特許 6551252 画像処理装置、プログラムおよび放射線撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6551252

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】画像処理装置、プログラムおよび放射線撮影装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20190722BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 350D

   A61B6/00 360Z

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-22725(P2016-22725)

(22)【出願日】2016年2月9日

(65)【公開番号】特開2017-140160(P2017-140160A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2018年6月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100093056

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100142930

【弁理士】

【氏名又は名称】戸高 弘幸

(74)【代理人】

【識別番号】100175020

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 知彦

(74)【代理人】

【識別番号】100180596

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 要

(74)【代理人】

【識別番号】100195349

【弁理士】

【氏名又は名称】青野 信喜

(72)【発明者】

【氏名】宮島 隆大

(72)【発明者】

【氏名】山本 淳也

(72)【発明者】

【氏名】西野 和義

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１５７５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２３４９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００３３１３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体像が写り込んだ放射線画像における肺野に相当する部分に輝度調整を施す画像処理装置において、
放射線画像の各画素列に属する画素値を画素列毎に合計または平均することによりプロファイルを生成するプロファイル生成手段と、
前記放射線画像に写り込む被検体像の中心の位置である中心位置を算出する中心位置算出手段と、
前記プロファイルの値が最小となっている位置である最小位置が被検体像の前記中心位置の近傍にある場合に被検体像が前記放射線画像内で縦向きに写り込んでいるものと判定し、前記プロファイルの前記最小位置が前記中心位置の近傍にない場合に被検体像が前記放射線画像内で横転しているものと判定する横転判定手段と、
前記判定の結果に基づいて前記放射線画像に写り込む肺野を探索する肺野探索処理手段を備えることを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記横転判定手段により横転しているものと判定された前記放射線画像に対して前記放射線画像を回転させる回転処理を実行する画像回転手段を備え、
前記肺野探索処理手段が回転処理後の前記放射線画像に対して肺野の探索を実行することを特徴とする画像処理装置。

【請求項3】

請求項１に記載の画像処理装置において、
前記肺野探索処理手段が前記横転判定手段により被検体像が前記放射線画像内で縦向きに写り込んでいるものと判定された前記放射線画像に対して肺野の探索を実行することを特徴とする画像処理装置。

【請求項4】

請求項２に記載の画像処理装置において、
前記横転判定手段により横転しているものと判定された前記放射線画像に写り込む像の輪郭を抽出することにより生成された輪郭抽出画像の右側の領域における画素値のバラツキと、左側の領域における画素値のバラツキとを比較して、よりバラツキが大きい側の領域が被検体像の上部に当たるものと判定する左右判定手段を備え、
前記画像回転手段が前記左右判定手段の判定結果に従って被検体像の上部が前記放射線画像の上側に向くよう前記放射線画像を回転させることを特徴とする画像処理装置。

【請求項5】

請求項２に記載の画像処理装置において、
前記横転判定手段により被検体像が放射線画像内で縦向きに写り込んでいるものと判定された前記放射線画像に写り込む像の輪郭を抽出することにより生成された輪郭抽出画像の上側の領域における画素値のバラツキと、下側の領域における画素値のバラツキとを比較して、よりバラツキが大きい側の領域が被検体像の上部に当たるものと判定する上下判定手段を備え、
前記画像回転手段が前記放射線画像の下側に位置している被検体像の上部が前記放射線画像の上側に向くように前記放射線画像を回転させることを特徴とする画像処理装置。

【請求項6】

コンピュータに請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理装置の各手段として機能させるプログラム。

【請求項7】

請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の画像処理装置を備えることを特徴とする放射線撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線画像の一部の視認性を向上させる画像処理装置、プログラムおよび放射線撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図２５は、放射線撮影装置で撮影された放射線画像を示している。この様な放射線画像に写り込む被検体の肺野を観察したい場合、肺野のコントラストを調整して、肺野の視認性を向上させるような画像処理が必要となる。

【0003】

放射線画像には肺野の他、被検体の骨部など様々な被検体の部分が写り込んでいる。被検体の骨部は、放射線を透過させにくいので放射線画像において暗く写り込む。更に、放射線画像に写り込む被検体の輪郭の外側は、被検体が写り込んでいない部分で、空気が写り込んでいる部分となっている。被検体が写り込んでいない部分は放射線を透過させるものがないので放射線画像において明るく写り込む。放射線画像において肺野は被検体の骨部よりも明るく空気が写り込んでいる部分である被検体の輪郭外よりも暗い。

【0004】

放射線画像の肺野は全体的に濃淡の乏しいグレーで塗りつぶされたように見える。放射線画像に写り込む肺野に位置する画素は、互いに似通った画素値を有しているからである。

【0005】

肺野の視認性を高めようとして放射線画像全体に対してコントラスト調整を行うと、放射線画像に含まれる骨部および空気が写り込んでいる部分も含めてコントラスト調整がなされてしまう。このようなコントラスト調整により放射線画像全体としての視認性は高くなることはあるかもしれないが、肺野に限って見ればさほど視認性の改善が見られない。コントラスト調整後の肺野は全体的に濃淡の乏しいままである。肺野の濃淡を表現しようにも、低い画素値は、被検体の骨部を表現するのに使われるし、高い画素値は、空気が写り込んでいる部分を表現するのに使われ、肺野は残った中庸的な画素値で表現せざるを得ないからである。

