JP6418922B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、画像内のライン状ノイズを好適に低減する画像処理技術に関するものである。 The present invention relates to an image processing technique that suitably reduces line noise in an image.
医療現場では、X線を用いた撮影に基づく診断や治療が盛んに行なわれている。最近では、FPD(Flat Panel detector)を用いたX線撮影装置が頻繁に使用されるようになってきている。FPDはフォトダイオードをマトリクス状に配列することで、X線検出器の平坦化を実現しており、従来のイメージインテンシファイアー(I.I.)を用いたX線撮影装置で生じていた電子光学的な画像の歪みを解決している。また、小型化、軽量化によりハンドリングが容易なため、ポータブルやモバイルなどの自由度の高い撮影が可能である。ただし、FPDはフォトダイオードで光電変換された信号を微細な信号線を通して読みだすため、外的又は内的な要因の影響により画像にノイズが生じ易い。また、FPDは主走査方向の1行分の信号を一度にサンプルホールドしてA/D変換するため、主走査方向に沿ったライン状ノイズが発生し易い。 In the medical field, diagnosis and treatment based on X-ray imaging are actively performed. Recently, an X-ray imaging apparatus using an FPD (Flat Panel detector) has been frequently used. The FPD realizes flattening of the X-ray detector by arranging photodiodes in a matrix, and the electrons generated in the conventional X-ray imaging apparatus using the image intensifier (II). Solves optical image distortion. In addition, since handling is easy due to the reduction in size and weight, it is possible to shoot with a high degree of freedom such as portable and mobile. However, since FPD reads a signal photoelectrically converted by a photodiode through a fine signal line, noise is likely to occur in an image due to the influence of external or internal factors. In addition, since FPD samples and holds signals for one row in the main scanning direction at a time and performs A / D conversion, line noise along the main scanning direction is likely to occur.
X線を用いた撮影では、人体の被ばくを低減するため、低線量での撮影が要求される。そのため、X線検出器において読み取られる信号が極めて小さな値となり、画像に僅かなゆらぎが生じても視認されてしまう。特に、スジ状のムラであるライン状ノイズは、人間の目が敏感に検知するため診断および治療に影響を及ぼし易い。そこで、ライン状ノイズを低減させる手法として、空間フィルタを用いた技術が知られている。例えば、特許文献1には、ライン状ノイズを含んだ入力画像をライン状ノイズと平行な方向に縮小して、垂直な方向にフィルタ処理して抽出したライン状ノイズを入力画像から減算する方法が開示されている。また、特許文献2には、ライン状ノイズを抽出するフィルタにεフィルタなどの画素値依存フィルタを用いて被写体とライン状ノイズの分離能力を高め、アーチファクトが発生しにくいライン状ノイズ低減方法が開示されている。さらに、非特許文献1は、εフィルタに傾斜適応性を持たせることで、被写体の構造に影響を受けにくいεフィルタが記載されている。 In imaging using X-rays, imaging with a low dose is required in order to reduce the exposure of the human body. For this reason, the signal read by the X-ray detector has a very small value, and even if a slight fluctuation occurs in the image, it is visually recognized. In particular, line noise, which is streak-like unevenness, is sensitive to the human eye and is likely to affect diagnosis and treatment. Therefore, a technique using a spatial filter is known as a technique for reducing line noise. For example, Patent Document 1 discloses a method in which an input image including line noise is reduced in a direction parallel to the line noise, and the line noise extracted by filtering in the vertical direction is subtracted from the input image. It is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a line noise reduction method in which a pixel value-dependent filter such as an ε filter is used as a filter for extracting line noise to increase the ability to separate a subject and line noise, and artifacts are unlikely to occur. Has been. Furthermore, Non-Patent Document 1 describes an ε filter that is less affected by the structure of the subject by providing the ε filter with tilt adaptability.
