的函数是诊察对象位置 的PSF。
PSF成为例如图6中表示那样的分布函数。图6表示下述PSF: 横轴表示将贯通孔51的中心位置定为0时的在检测器31的受像面上 的位移量、纵轴表示将在该位移量下检测的放射线强度时的PSF，其 中该反射线强度的最大值定为1.0;图中A表示最接近检测器31的诊 察对象位置(距检测器31表面60mm)的PSF、 C表示最接近X射 线源2的诊察对象位置(距检测器31表面260mm )的PSF。再有， 在图6中表示的PSF是根据X射线源2的焦点直径500nm、从X射 线源2到检测器31的距离650mm、贯通孔51的直径10nm下的参照 图像数据而计算的。
在图6的A中，起因于X射线源2的焦点直径的模糊的影响小、 放射线的分布窄。另一方面，在图6的C中，起因于X射线源2的 焦点直径的模糊的影响大、放射线的分布宽。即，在是接近检测器31 的诊察对象位置的情况下使用起因于焦点直径的模糊的影响小的复
原参数、在是离检测器31较远的诊察对象位置的情况下使用起因于 焦点直径的模糊的影响大的复原参数，从而能够实现良好的图像的复 原。
再有，在本实施方式中，使用了与起因于焦点直径的模糊对应的 PSF ，但也可使用除了起因于焦点直径的模糊外还包含起因于被摄体 的散射线的模糊的PSF。
再有，在一次的摄影中的图像数据中包含了多个板材50的贯通 孔51的图像数据的情况下，最好在以关于各板材50和贯通孔51成 为一个图像数据的方式分割图像数据之后，生成各贯通孔51的图像 的亮度分布。在存储部13中将该诊察对象位置与PSF对应起来存储 所生成的PSF。直到生成全部的诊察对象位置的PSF为止，重复该处 理。
下面，说明由放射线图像摄影系统1执行的本发明的图像处理方 法。图7是图像处理方法的流程图。如果利用用户的操作来向操作部 12输入摄影开始指示，则控制部16控制X射线源2和摄影部32，对 被摄体H的图像进行摄影，使所取得的图像数据从摄影部32输入到 图像数据输入部ll中(步骤S1:图像数据输入步骤)。
在步骤S2中，控制部16使存储部13存储向图4象数据输入部11 输入的图像数据。
在步骤S3中，控制部16判断是否向图像数据输入部ll输入了 复原图像生成指示，在输入了的情况下，转移到步骤S4，在未输入的 情况下，转移到步骤S7。
在步骤S4中，使用在图3中表示的操作画面120，利用操作部 12有选择地输入诊察对象位置，转移到步骤S5。
在步骤S5中，控制部16从存储部13读出与利用操作部12选择 的诊察对象位置对应的PSF和利用该摄影得到的图像数据(读出步 骤)，转移到步骤S6。
在步骤S6中，控制部16根据所读出的PSF和图像数据而生成 复原图像(处理步骤)，转移到步骤S7。
在步骤S7中，控制部16对于未复原的图像数据或复原图像的图 像数据进行复原处理以外的图像处理，转移到步骤S8。
在步骤S8中，控制部16控制输出部15向外部的显示装置60 输出在步骤S7中实施了图像处理的图像数据，并结束。
使用图8说明在步骤S6中执行的复原图像的生成处理。图8是 表示复原图像的生成处理的流程的说明图。处理部14如果输入从存 储部13读出的被摄体H的图像数据(步骤S61)，则对该图像数据 进行傅立叶变换(步骤S62)。然后，处理部14从存储部13读出PSF (步骤S63)，对该所读出的PSF进行傅立叶变换(步骤S64)。然 后，处理部14用在步骤S64中进行了傅立叶变换后的PSF除在步骤 S62中进行了傅立叶变换后的图像数据(步骤S65)，对于该运算结 果进行傅立叶逆变换(步骤S66)，生成复原图像(复原图像的图像 数据)。
再有，与简单地进行去巻积运算相比，最好执行基于贝叶斯推测 的下述式(1)。在下述式(2)中，H是X射线投影图像，W是劣 化复原图像，S是PSF。此外，下述式(2)的a= (1， k-K+l) max、 b= (k， I)min。 K是矢量S的要素数，I是矢量W的要素数， k={l， 2，…，K}， i = {l， 2，…，I}。 r是表示重复次数的、大于等 于O的整数。
数学式1
<formula>formula see original document page 12</formula>
数学式2
<formula>formula see original document page 12</formula>2)
如上所述，按照本实施方式，由于预先在存储部13中存储了与