【0006】

したがって、従来から放射線画像における肺野のみにコントラスト調整を行う方法が考え出されている。この方法によれば、肺野をより多様な色調で表現できるので肺野の視認性が確実に高まる。この方法は、放射線画像における肺野を抜き出すトリミングを実行し、肺野を大きく写し込んだトリミング画像に対してコントラスト調整を実行するというものである。トリミング画像には、暗い被検体の骨部や明るい空気が写り込んでいる部分が排除されているので、これら部分の影響を受けることがない。

【0007】

図２６は、放射線画像からコントラスト調整の対象となる肺野を探し出す肺野探索処理を示している。この肺野探索処理は、被検体画像の画素値の分布に基づいて、放射線画像の中から肺野が写り込んでいる部分を探し出してこの部分を囲む領域を指定するというものである。肺野のみコントラスト調整を行う観点からすると、領域は肺野全域を含みながらもできるだけ狭いものとなっていることが望ましい。肺野探索処理によって探し出された領域がコントラスト調整の対象となるトリミング画像となる（画像処理の一例としては例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−３００９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、従来構成のコントラスト調整は、被検体の写り込む向きについて配慮がなされていない。

【0010】

従来構成の肺野探索処理は、被検体の上部が画像の上側に位置する方向で撮影されていることが前提となっている。このような画像には、画像の右側に被検体の右肺が写り込み、左側に被検体の左肺が写り込む。そして、画像における右肺と左肺の下側の領域は肺野ではない。従来の肺野探索処理は、このような写り込み方をした肺野を画像の中から探索する構成となっている。

【0011】

図２７は、被検体が横向きになって写り込んでいる放射線画像に従来の肺野探索処理を施したときの様子を示している。この放射線画像は、被検体像が横倒しに写り込んでいるので、画像右側に写り込むはずの右肺像が画像上部に現れ、画像左側に写り込むはずの左肺像が画像下部に現れている。このような放射線画像は、小児の被検体を撮影した場合に撮影されることが多いが、通常の撮影でもあり得ないというわけではない。

【0012】

図２７のような放射線画像に肺野探索処理を施すと、画像上部に現れている右肺像を肺野と誤認してしまう現象が起こりえる。右肺像の下側には本来は左肺像があり、本来はこれも肺野に含まなければならないわけであるが、肺野探索処理としては、画像上部において右肺像をなす明るい部分を肺野とし、その下には肺野はないという認識しかできない。したがって、従来構成によれば、右肺像しかコントラスト調整がなされない。このように従来の画像処理では放射線画像によっては正しくコントラスト調整ができないという問題がある。

【0013】

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、被検体像が放射線画像の中で回転して写り込んでいたとしても、確実に画像に写り込む肺野を探し出し、視認性に優れたコントラスト調整を肺野に対して確実に実行できる画像処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る画像処理装置は、被検体像が写り込んだ放射線画像における肺野に相当する部分に輝度調整を施す画像処理装置において、放射線画像の各画素列に属する画素値を画素列毎に合計または平均することによりプロファイルを生成するプロファイル生成手段と、放射線画像に写り込む被検体像の中心の位置である中心位置を算出する中心位置算出手段と、プロファイルの値が最小となっている位置である最小位置が被検体像の中心位置の近傍にある場合に被検体像が放射線画像内で縦向きに写り込んでいるものと判定し、プロファイルの最小位置が中心位置の近傍にない場合に被検体像が放射線画像内で横転しているものと判定する横転判定手段と、判定の結果に基づいて放射線画像に写り込む肺野を探索する肺野探索処理手段を備えることを特徴とするものである。

【0015】

［作用・効果］本発明によれば、被検体像が放射線画像の中で回転して写り込んでいたとしても、確実に画像に写り込む肺野を探し出し、視認性に優れたコントラスト調整を肺野に対して確実に実行できる画像処理装置を提供することができる。すなわち、放射線画像の各画素列に属する画素値を画素列毎に合計または平均することにより生成されるプロファイルの最小位置が被検体像の中心位置から離れている場合に被検体像が放射線画像内で横転しているものと判定する横転判定手段を備えている。この横転判定手段により放射線画像内に肺野がどのように写り込んでいるか分かった状態で肺野探索ができるので、視認性に優れたコントラスト調整を肺野に対して確実に実行できる。

【0016】

また、上述の画像処理装置において、横転判定手段により横転しているものと判定された放射線画像に対して放射線画像を回転させる回転処理を実行する画像回転手段を備え、肺野探索処理手段が回転処理後の放射線画像に対して肺野の探索を実行すればより望ましい。

【0017】

［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を説明するものである。横転判定手段により横転しているものと判定された放射線画像は、画像回転手段により回転されて肺野の探索に用いられる。したがって、本発明によれば被検体像が放射線画像の中で回転して写り込んでいたとしても被検体像は正しい向きに補正された状態で肺野探索ができる。

【0018】

また、上述の画像処理装置において、肺野探索処理手段が横転判定手段により被検体像が放射線画像内で縦向きに写り込んでいるものと判定された放射線画像に対して肺野の探索を実行すればより望ましい。