しかしながら、上述の特許文献1の手法においては、被写体とライン状ノイズの分離は閾値処理で行っているため、被写体とライン状ノイズの分離が不十分になる可能性がある。また、特許文献2の手法においては、被写体構造がある場合、フィルタ対象画素値と周辺画素値の差が大きくなり、十分なライン状ノイズ低減効果が得られない可能性がある。更に、非特許文献1の手法は、ライン状ノイズとランダムノイズを区分することが出来ず、十分なライン状ノイズの低減効果が得られない可能性がある。 However, in the above-described method of Patent Document 1, separation of the subject and the line noise is performed by threshold processing, so that there is a possibility that the separation of the subject and the line noise is insufficient. In the method of Patent Document 2, when there is a subject structure, the difference between the filter target pixel value and the peripheral pixel value becomes large, and a sufficient line noise reduction effect may not be obtained. Furthermore, the method of Non-Patent Document 1 cannot distinguish between line noise and random noise, and there is a possibility that a sufficient effect of reducing line noise cannot be obtained.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、画像におけるライン状ノイズをより効果的に低減可能とする技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a technique that can more effectively reduce line noise in an image.
上述の問題点を解決するため、本発明に係る画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、画像処理装置は、被写体が撮像された入力画像に対して該入力画像に含まれるライン状ノイズの方向と平行な方向に1次元ローパスフィルタ処理を行い、ランダムノイズ低減画像を生成する第1のフィルタ手段と、前記ランダムノイズ低減画像に対して、前記ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って局所フィッティング処理を行い、前記被写体の画像成分として決定する決定手段と、前記ランダムノイズ低減画像から前記被写体の画像成分を減算した画像に対して、前記ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って所定のフィルタ処理を行い、前記ライン状ノイズの画像成分を抽出する抽出手段と、前記入力画像から前記ライン状ノイズの画像成分を減算し、ライン状ノイズ低減画像を生成する生成手段と、を有する。 In order to solve the above-described problems, an image processing apparatus according to the present invention has the following configuration. That is, the image processing apparatus performs a one-dimensional low-pass filter process on the input image obtained by capturing the subject in a direction parallel to the direction of the line noise included in the input image, thereby generating a random noise reduced image. A filtering means, a determining means for performing a local fitting process on the random noise reduced image along a direction orthogonal to the direction of the line noise, and determining as an image component of the subject, and the random noise reduced image Extraction means for performing a predetermined filter process along a direction orthogonal to the direction of the line noise to the image obtained by subtracting the image component of the subject from the image, and the input Generating means for subtracting the image component of the line noise from the image to generate a line noise reduced image.
本発明によれば、画像におけるライン状ノイズをより効果的に低減可能とする技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique that can more effectively reduce line noise in an image.
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention.
(第1実施形態)
本発明に係る画像処理装置の第1実施形態として、X線撮像システムに含まれる画像処理部を例に挙げて以下に説明する。
(First embodiment)
As a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention, an image processing unit included in an X-ray imaging system will be described below as an example.
<システム構成>
図1は、第1実施形態に係る画像処理部を含むX線撮像システムの機能構成を示す図である。
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration of an X-ray imaging system including an image processing unit according to the first embodiment.
