６．アンシャープマスク処理
概要
アンシャープマスク処理は，画像の高周波成分を強調する古典的な処理である．この処理では画像を意図的に平滑化し（画像をぼかす），原画像との差分像を作成することによって，画像の鮮鋭成分を作り出す．そして，その差分像を原画像に加算することにより，画像の鮮鋭化を行う．
なお，アンシャープマスク処理は，コンピューテッドラジオグラフィ（CR）やフラットパネルディテクタ（FPD）を用いたX線撮影装置で，画像の鮮鋭度を強調する手法として，一般的に利用されている．
図１を見てみよう．
図１は一次元信号でのアンシャープマスク処理の例である．aは原信号，bは原信号をマスク平滑化した信号，cはaとbの差信号，dはcに定数0.5（強調係数と呼ぶ）を掛けた信号，eはaとdを加算した信号である．cの差信号を見ると，原信号のエッジ付近を強調する成分が現れていることがわかる．
同様の処理を二次元の画像に適用すれば，画像でのアンシャープマスク処理が実現できる．ここで，bに該当する処理がボケ関数のたたみ込みである．どのような関数がたたみ込まれるかによって強調される周波数帯域が異なるため，その関数の決定は結果に大きな影響を与える．なお，dでの強調係数は，差分像を原画像に加算するときに差分像に一定値を掛けることによって，鮮鋭度の強調の度合いを変えるために用いられる．アンシャープマスク処理の強調特性は，ボケ関数と強調係数で決定されるものであり，画像によってそれらの適切な値は異なる．
演習6-1：医用画像へのアンシャープマスク処理を実践してみよう！
使用する画像
＊胸部X線画像は反転LUT（inverting LUT）で表示される（第1回 演習1-1を参照）．
＊乳房X線画像はRAW形式である（開き方は第3回 演習3-1を参照）．
方法
１．ImageJを起動後，対象画像（胸部X線画像，乳房X線画像）を開く．
２．胸部X線画像と乳房X線画像のボケ画像を作成する．
３．差分像を作成する．
＊「32-bit (float) result」にチェックを入れないと，差分像の負の値が0になる．
４．強調係数を設定する．
５．原画像と差分像の加算をする．
＊結果の画素値は0～255の範囲を超えるので，「Image」→「Adjust」→「Window/Level」で見やすく調整する（第3回を参照）．
考察
・ボケカーネルの大きさと強調係数を変えた結果を比較し，胸部X線画像では肺血管や肋骨の輪郭，乳房X線画像では微小石灰化が，どのように強調されたかを，プロファイルと関連づけて説明しよう．
・強調係数を大きくしすぎたときに現れる不自然な変化（輪郭に沿った縁取り，雑音の増加など）を自分の結果から挙げ，その原因を説明しよう．
・使用した2枚の画像に対して，それぞれ自分が最適と思うボケカーネルと強調係数を理由を付して決定してみよう．