【0019】

［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を説明するものである。すなわち、本発明の装置によれば、被検体像が放射線画像の中で縦向きに写り込んでいる場合、画像の回転を経ないで肺野探索処理が実行される。

【0020】

また、上述の画像処理装置において、横転判定手段により横転しているものと判定された放射線画像に写り込む像の輪郭を抽出することにより輪郭抽出画像を生成する輪郭抽出手段と、輪郭抽出画像の右側の領域における画素値のバラツキと、左側の領域における画素値のバラツキとを比較して、よりバラツキが大きい側の領域が被検体像の上部に当たるものと判定する左右判定手段を備え、画像回転手段が左右判定手段の判定結果に従って被検体像の上部が放射線画像の上側に向くよう放射線画像を回転させればより望ましい。

【0021】

［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を説明するものである。横転判定手段により横転しているものと判定された放射線画像に対してどちらの向きに被検体像が横転しているかを判定する左右判定手段を備えるようにすれば、確実に被検体像の上部が放射線画像の上側に向くよう放射線画像を回転させることができる。

【0022】

また、上述の画像処理装置において、横転判定手段により被検体像が放射線画像内で縦向きに写り込んでいるものと判定された放射線画像に写り込む像の輪郭を抽出することにより輪郭抽出画像を生成する輪郭抽出手段と、輪郭抽出画像の上側の領域における画素値のバラツキと、下側の領域における画素値のバラツキとを比較して、よりバラツキが大きい側の領域が被検体像の上部に当たるものと判定する上下判定手段を備え、画像回転手段が放射線画像の下側に位置している被検体像の上部が放射線画像の上側に向くように放射線画像を回転させればより望ましい。

【0023】

［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を説明するものである。横転判定手段により被検体像が縦向きに写り込んでいるものと判定された放射線画像に対して被検体が上下ひっくり返しになっているかどうかを判定する上下判定手段を備えるようにすれば、確実に被検体像の上部が放射線画像の上側に向くよう放射線画像を回転させることができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、被検体像が放射線画像の中で回転して写り込んでいたとしても、確実に画像に写り込む肺野を探し出し、視認性に優れたコントラスト調整を肺野に対して確実に実行できる画像処理装置を提供することができる。すなわち、放射線画像の各画素列に属する画素値を画素列毎に合計または平均することにより生成されるプロファイルの最小位置が被検体像の中心位置から離れている場合に被検体像が放射線画像内で横転しているものと判定する横転判定手段を備えている。この横転判定手段により横転しているものと判定された放射線画像は、画像回転手段により回転されて肺野の探索に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施例１に係る画像処理装置の動作を大まかに説明する模式図である。

【図2】実施例１に係る画像処理装置における動作上の特徴を説明する模式図である。

【図3】実施例１に係る画像処理装置の構成を説明する機能ブロック図である。

【図4】実施例１に係るプロファイル生成処理を説明する模式図である。

【図5】実施例１に係るプロファイル生成処理を説明する模式図である。

【図6】実施例１に係るプロファイル生成処理を説明する模式図である。

【図7】実施例１に係るプロファイル生成処理を説明する模式図である。

【図8】実施例１に係るプロファイルの特徴を説明する模式図である。

【図9】実施例１に係るプロファイルの問題点を説明する模式図である。

【図10】実施例１に係る中心位置算出処理を説明する模式図である。

【図11】実施例１に係る中心位置算出処理を説明する模式図である。

【図12】実施例１に係る中心位置算出処理を説明する模式図である。

【図13】実施例１に係る中心位置とプロファイルとの関係を説明する模式図である。

【図14】実施例１に係る横転判定処理を説明する模式図である。

【図15】実施例１に係る横転判定処理を説明する模式図である。

【図16】実施例１に係る画像回転処理を説明する模式図である。

【図17】実施例１に係るプロファイルの問題点を説明する模式図である。

【図18】実施例１に係る左右判定処理を説明する模式図である。

【図19】実施例１に係る左右判定処理を説明する模式図である。

【図20】実施例１に係る左右判定処理を説明する模式図である。

【図21】実施例１に係るプロファイルの問題点を説明する模式図である。

【図22】実施例１に係る左右判定処理を説明する模式図である。

【図23】実施例１に係る左右判定処理を説明する模式図である。

【図24】実施例１に係る左右判定処理を説明する模式図である。

【図25】従来構成の画像処理装置を説明する模式図である。

【図26】従来構成の画像処理装置を説明する模式図である。

【図27】従来構成の画像処理装置の問題点を説明する模式図である。

【実施例1】

【0026】

続いて、本発明に係る実施例について説明する。本発明に係る画像処理装置１は、図１に示すようにＸ線撮影装置で撮影された被検体の胸部Ｘ線画像（元画像Ｐ０）を入力すると、元画像Ｐ０のどこに肺野が写り込んでいるか認識して肺野領域を設定し、設定した肺野領域に対して色調補正を施した画像を出力する構成となっている。本発明に係る画像処理装置は、被検体像が写り込んだ元画像Ｐ０における肺野に相当する部分に輝度調整を施す構成となっている。