X線管101は、被検体103にX線を照射する機能部である。X線発生装置104は、ユーザによる曝射スイッチの押下をトリガにX線管に高電圧パルスを与えX線を発生させる機能部である。FPD(Flat Panel detector)102は、FPD制御部105に制御され、被検体103を通過したX線を蛍光体により可視光に変換し、フォトダイオードで検出する機能部である。検出された電気信号はA/D変換され、デジタルデータとしてFPD制御部105に送信される。
The
FPD制御部105は、画像処理部109及び画像保存部108を含み、1又は複数のコンピュータが内蔵される。コンピュータは、例えば、CPU等の処理部、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等の記憶部を含む。また、コンピュータには、GPU(Graphics Processing Unit)等のグラフィック制御部、ネットワークカード等の通信部、キーボード、ディスプレイ又はタッチパネル等の入出力部等を備えてもよい。なお、これらの各部は、バス等により接続され、CPU等の処理部が記憶部に記憶されたプログラムを実行することで制御される。
The FPD
モニタ106は、受信されたデジタル信号や画像処理部109で処理したデジタル信号を画像として表示する機能部である。操作部107は、ユーザからの操作を受け付け、画像処理部109やFPD102に指示を入力する機能部である。画像保存部108は、FPD制御部105から出力されたデジタル信号や画像処理部109で処理された画像データを保存する機能部である。
The
画像処理部109は、フィルタ処理部110、被写体構造抽出部111、画素値依存フィルタ部112、ライン状ノイズ抽出部113、ライン状ノイズ減算部114を含む。フィルタ処理部110は、入力画像からランダムノイズ低減画像を生成する。被写体構造抽出部111は、入力画像から被写体構造を抽出する。画素値依存フィルタ部112は、入力画像を構成する画素の画素値に依存してフィルタ係数が変化するよう構成した画素値依存ハイパスフィルタ処理を行う。ライン状ノイズ抽出部113は、被写体構造抽出部111と画素値依存フィルタ部112とを用いてライン状ノイズを抽出する。ライン状ノイズ減算部114は、ライン状ノイズ抽出部113が抽出したライン状ノイズを入力画像から減算し、ライン状ノイズを低減した画像を生成する。
The
<画像処理部の動作>
図2は、第1実施形態における画像処理部の動作を示すフローチャートである。また、図3は、画像処理部における画像処理の流れを例示的に示す図である。
<Operation of Image Processing Unit>
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the image processing unit in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram exemplarily showing the flow of image processing in the image processing unit.
FPD制御部105の制御によって、FPD102が検出し取得した信号(入力画像、X線撮像画像)は、バスを介して画像処理部109に転送される。この入力画像においては、図3(a)に示すように、被写体301、ライン状ノイズ302、及び、ポアソンノイズ、システムノイズのようなランダムノイズ303の各画像成分が重畳している。そこで、画像処理部109は、このような入力画像から好適にライン状ノイズ302の画像成分を取り除く処理を行う。なお、背景技術に関して説明したように、ライン状ノイズは、FPDにおける主走査方向の1行分の信号を一度にサンプルホールドしてA/D変換することにより発生するノイズであるため。そのため、入力画像内に含まれるライン状ノイズは、入力画像の2つの画素配列方向(X軸方向及びY軸方向)の一方に沿ったノイズとなっている。
Under the control of the
ステップS201では、フィルタ処理部110は、入力画像をライン状ノイズと平行な方向に1次元ローパスフィルタ処理を行う。この処理はライン状ノイズを維持したままX線に起因したポアソンノイズやFPD102に起因したシステムノイズを抑制することを目的としている。なお、1次元ローパスフィルタ処理は、既知のガウシアンフィルタや平均値フィルタなどを用いればよい。また、この際に上述の特許文献1や特許文献2に記載の手法と同様に入力画像を縮小し後段の処理の高速化を図ってもよい。
In step S201, the
この処理の結果、ポアソンノイズとシステムノイズが抑制されたランダムノイズ低減画像(図3(b))が得られる。ここでランダムノイズ低減画像を生成するのは、後述するライン状ノイズ抽出をより好適に実行可能とするためである。 As a result of this processing, a random noise reduced image (FIG. 3B) in which Poisson noise and system noise are suppressed is obtained. The reason why the random noise reduced image is generated here is to allow line noise extraction described later to be executed more suitably.