每个诊察对象位置对应的PSF，故如果从存储部13读出与诊察对象 位置对应的PSF并利用图像数据生成复原图像，则即使诊察对象位置不同也能复原精细的图像。由此，不管是哪一个诊察对象位置都能提 高诊断的准确性。此外，本实施方式中的图像处理装置IO有选择地输入放射线的 照射方向上的诊察对象位置，特别是可生成考虑了起因于X射线源2 的焦点直径的点像分布函数的、高精细的复原图像。此外，按照本实施方式，由于根据预先与诊察对象位置对应起来 的参照图像数据而生成图像复原参数并与诊察对象位置对应起来存 储，故可生成与X射线源2或摄影装置3的个体差异对应的复原图像。再有，本发明当然不限于上述实施方式，可适当地进行变更。例如，在本实施方式中，例示并说明了可通过在操作部12中显 示按每个诊察对象位置分割被摄体后的图像来选择诊察对象位置的 情况，但也可通过直接输入各位置的坐标来选择诊察对象位置。在此， 作为坐标的基准点例如可列举在X坐标(水平方向)、Y坐标(垂 直方向)中为检测器31的中央，在Z坐标(深度方向)中为检测器 31的表面。此外，在本实施方式中，例示了生成每个诊察对象位置的PSF 并使用于复原处理中的情况，但最好生成不仅与每个诊察对象位置对 应而且与X射线源2或检测器31对应的PSF。例如，如果在刚更换 X射线源2或检测器31之后预先生成各诊察对象位置的PSF，则可 生成也与X射线源2或检测器31对应的各诊察对象位置的PSF。由 此，可生成也考虑了 X射线源2或检测器31的个体差异的PSF，可 进行更良好的复原处理。
权利要求
1.一种图像处理装置，其特征在于具备图像数据输入部，输入用检测器读取从放射线源照射并透过被摄体后的放射线而得到的图像数据；位置输入部，输入上述被摄体的诊察对象位置；存储部，预先存储分别与上述被摄体的每个诊察对象位置对应的图像复原参数；以及处理部，根据从上述存储部读出的、与由上述位置输入部输入的上述被摄体的诊察对象位置对应的图像复原参数和从上述图像数据输入部输入的上述图像数据而生成复原图像。
2. 如权利要求l中所述的图像处理装置，其特征在于 上述位置输入部有选择地输入从上述放射哉源照射的上述放射线方向上的上述诊察对象位置，上述存储部存储基于分别与上述被^J聂体的诊察对象位置对应的 点像分布函数的图像复原参数。
3. 如权利要求1或2中所述的图像处理装置，其特征在于 还具有根据从上述图像数据输入部输入的、与预置的诊察对象位置对应起来的参照图像数据而生成上述图像复原参数的图像复原参 数生成部。
4. 一种图像处理方法，其特征在于，具备下述步骤输入用检测器读取从放射线源照射并透过被摄体后的放射线而 得到的图像数据；输入上述被摄体的诊察对象位置；从预先与上述被摄体的每个诊察对象位置对应起来存储的图像 复原参数中读出由上述位置输入步骤选择的、与上述被摄体的上述诊 察对象位置对应的图像复原参数；以及根据在上述读出步骤中读出的图像复原参数和在上述图像数据 输入步骤中输入的上述图像数据而生成复原图像。
5. 如权利要求4中所述的图像处理方法，其特征在于在上述位置输入步骤中有选择地输入从上述放射线源照射的上 述放射线方向上的上述诊察对象位置，在上述读出步骤中所读出的上述图像复原参数是基于与上述被 摄体的上述诊察对象位置对应的点像分布函数。
6. 如权利要求4或5中所述的图像处理方法，其特征在于，还 具有下述步骤输入与预置的诊察对象位置对应起来的参照图像数据；以及 根据在上述参照图像输入步骤中输入的参照图像数据而生成上述图像复原参数并将上述图像复原参数与上述诊察对象位置对应起来存储。
全文摘要
本发明提供一种图像处理装置和图像处理方法。通过可根据诊察对象位置而进行用于得到高精细的图像的图像复原，来提高诊断的准确性。该图像处理装置中具备输入用检测器读取从放射线源照射并透过被摄体后的放射线而得到的图像数据的图像数据输入部；输入被摄体的诊察对象位置的位置输入部；预先存储与被摄体的每个诊察对象位置对应的图像复原参数的存储部；以及从存储部读出与由位置输入部输入的被摄体的诊察对象位置对应的图像复原参数并根据该图像复原参数和从上述图像数据输入部输入的上述图像数据而生成复原图像的处理部。
文档编号A61B6/00GK101147683SQ20071015286
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月18日 优先权日2006年9月21日
发明者大石笃, 木户一博, 梅田敏和 申请人:柯尼卡美能达医疗印刷器材株式会社