【0027】

本発明は、このような従来的な機能に加えて、図２に示すように被検体像が横転して写り込んでいる元画像Ｐ０を入力すると、被検体像の横転を認識して被検体像の向きが元画像Ｐ０の向きに合うように元画像Ｐ０を回転させる構成となっている。この元画像Ｐ０の回転は肺野領域の認識および色調補正の前に行われる。したがって、本発明に係る装置に被検体が横転して写り込んでいる元画像Ｐ０を入力すると、元画像Ｐ０が９０°回転されることにより被検体の横転が補正された後で肺野領域の設定と色調補正がなされることになる。本発明は、この元画像Ｐ０を回転させる機能が最も特徴的となっている。

【0028】

図３は、画像処理装置１が行う画像処理の全体を示した機能ブロック図である。図３によれば、プロファイル生成部１１，中心位置算出部１２，横転判定部１３，左右判定部１４および画像回転部１６が図２で説明した元画像Ｐ０を９０°回転させる動作を行う。この動作は、図１で説明したような被検体が縦向きに写り込んでいない元画像Ｐ０については行われない。

【0029】

なお、上下判定部１５は、被検体が縦向きに写り込んでいる元画像Ｐ０のうち被検体像が上下逆さまに写り込んでいるものに対して１８０°回転させる動作をするときに関する構成である。肺野探索処理部１７は、被検体像における肺野が元画像Ｐ０上のどこにあるかを探索して、肺野領域を決定する構成である。輝度調整部１８は、肺野領域に対してコントラスト調整（色調補正）を実行する構成である。

【0030】

プロファイル生成部１１は本発明のプロファイル生成手段に相当し、中心位置算出部１２は本発明の中心位置算出手段に相当する。横転判定部１３は本発明の横転判定手段に相当し、画像回転部１６は本発明の画像回転手段に相当する。肺野探索処理部１７は本発明の肺野探索処理手段に相当する。

【0031】

本発明に係る装置は、元画像Ｐ０に被検体像が縦向きに写り込んでいるのかそれとも横向きに写り込んでいるのかを判別し、その判別結果に従って元画像Ｐ０を回転させるかどうかを決定する構成が特徴的である。被検体像の横転の有無をいかにして判別するかについては、プロファイル生成部１１，中心位置算出部１２，横転判定部１３の各部が関係しているのでこれらについて順を追って説明する。

【0032】

＜プロファイル生成部１１の動作＞
図４は、プロファイル生成部１１の動作を示している。プロファイル生成部１１は、縦横に画素が配列されて構成される元画像Ｐ０のうち、画素１つ分の幅を有する縦方向に画素が配列した注目画素列に属する各画素の画素値を平均して平均値を算出する。図４の説明では、元画像Ｐ０における左端の位置Ｘ１に係る画素列について平均値Ａｖｅ（Ｘ１）を算出している様子を示している。プロファイル生成部１１は、注目画素列を横方向に画素１つ分ずつ右に移動させながら平均値Ａｖｅの算出を繰り返し、元画像Ｐ０における右端の位置に係る画素列まで算出する。そして、プロファイル生成部１１は、図５に示すように、平均値Ａｖｅと平均値Ａｖｅに係る注目画素列の位置とが関連したプロファイルを生成する。従って、このプロファイルは、元画像Ｐ０にとっての横方向に伸びたプロファイルとなる。このように、プロファイル生成部１１は、元画像Ｐ０の各画素列に属する画素値を画素列毎に合計または平均することによりプロファイルを生成する。

【0033】

なお、上述の説明ではプロファイル生成部１１は、元画像Ｐ０の左端から右端に向けて逐次的に平均値Ａｖｅの算出をしていたが、算出の順番はこの手順である必要は無い。この事情は後述の図６，図７においても同様である。

【0034】

図４，図５の説明では元画像Ｐ０には被検体像が縦向きに写り込んでいる。ところで、本発明の装置には、図２で説明したような被検体像が横転した元画像Ｐ０が入力されることもある。図６は、プロファイル生成部１１が被検体像を横倒しに写し込んでいる元画像Ｐ０についてプロファイルを生成する様子を示している。元画像Ｐ０は、どちらが上に当たるかの定義付けがされているので、プロファイル生成部１１は、被検体像が横倒しになった状態のまま、元画像Ｐ０における左端の位置Ｘ１に係る画素列について平均値Ａｖｅ（Ｘ１）を算出し、注目画素列を横方向に画素１つ分ずつ移動させながら平均値Ａｖｅの算出を繰り返す。そして、図７に示すようなプロファイルが生成される。

【0035】

図８は、被検体像が横転しているかでプロファイルがどのように変化するかを説明している。図８左側は、元画像Ｐ０に縦向きの被検体が写り込んでいる場合を示している。この場合のプロファイルは、中央部が凹んでいることが分かる。この凹みは、元画像Ｐ０上で明るい左肺に由来する明領域と同じく明るい右肺に由来する明領域とに挟まれた位置にあり、この部分の値は、暗い脊椎に位置する画素の画素値を平均して算出される平均値となっている。

【0036】

一方、図８右側は、元画像Ｐ０に被検体が横転して写り込んでいる場合を示している。この場合のプロファイルには、中央部に凹みが現れず、中央部に幅広の１つのまとまった明領域が現れるのみである。元画像Ｐ０上の暗い脊椎に位置する画素の画素値がプロファイルに及ぼす影響は、プロファイル全域に亘って分散してしまっており、プロファイルの特定部分に集中していない。したがって、このときのプロファイルで最も低い値となるのは、元画像Ｐ０上で明るい肺野が位置しない端部においてである。