ステップS202では、被写体構造抽出部111は、S201で得られたランダムノイズ低減画像から被写体構造の画像成分の抽出を行う。具体的には、ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って局所フィッティング処理を行うことにより、一般に低周波の画像成分で構成される被写体構造の画像成分を抽出する。
In step S202, the subject
図4は、被写体構造を含む画素列の画素値プロファイルを例示的に示す図である。具体的には、図3(b)の線分304の部分のプロファイルを例示的に示している。ここで、図3(b)に示されるように、線分304は、被写体構造及びライン状ノイズを横断するように、ライン状ノイズの方向と直交する方向が指定されている。この場合、実線401に示されるように、線分304の部分のプロファイルは、被写体構造の画像成分にライン状ノイズの画像成分が重畳したプロファイルとなる。
FIG. 4 is a diagram exemplarily showing a pixel value profile of a pixel column including a subject structure. Specifically, the profile of the portion of the
被写体構造は一般に低周波の画像成分で構成されているため、局所的に見れば、1次式でフィッティング可能なことが多い。図4において、実線401の1次式でのフィッティング結果が点線402であり、点線402で示される被写体構造のプロファイルf(x,y+j)は以下の数式(1)で表される。
Since the subject structure is generally composed of low-frequency image components, it can often be fitted with a linear expression when viewed locally. In FIG. 4, the fitting result in the linear expression of the
ここで、x,yはフィッティングの中心となる画素の座標である。また、I(x,y)は図3(b)のランダムノイズ低減画像の画素値であり、図4の実線401に相当する。また、y−nからy+nがフィッティング範囲である。
Here, x and y are the coordinates of the pixel that is the center of the fitting. I (x, y) is a pixel value of the random noise reduced image in FIG. 3B and corresponds to the
なお、ステップS202は被写体構造のプロファイルを抽出することを目的とする処理であるため、例えば、実線401に対してローパスフィルタ処理して被写体構造のプロファイルf(x,y+j)を抽出しても良い。この場合は被写体構造抽出部111で抽出される被写体構造のプロファイルf(x,y+j)は数式(2)のようになる。
Note that step S202 is a process aimed at extracting the profile of the subject structure, and thus, for example, the profile f (x, y + j) of the subject structure may be extracted by performing low-pass filtering on the
ここで、G(K)はローパスフィルタの係数である。次のステップS203で説明するように、被写体構造抽出部111でのG(K)とライン状ノイズ抽出部113でのG(j)は同じフィルタ係数を用いると良い。これにより、ライン状ノイズ抽出部113でのハイパスフィルタのカットオフ周波数以下の低周波成分に限定して被写体構造の抽出を行うことが可能となる。
Here, G (K) is a low-pass filter coefficient. As will be described in the next step S203, G (K) in the subject
ステップS203では、ライン状ノイズ抽出部113は、画素値依存フィルタ部112を利用して所定のフィルタ処理を行い、ライン状ノイズを抽出する。具体的には、ライン状ノイズ抽出部113及び画素値依存フィルタ部112は、数式(3)の処理を行う。
In step S <b> 203, the line noise extraction unit 113 performs predetermined filter processing using the pixel value
ここで、G(J)はローパスフィルタの係数であり、数式(2)のG(K)と同じものである。F(p)は区分線形関数であり、pの絶対値がεより小さいときはpをそのまま出力し、pの絶対値がε以上になるとゼロを出力する。すなわち、フィルタ対象画素値
I(x,y)とフィルタに用いる周辺画素値I(x,y+j)の差に応じてフィルタ係数が変化する。
Here, G (J) is a coefficient of the low-pass filter, and is the same as G (K) in Expression (2). F (p) is a piecewise linear function. When the absolute value of p is smaller than ε, p is output as it is, and when the absolute value of p becomes ε or more, zero is output. That is, the filter coefficient changes in accordance with the difference between the filter target pixel value I (x, y) and the peripheral pixel value I (x, y + j) used for the filter.
以下、ステップS203について詳しく説明する。一般的なεハイパスフィルタは以下の数式(4)の形で書くことができる。 Hereinafter, step S203 will be described in detail. A general ε high-pass filter can be written in the form of Equation (4) below.
ここで、εが無限大のとき、数式(4)は以下の数式(5)のように表すことができる。 Here, when ε is infinite, Expression (4) can be expressed as Expression (5) below.