【0037】

したがって、プロファイルの最低値がプロファイルの中央に現れる場合は、元画像Ｐ０に縦向きの被検体が写り込んでいると言えそうである。そして、プロファイルの最低値がプロファイルの端部に現れる場合は、元画像Ｐ０に横転した被検体が写り込んでいると言えそうである。実際に本発明ではこの原理を利用して元画像Ｐ０に写り込む被検体の横転の有無を判断している。

【0038】

しかしながら、プロファイルの最低値の位置のみで被検体像が横転しているかどうかを判断すると誤認が生じることがある。図９は、その事情について説明している。被検体像が元画像Ｐ０上の端部に偏って写り込んでいる場合、被検体像の中心と元画像Ｐ０の中心が離れてしまう。プロファイルは元画像Ｐ０全域に亘って生成されることからすれば、プロファイルの最低値がプロファイルの端部に現れることになってしまう。すると、本来は横転していない被検体像を写し込んでいた元画像Ｐ０が横転しているものと誤認され、画像が回転されてしまうという事態となる。このような現象は特に乳幼児を撮影した元画像Ｐ０上で起こりやすい。

【0039】

本発明は、このような誤認を防ぐ目的で元画像Ｐ０に写り込む被検体像の中心を算出するようにしている。この動作は、中心位置算出部１２が実行する。

【0040】

＜中心位置算出部１２の動作＞
中心位置算出部１２は、元画像Ｐ０に写り込む被検体像の中心を算出する構成である。中心位置算出部１２は、まず元画像Ｐ０にエッジ強調処理を施してエッジ強調画像を生成する。エッジ強調処理は、ソーベルフィルタなどの微分フィルタを元画像Ｐ０に施すことで実行される。元画像Ｐ０に対して直接被検体像の中心を求めようとすると、被検体像の外部領域に位置する画素の画素値によって結果が異なってしまう。エッジ強調処理を施せば、元画像Ｐ０上に写り込んでいる構造物自体を浮き出させることができるので、被検体像の中心を確実に算出できる。

【0041】

図１１は、中心位置算出部１２が被検体を縦方向に写し込む元画像Ｐ０のエッジ強調画像に対して被検体像の重心Ｇを算出している様子を示している。
重心Ｇのエッジ強調画像上の座標（Ｇｘ，Ｇｙ）は、以下のようにして求められる。
Ｇｘ＝ΣＩ（ｘ）・ｘ／ΣＩ（ｘ）
Ｇｙ＝ΣＩ（ｙ）・ｙ／ΣＩ（ｙ）
ここで、ｘは、エッジ強調画像のある横方向についての位置を表しており、Ｉ（ｘ）は、エッジ強調画像の位置ｘにある画素の画素値を合計した値を意味している。
また、ｙは、エッジ強調画像のある縦方向についての位置を表しており、Ｉ（ｙ）は、エッジ強調画像の位置ｙにある画素の画素値を合計した値を意味している。なお、本発明においては、重心Ｇの座標は、横方向についてのみ演算に用いるので、必ずしもＧｙを算出する必要は無い。しかしながら、説明の便宜上、重心Ｇの位置を求めたものとして説明を行うことにする。

【0042】

図１１においては、エッジ強調画像全体に亘って被検体のエッジ強調像が写り込んでいるので、重心Ｇの位置は、画像の中心付近に現れる。この重心Ｇの位置は、元画像Ｐ０上の被検体像の中心を示している。

【0043】

図１２は、中心位置算出部１２が横倒しの被検体を元画像Ｐ０のエッジ強調画像に対して被検体像の重心Ｇを算出している様子を示している。図１２においては、エッジ強調画像全体に亘って被検体のエッジ強調像が写り込んでいるので、重心Ｇの位置は、画像の中心付近に現れる。この重心Ｇの位置は、元画像Ｐ０上の被検体像の中心を示している。このように中心位置算出部１２は、元画像Ｐ０に写り込む被検体像の中心の位置である中心位置（重心Ｇ）を算出する。

【0044】

図１３は、重心Ｇとプロファイルとの関係を表している。図１３の左側は、元画像Ｐ０が被検体を縦方向に写し込んでいる場合の位置関係を図示するものであり、プロファイルが最小となっている最小点Ｐが重心Ｇの位置に近い。図１３の右側は、元画像Ｐ０が横倒しの被検体を写し込んでいる場合の位置関係を図示するものであり、プロファイルが最小となっている最小点Ｐが重心Ｇの位置から離れている。つまり、最小点Ｐと重心Ｇとの位置関係を調べれば元画像Ｐ０上の被検体が横倒しになっているかどうか知ることができるのである。

【0045】

＜横転判定部１３の動作＞
横転判定部１３は、このような原理に基づいて被検体像の横転の有無を判定する構成である。横転判定部１３には、プロファイル生成部１１から元画像Ｐ０のプロファイルが送出されるとともに、中心位置算出部１２から重心Ｇの位置を示す座標が送出される。

【0046】

図１４は、横転判定部１３が実行する横転判定処理について説明している。すなわち、横転判定部１３は、図１４左側に示すように、プロファイルの最小点Ｐの横方向における位置を基準として重心Ｇの横方向における位置が所定の範囲Ｒ以内にあるとき、元画像Ｐ０上の被検体像は横転しておらず、縦方向に写り込んでいるものと判定する。

【0047】

また、横転判定部１３は、図１４右側に示すように、プロファイルの最小点Ｐの横方向における位置を基準として重心Ｇの横方向における位置が所定の範囲Ｒに属しないとき、元画像Ｐ０上の被検体像は横転しているものと判定する。

【0048】

なお、横転判定部１３は、最小点Ｐを基準として重心Ｇの位置を判断していたが、本発明はこの構成に限られない。重心Ｇを基準として最小点Ｐの位置が所定の範囲にあるかどうかで横転の判定を行ってもよい。いずれにせよ、横転判定部１３は、プロファイルの値が最小となっている位置である最小点Ｐが被検体像の中心位置から離れている場合に被検体像が元画像Ｐ０内で横転しているものと判定し、プロファイルの最小点Ｐが中心位置の近傍にある場合に被検体像が元画像Ｐ０内で縦向きに写り込んでいるものと判定することになる。

【0049】

このようにプロファイルの最小点Ｐの位置と重心Ｇとの位置の比較により被検体像の横転の有無を判定すれば、図１５に示すように、被検体像が元画像Ｐ０上の端部に偏って写り込んでいる場合であっても正しい判定をすることができる。被検体像が元画像Ｐ０上の端部に偏って写り込んでいると、被検体像を追従するように重心Ｇの位置も端部に偏るから、プロファイルの最小点Ｐが被検体像の中心にあるのかそれとも端部にあるのかを確実に把握することになるからである。

【0050】

横転判定部１３により元画像Ｐ０が横転している判断された場合は、図１６に示すように、画像回転処理により元画像Ｐ０が９０°回転されることにより、元画像Ｐ０上の被検体像の向きは、上部（頭部）が画像の上、腹部が画像の下となるように矯正される。このような画像の回転処理は画像回転部１６が実行する。画像回転部１６は、横転判定部１３により横転しているものと判定された元画像Ｐ０に対して元画像Ｐ０を回転させる回転処理を実行する。

【0051】

しかし、これだけの動作だと、元画像Ｐ０をどちら回りに９０°回転させればよいか判断がつかない。横転判定部１３で判定可能なのは、元画像Ｐ０上の被検体像が横転しているかどうかという点である。元画像Ｐ０を右回りに９０°回転させると被検体像の上部が画像の上となるのか、それとも左回りに９０°回転させると被検体像の上部が画像の上となるのか区別できるというものではない。図１７はこの様な事情を説明している。図１７は、被検体像が左向きに横倒しとなっている元画像Ｐ０を示しており、図８右側における被検体像が反対を向いたような画像となっている。図１７の元画像Ｐ０に基づいてプロファイル生成部１１が生成するプロファイルは、図８右側の被検体像に係るプロファイルと同様なものとなっている。従って、プロファイルに基づいて被検体像の上部が画像の左右どちらの向きに対応するのかを判定するのは難しい。

【0052】

そこで、本発明に係る装置は被検体像が右向きに横倒しとなっているのかそれとも左向きに横倒しとなっているのかを判定するような構成を備えている。この判定は、左右判定部１４が実行する。

【0053】

＜左右判定部１４の動作＞
左右判定部１４は、横転判定部１３の判定結果が送出される。元画像Ｐ０が横転しているものと判定された場合、左右判定部１４は、図１８に示すように、まず元画像Ｐ０にエッジ強調処理を施してエッジ強調画像を生成する。エッジ強調処理はラプラシアンフィルタなどのフィルタを元画像Ｐ０に施すことで実行される。このとき生成されたエッジ強調画像を図１０で説明した画像と区別して左右判定用画像と呼ぶことにする。

【0054】

左右判定部１４は、左右判定用画像上で画像の右半分に当たる領域である右領域と画像の左半分に当たる左領域の２つの領域を設定する。すなわち、左右判別用画像を縦に２等分することで右領域および左領域が設定される。そして、左右判定部１４は、右領域に属する画素の画素値の標準偏差σ（Ｌ）と左領域に属する画素の画素値の標準偏差σ（Ｒ）とを算出する。

【0055】

図１９は、上部（頭部）が画像の右側に来るように横倒しとなった被検体像を写し込んだ元画像Ｐ０に係る左右判定用画像を表している。この画像から算出される標準偏差σ（Ｒ）は、標準偏差σ（Ｌ）よりも大きくなる。被検体の肺野は、画像の右側に偏っているからである。被検体の肺は、低密度ありＸ線を通しやすい。肺は、肋骨によって保護されている。肋骨は骨なので高密度でありＸ線を通しにくい。したがって、元画像Ｐ０上の肺野は暗い部分と明るい部分がストライプ状に並んだような像となっている。このような元画像Ｐ０にエッジ強調処理をすると、得られた左右判定用画像の肺野に位置する画素の画素値のバラツキは大きくなり、肺野以外の部分では小さくなる。被検体の肺野が画像の右側に偏っていると、右領域に属する画素の画素値のバラツキを示す標準偏差σ（Ｒ）は大きくなり、左領域に属する画素の画素値のバラツキを示す標準偏差σ（Ｌ）は小さくなる。肺野の大部分は被検体像の上部に偏っているはずであるから、元画像Ｐ０の右領域が被検体像の上部に当たるということになる。左右判定部１４は、このような原理に基づいて標準偏差σ（Ｒ）が標準偏差σ（Ｌ）よりも大きい場合、上部が画像の右側となるように被検体像が元画像Ｐ０上で横倒しとなっているものと判定する。