すなわち、I(x,y)からローパスフィルタ出力を減算したハイパスフィルタに相当することが分かる。数式(4)は、数式(5)においてフィルタ対象画素値とフィルタ周辺画素値の差がεより大きいときにフィルタ係数をゼロにして、被写体構造の影響が強い周辺画素の影響を排除している。通常、ライン状ノイズの振幅は被写体構造より十分に小さいため、εはライン状ノイズの振幅程度にするとよい。 That is, it is understood that this corresponds to a high-pass filter obtained by subtracting the low-pass filter output from I (x, y). In Expression (4), when the difference between the pixel value to be filtered and the filter peripheral pixel value is larger than ε in Expression (5), the filter coefficient is set to zero to eliminate the influence of peripheral pixels that are strongly influenced by the subject structure. . Usually, the amplitude of the line noise is sufficiently smaller than that of the subject structure, and therefore, ε should be about the amplitude of the line noise.
ところで、数式(4)の方法は、被写体構造がエッジやピークに対応する場合、効果的にライン状ノイズを抽出できる。しかしながら、図3(b)の線分304の部分の場合、図4の実線401に示すように、被写体構造に依存して緩やかに画素値が変化したプロファイルが抽出される。この場合、数式(4)の方法でライン状ノイズを抽出しようとすると、ほとんどの周辺画素において、フィルタ対象画素との差がε値より大きくなってしまい、ライン状ノイズが抽出できなくなってしまう。
By the way, the method of Formula (4) can effectively extract line noise when the subject structure corresponds to an edge or a peak. However, in the case of the
そこで、第1実施形態では数式(3)のように被写体構造のプロファイルf(x,y)を抽出してI(x,y)を補正することで、ライン状ノイズをより効果的に抽出する。つまり、数式(3)では、I(x,y)からステップS202で得た被写体構造f(x,y)を除いていてから数式(4)の処理を行う。 Therefore, in the first embodiment, the line-shaped noise is more effectively extracted by extracting the profile f (x, y) of the subject structure and correcting I (x, y) as in Expression (3). . That is, in Equation (3), the processing of Equation (4) is performed after the subject structure f (x, y) obtained in Step S202 is removed from I (x, y).
図5は、被写体構造除去後の画素列の画素値プロファイルを例示的に示す図である。具体的には、図3(b)の線分304の部分から被写体構造を取り除いたあとのプロファイルを例示的に示している。
FIG. 5 is a diagram exemplarily showing a pixel value profile of a pixel column after subject structure removal. Specifically, the profile after the subject structure is removed from the portion of the
このように、図4の実線401に示されるプロファイルから被写体構造に由来する画像成分を取り除き、図5の実線501に示されるプロファイルを生成する。そして、実線501に示されるプロファイルに対して数式(4)の処理を行うことになる。これにより、被写体構造に由来する緩やかな画素値変化の影響をうけずに、好適に図3(c)に例示されるようなライン状ノイズ画像を抽出することができる。
In this way, the image component derived from the subject structure is removed from the profile indicated by the
なお、被写体構造抽出S202で抽出しきれないエッジやピークの影響は、区分線形関数Fで取り除くことができる。そのため、数式(3)は、従来技術に比較し、より好適にライン状ノイズを抽出できる画素値依存フィルタとなっている。なお、上述の説明においてはεフィルタを用いる例について述べたが、フィルタ対象画素値と周辺画素値の関係に依存した画素値依存フィルタ、例えばバイラテラルフィルタやMTMフィルタも利用することが可能である。 Note that the influence of edges and peaks that cannot be extracted by subject structure extraction S202 can be removed by the piecewise linear function F. Therefore, Equation (3) is a pixel value-dependent filter that can extract line noise more suitably than the conventional technique. In the above description, an example using the ε filter has been described. However, a pixel value-dependent filter that depends on the relationship between the filter target pixel value and the peripheral pixel value, such as a bilateral filter or an MTM filter, can also be used. .
ステップS204では、ライン状ノイズ減算部114は、入力画像(図3(a))を構成する各画素の画素値から、S203で抽出されたライン状ノイズ画像(図3(c))を構成する各画素の画素値を減算する。これにより、図4(d)に示されるようなライン状ノイズ低減画像を得ることができる。
In step S204, the line-shaped
以上説明したとおり第1実施形態によれば、入力画像に含まれる被写体構造を考慮することにより好適にライン状ノイズの画像成分を分離することが可能となる。その結果、入力画像からライン状ノイズの画像成分を好適に取り除き、ライン状ノイズが低減された高品位な入力画像を生成することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to appropriately separate the image components of line noise by considering the subject structure included in the input image. As a result, it is possible to suitably remove an image component of line noise from the input image and generate a high-quality input image with reduced line noise.