【0056】

図２０は、上部が画像の左側に来るように横倒しとなった被検体像を写し込んだ元画像Ｐ０に係る左右判定用画像を表している。この画像から算出される標準偏差σ（Ｌ）は、標準偏差σ（Ｒ）よりも大きくなる。被検体の肺野は、画像の左側に偏っているからである。肺野の大部分は被検体像の上部に偏っているはずであるから、元画像Ｐ０の左領域が被検体像の上部に当たるということになる。左右判定部１４は、このような原理に基づいて標準偏差σ（Ｌ）が標準偏差σ（Ｒ）よりも大きい場合、上部が画像の左側となるように被検体像が元画像Ｐ０上で横倒しとなっているものと判定する。

【0057】

このように、左右判定部１４は、横転判定部１３により横転しているものと判定された元画像Ｐ０に写り込む像の輪郭を抽出することにより生成された左右判定用画像の右側の領域における画素値のバラツキと、左側の領域における画素値のバラツキとを比較して、よりバラツキが大きい側の領域が被検体像の上部に当たるものと判定する。

【0058】

左右判定部１４の判定結果は、画像回転部１６に送出される。画像回転部１６は、判定結果に基づいて被検体像の上側が画像の上に来るように元画像Ｐ０を回転させる。画像回転部１６は、左右判定部１４の判定結果に従って被検体像の上部が元画像Ｐ０の上側に向くよう元画像Ｐ０を回転させることになる。

【0059】

ところで、横転判定部１３が被検体像の横転を検出しなかったからといって、被検体像の向きが診断に適したものとなるとは限らない。図２１は、この事情を説明している。図２１は、被検体像が上下ひっくり返しとなっている元画像Ｐ０を示しており、図８右側における被検体像が反対を向いたような画像となっている。図２１の元画像Ｐ０に基づいてプロファイル生成部１１が生成するプロファイルは、図８左側の被検体像に係るプロファイルと同様なものとなっている。横転判定部１３では、元画像Ｐ０上の被検体像が上下ひっくり返しとなっているかどうか判定することは難しい。

【0060】

そこで、本発明に係る装置は被検体像の上側が画像の上向きとなっているのかそれとも被検体像の上側が画像の下向きとなっているのかを判定するような構成を備えている。この判定は、上下判定部１５が実行する。

【0061】

＜上下判定部１５の動作＞
上下判定部１５は、横転判定部１３の判定結果が送出される。元画像Ｐ０が被検体像を縦向きに写し込んでいるものと判定された場合、上下判定部１５は、図２２に示すように、まず元画像Ｐ０にエッジ強調処理を施してエッジ強調画像を生成する。エッジ強調処理はラプラシアンフィルタなどのフィルタを元画像Ｐ０に施すことで実行される。このとき生成されたエッジ強調画像を図１０で説明した画像と区別して上下判定用画像と呼ぶことにする。

【0062】

上下判定部１５は、上下判定用画像上で画像の上半分に当たる領域である上領域と画像の下半分に当たる下領域の２つの領域を設定する。すなわち、上下判別用画像を横に２等分することで上領域および下領域が設定される。そして、上下判定部１５は、上領域に属する画素の画素値の標準偏差σ（ａ）と下領域に属する画素の画素値の標準偏差σ（ｂ）とを算出する。

【0063】

図２３は、上部が画像の下側に来るようにひっくり返しとなった被検体像を写し込んだ元画像Ｐ０に係る上下判定用画像を表している。この画像から算出される標準偏差σ（ｂ）は、標準偏差σ（ａ）よりも大きくなる。被検体の肺野は、画像の下側に偏っているからである。肺野の大部分は被検体像の上部に偏っているはずであるから、元画像Ｐ０の下領域が被検体像の上部に当たるということになる。上下判定部１５は、このような原理に基づいて標準偏差σ（ｂ）が標準偏差σ（ａ）よりも大きい場合、上部が画像の下側となるように被検体像が元画像Ｐ０上でひっくり返しとなっているものと判定する。

【0064】

図２４は、上部が画像の上側に来るように被検体像を写し込んだ元画像Ｐ０に係る上下判定用画像を表している。この画像から算出される標準偏差σ（ａ）は、標準偏差σ（ｂ）よりも大きくなる。被検体の肺野は、画像の上側に偏っているからである。肺野の大部分は被検体像の上部に偏っているはずであるから、元画像Ｐ０の上領域が被検体像の上部に当たるということになる。上下判定部１５は、このような原理に基づいて標準偏差σ（ａ）が標準偏差σ（ｂ）よりも大きい場合、上部が画像の上側となるように被検体像が元画像Ｐ０上で写り込んでいるものと判定する。

【0065】

このように、上下判定部１５は、横転判定部１３により被検体像が元画像Ｐ０内で縦向きに写り込んでいるものと判定された元画像Ｐ０に写り込む像の輪郭を抽出することにより生成された上下判定用画像の上側の領域における画素値のバラツキと、下側の領域における画素値のバラツキとを比較して、よりバラツキが大きい側の領域が被検体像の上部に当たるものと判定する。

【0066】

上下判定部１５の判定結果は、画像回転部１６に送出される。画像回転部１６は、上部が画像の下側に来るようにひっくり返しとなった被検体像を写し込んだ元画像Ｐ０を１８０°回転させる。また、画像回転部１６は、上部が画像の上側に来るように被検体像が元画像Ｐ０上で写り込んでいる元画像Ｐ０については回転操作をしない。すなわち、画像回転部１６は、元画像Ｐ０の下側に位置している被検体像の上部が元画像Ｐ０の上側に向くように元画像Ｐ０を回転させる。

【0067】

肺野探索処理部１７には、画像回転部１６より元画像Ｐ０が送出される。この元画像Ｐ０は、回転処理後の画像であるので、上部が画像の上側に来るように被検体像が写り込んでいるものとなる。肺野探索処理部１７は、元画像Ｐ０上から肺野を探索する。このときの肺野の探索方法は、被検体像の上側が元画像Ｐ０の上側となるように写り込んでいることが前提となる。すなわち、肺野探索処理部１７は、元画像Ｐ０の上部において被検体の頸部を探索してその下側に肺野が存在するものとして動作したり、元画像Ｐ０の左端に左肺の端が、右端に右肺の端が存在するものとして動作したり、元画像Ｐ０の下側には、左肺または右肺の端部が位置しているものとして動作する。元画像Ｐ０には上部が画像の上側に来るように被検体像が写り込んでいるので、肺野探索処理部１７は誤認をすることなく確実に肺野の探索を行うことができる。肺野探索処理部１７は、回転処理後の元画像Ｐ０に写り込む肺野を探索する。肺野探索処理部１７は、横転判定部１３により被検体像が元画像Ｐ０内で縦向きに写り込んでいるものと判定された元画像Ｐ０に対して肺野の探索を実行する。

【0068】

輝度調整部１８には、肺野探索処理部１７が探索した肺野領域が元画像Ｐ０のどこに相当するかを示すデータが送出される。輝度調整部１８は、肺野領域について色調補正を施して、肺野の視認性を向上させる。輝度調整部１８は、色調補正後の肺野領域を抜き出して独立した画像にするトリミング処理を行ってトリミング画像を生成するようにしてもよい。このような動作を経て本発明の装置の動作は完了となる。

【0069】

以上のように、本発明によれば、被検体像が元画像Ｐ０の中で回転して写り込んでいたとしても、確実に画像に写り込む肺野を探し出し、視認性に優れたコントラスト調整を肺野に対して確実に実行できる画像処理装置１を提供することができる。すなわち、元画像Ｐ０の各画素列に属する画素値を画素列毎に合計または平均することにより生成されるプロファイルの最小点Ｐが被検体像の中心位置から離れている場合に被検体像が元画像Ｐ０内で横転しているものと判定する横転判定部１３を備えている。この横転判定部１３により横転しているものと判定された元画像Ｐ０は、画像回転部１６により回転されて肺野の探索に用いられる。したがって、本発明によれば被検体像が元画像Ｐ０の中で回転して写り込んでいたとしても被検体像は正しい向きに補正された状態で肺野探索ができるので、視認性に優れたコントラスト調整を肺野に対して確実に実行できる。

【0070】

本発明は、上述の実施形態に限られず、下記のような変形実施が可能である。

【0071】

（１）本発明は、上述の画像処理装置１が搭載された放射線撮影装置についても適用することができる。

【0072】

（２）本発明に係る画像処理装置１は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

【0073】

（３）上述の実施例によれば、プロファイル生成部１１は、元画像Ｐ０を構成する各画素列について平均値を算出することでプロファイルを生成する構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。プロファイル生成部１１が画素列に属する画素の画素値を合計する動作を繰り返し、算出された合計値を画素列の位置に従って配列することでプロファイルを生成してもよい。

【0074】

（４）上述の実施例によれば、左右判別部１４および上下判別部１５は標準偏差を算出することにより画素値のバラツキを算出していたが、本発明はこの構成に限られない。左右判別部１４および上下判別部１５が標準偏差以外のバラツキを示す指標を算出することにより動作してもよい。

【0075】

（５）上述の実施例によれば、左右判別部１４は、左右判別用画像を縦に２等分することで右領域および左領域を設定していたが、本発明はこの構成に限られない。右領域および左領域を合わせても左右判別用画像の全域にならないように各領域を設定することもできる。また、右領域および左領域の幅を違えるようにしてもよい。

【0076】

（６）上述の実施例によれば、上下判別部１５は、上下判別用画像を横に２等分することで上領域および下領域を設定していたが、本発明はこの構成に限られない。上領域および下領域を合わせても上下判別用画像の全域にならないように各領域を設定することもできる。また、上領域および下領域の幅を違えるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１１ プロファイル生成部（プロファイル生成手段）
１２ 中心位置算出部（中心位置算出手段）
１３ 横転判定部（横転判定手段）
１６ 画像回転部（画像回転手段）
１７ 肺野探索処理部（肺野探索処理手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】