(第2実施形態)
第2実施形態ではより正確な被写体構造抽出を可能とし、結果として、ライン状ノイズをより好適に低減可能とする形態について説明する。具体的には、被写体構造抽出を複数の異なる処理で実行し、より正確な被写体構造の抽出結果を適応的に選択することにより実現している。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a description will be given of a mode in which more accurate subject structure extraction is possible and, as a result, line noise can be reduced more appropriately. Specifically, the subject structure extraction is performed by a plurality of different processes, and a more accurate subject structure extraction result is adaptively selected.
<システム構成>
図6は、第2実施形態に係る画像処理部を含むX線撮像システムの機能構成を示す図である。システム全体の概略構成は第1実施形態(図1)と同様である。ただし、画像処理部609が、抽出した構造の評価を行う抽出構造評価部615、評価結果に応じて被写体構造を選択する被写体構造選択部616を更に具備する点が第1実施形態と異なる。
<System configuration>
FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of an X-ray imaging system including an image processing unit according to the second embodiment. The schematic configuration of the entire system is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). However, the
<画像処理部の動作>
図7は、第2実施形態における画像処理部の動作を示すフローチャートである。
<Operation of Image Processing Unit>
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the image processing unit in the second embodiment.
FPD制御部105の制御によって、FPD102が検出した信号(入力画像)は、バスを介して画像処理部609に転送される。この入力画像においては、図3(a)に示すように、被写体301、ライン状ノイズ302、及び、ポアソンノイズ、システムノイズのようなランダムノイズ303の各画像成分が重畳している。そこで、画像処理部609は、このような入力画像から好適にライン状ノイズ302の画像成分を取り除く処理を行う。
A signal (input image) detected by the
ステップS601では、フィルタ処理部110は、入力画像をライン状ノイズと平行な方向に1次元ローパスフィルタ処理を行う。この処理は、第1実施形態と同じであるため詳細な説明は省略する。
In step S601, the
ステップS602では、被写体構造抽出部111は、S601で得られたランダムノイズ低減画像から被写体構造の画像成分の抽出を行う。ただし、第2実施形態においては、2以上の異なる構造抽出方法を実行する。ここでは、一例として、上述の数式(1)及び数式(2)の2つの構造抽出方法を実行する例について説明する。
In step S602, the subject
数式(1)の1次式によって抽出した被写体構造(第1の画像成分候補)をf1(x,y+j)として導出する。また、数式(2)のフィルタによって抽出した被写体構造(第2の画像成分候補)をfG(x,y+j)として導出する。 The subject structure (first image component candidate) extracted by the linear expression of Expression (1) is derived as f 1 (x, y + j). Further, the subject structure (second image component candidate) extracted by the filter of Expression (2) is derived as f G (x, y + j).
なお、ここでは数式(1)及び数式(2)の2つの構造抽出方法を実行する例について説明するが、他の構造抽出方法を利用してもよい。例えば数式(1)及び数式(2)のような1次式の代わりに2次以上の多項式やシグモイド関数、三角関数などを用いて被写体構造を抽出してもよい。また、3つ以上の異なる構造抽出方法を実行するよう構成しても良い。 In addition, although the example which performs the two structure extraction methods of Numerical formula (1) and Numerical formula (2) is demonstrated here, you may utilize another structure extraction method. For example, the subject structure may be extracted using a quadratic or higher order polynomial, a sigmoid function, a trigonometric function, or the like instead of the linear expression such as Expression (1) and Expression (2). Moreover, you may comprise so that three or more different structure extraction methods may be performed.
ステップS603では、抽出構造評価部615は、S602で得られた複数の被写体構造の抽出結果に対し、抽出構造の正確性(フィッティング精度)を評価する。評価関数としては、例えば、以下の数式(6)のように残差平方和を用いることが可能である。
In step S603, the extraction
なお、評価関数として、残差絶対値和、相関係数、決定係数などを用いてもよい。その後、被写体構造選択部616は、評価関数による各被写体構造の評価結果に基づいて、より適切な被写体構造抽出結果を選択する。例えば、評価関数に残差平方和を用いた場合は、より小さい値になる場合が被写体構造を好適に抽出していると言える。
In addition, you may use a residual absolute value sum, a correlation coefficient, a determination coefficient, etc. as an evaluation function. Thereafter, the subject
ところで、一般的に被写体構造は複雑なため、画像の位置(x,y)や撮影した被写体により、どのような被写体構造抽出方法が適切か異なってくる。そのため、第2実施形態では、より好適に被写体構造を抽出するために、被写体構造選択部616は、画像の位置(x,y)によって、最も良く被写体構造を表す被写体構造抽出結果を適応的に選択する。被写体構造選択部616が選択した被写体構造のプロファイルをfS(x,y+j)とする。なお、fS(x,y+j)は、領域毎に、f1(x,y+j)もしくはfG(x,y+j)の何れかが選択されたものである。
By the way, since the subject structure is generally complicated, what kind of subject structure extraction method is appropriate depends on the position (x, y) of the image and the photographed subject. Therefore, in the second embodiment, in order to more appropriately extract the subject structure, the subject
ステップS604では、ライン状ノイズ抽出部113は、画素値依存フィルタ部112を利用して、ライン状ノイズを抽出する。具体的には、ライン状ノイズ抽出部113及び画素値依存フィルタ部112は、被写体構造選択部616で選択された被写体構造抽出結果に対して、数式(7)の処理を行う。
In step S <b> 604, the line noise extraction unit 113 extracts line noise using the pixel value
この処理により、図3(c)に示されるライン状ノイズ画像を得ることができる。 By this processing, the line noise image shown in FIG. 3C can be obtained.
ステップS605では、ライン状ノイズ減算部114は、入力画像(図3(a))を構成する各画素の画素値から、S203で抽出されたライン状ノイズ画像(図3(c))を構成する各画素の画素値を減算する。これにより、図4(d)に示されるようなライン状ノイズ低減画像を得ることができる。
In step S605, the line-shaped
以上説明したとおり第2実施形態によれば、入力画像に含まれる被写体構造をより高精度に抽出することが出来、第1実施形態に比較して、より好適にライン状ノイズの画像成分を分離することが可能となる。その結果、入力画像からライン状ノイズの画像成分を好適に取り除き、ライン状ノイズが低減された高品位な入力画像を生成することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, the subject structure included in the input image can be extracted with higher accuracy, and the image components of the line noise are more preferably separated than in the first embodiment. It becomes possible to do. As a result, it is possible to suitably remove an image component of line noise from the input image and generate a high-quality input image with reduced line noise.
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
109 画像処理部; 110 フィルタ処理部; 111 被写体構造抽出部; 112 画素値依存フィルタ部; 113 ライン状ノイズ抽出部; 114 ライン状ノイズ減算部 109 image processing unit; 110 filter processing unit; 111 subject structure extraction unit; 112 pixel value-dependent filter unit; 113 line noise extraction unit; 114 line noise subtraction unit
Claims (11)
前記ランダムノイズ低減画像に対して、前記ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って局所フィッティング処理を行い、フィッティング結果を前記被写体の画像成分として決定する決定手段と、
前記ランダムノイズ低減画像から前記被写体の画像成分を減算した画像に対して、前記ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って所定のフィルタ処理を行い、前記ライン状ノイズの画像成分を抽出する抽出手段と、
前記入力画像から前記ライン状ノイズの画像成分を減算し、ライン状ノイズ低減画像を生成する生成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 First filter means for performing a one-dimensional low-pass filter process on the input image in which the subject is imaged in a direction parallel to the direction of the line noise included in the input image to generate a random noise reduced image;
A determination unit that performs local fitting processing along a direction orthogonal to the direction of the line noise on the random noise reduced image, and determines a fitting result as an image component of the subject;
Extracting the image obtained by subtracting the image component of the subject from the random noise-reduced image, performing predetermined filter processing along a direction orthogonal to the direction of the line noise, and extracting the image component of the line noise Means,
Generating means for subtracting the image component of the line noise from the input image to generate a line noise reduced image;
An image processing apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 2. The image according to claim 1, wherein the extraction unit changes a filter coefficient of the predetermined filter processing based on a pixel value of an image obtained by subtracting an image component of the subject from the random noise reduced image. Processing equipment.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined filter process includes an ε filter, an MTM filter, or a bilateral filter.
第1の局所フィッティング処理に基づき第1の画像成分候補を導出する第1の導出手段と、
前記第1の局所フィッティング処理とは異なる第2の局所フィッティング処理に基づき第2の画像成分候補を導出する第2の導出手段と、
前記第1の画像成分候補及び前記第2の画像成分候補のそれぞれと前記ランダムノイズ低減画像とを比較し、該第1の画像成分候補及び該第2の画像成分候補のフィッティング精度を評価する評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づいて、前記第1の画像成分候補と前記第2の画像成分候補との何れかを前記被写体の画像成分として選択する選択手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像処理装置。 The determining means includes
First derivation means for deriving a first image component candidate based on a first local fitting process;
Second derivation means for deriving a second image component candidate based on a second local fitting process different from the first local fitting process;
Evaluation that compares each of the first image component candidate and the second image component candidate with the random noise reduced image and evaluates the fitting accuracy of the first image component candidate and the second image component candidate. Means,
Selection means for selecting one of the first image component candidate and the second image component candidate as the image component of the subject based on the evaluation result by the evaluation means;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 The selection means selects any one of the first image component candidate and the second image component candidate for each of a plurality of regions constituting the input image as the image component of the subject. The image processing apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 The evaluation means includes, for each of the first image component candidate and the second image component candidate, a residual sum of squares, a residual absolute value sum, a correlation coefficient, and a determination coefficient with the random noise reduced image. The image processing apparatus according to claim 4, wherein at least one of the following is derived.
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the local fitting process includes a fitting process using a polynomial, a sigmoid function, a trigonometric function, or a low-pass filter.
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 7, wherein a filter coefficient of the low-pass filter is determined according to a filter coefficient of the predetermined filter process.
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1, wherein the input image is an X-ray captured image acquired by an FPD (Flat Panel detector).
被写体が撮像された入力画像に対して該入力画像に含まれるライン状ノイズの方向と平行な方向に1次元ローパスフィルタ処理を行い、ランダムノイズ低減画像を生成する第1のフィルタ工程と、
前記ランダムノイズ低減画像に対して、前記ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って局所フィッティング処理を行い、フィッティング結果を前記被写体の画像成分として決定する決定工程と、
前記ランダムノイズ低減画像から前記被写体の画像成分を減算した画像に対して、前記ライン状ノイズの方向と直交する方向に沿って所定のフィルタ処理を行い、前記ライン状ノイズの画像成分を抽出する抽出工程と、
前記入力画像から前記ライン状ノイズの画像成分を減算し、ライン状ノイズ低減画像を生成する生成工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method comprising:
A first filtering step of performing a one-dimensional low-pass filter process on the input image obtained by capturing the subject in a direction parallel to the direction of the line noise included in the input image to generate a random noise reduced image;
A determination step of performing a local fitting process along a direction orthogonal to the direction of the line noise on the random noise reduced image, and determining a fitting result as an image component of the subject;
Extracting the image obtained by subtracting the image component of the subject from the random noise-reduced image, performing predetermined filter processing along a direction orthogonal to the direction of the line noise, and extracting the image component of the line noise Process,
Subtracting the image component of the line noise from the input image, generating a line noise reduced image,
An image processing method comprising:
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