JP3159465B2 - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JP3159465B2 JP11207391A JP11207391A JP3159465B2 JP 3159465 B2 JP3159465 B2 JP 3159465B2 JP 11207391 A JP11207391 A JP 11207391A JP 11207391 A JP11207391 A JP 11207391A JP 3159465 B2 JP3159465 B2 JP 3159465B2
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Description

【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リカーシブフィルタを
用いて動画像の画像ノイズを低減する画像表示装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば被検体にＸ線を曝射して得られた
動画の透視像をモニタに表示して診断を行うような画像
表示装置において、ディジタル画像の画像ノイズを低減
させる手段の１つとしてリカーシブフィルタが知られて
いる。このリカーシブフィルタを用いて動画像の画像ノ
イズを低減させる方法は、残像効果を利用することによ
り次式のように行われる。 Ｙｉ＝ａ・Ｙｉ-1＋（１−ａ）・Ｘｉ …(1) ここで、Ｙｉ：今度得られるフィルタ像 Ｙｉ-1：１フレーム前のフィルタ像 Ｘｉ：今度得られるライブ像 ａ：フィルタ係数
【０００３】すなわち、１フレーム前のフィルタ像Ｙｉ
-1にフィルタ係数ａを乗じたものに、今度得られるライ
ブ像Ｘｉに係数（１−ａ）を乗じたものを加算すること
によって、画像ノイズを低減することが行われる。
【０００４】このリカーシブフィルタではフィルタ係数
ａを１に近づけるほど（強いフィルタをかけるとい
う）、過去の画像の影響を強く受けて画像の動いた部分
がぼけてノイズが低減される。
【０００５】ところが動きの大きい部分にリカーシブフ
ィルタ処理を施すと、残像効果が大きく影響してコント
ラストが低下する、アーチファクトが発生して画質の劣
化を招いてしまう等の欠点がある。例えば被検体の血管
狭窄部の回復手術をカテーテル，ガイドワイヤ等を用い
て行う場合、これらを血管内を移動させるとガイドワイ
ヤの先端部も残像効果の影響を受けて見にくくなってし
まうことになり、診断上差支えが生ずる。
【０００６】このためこれらの欠点を除去するためのリ
カーシブフィルタとして実開昭63-55400号公報に提供さ
れたものがある。図８はその構成を示すもので、例えば
図示しないＩ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）か
らの画像信号（ビデオ信号）は先ずＡ／Ｄ変換器５１で
ディジタル信号に変換され、所望の信号処理が行われた
後フレームメモリ５４にセレクタ５６のＢ側を介して一
旦書込まれてから、Ｄ／Ａ変換器５８によってアナログ
信号に変換されてモニタに画像として表示される。
【０００７】次にその間の所望の信号処理を説明する
と、先ずＡ／Ｄ変換器５１からの画像信号はフレームメ
モリ５４に書込まれている画像信号と、各対応画素ごと
に比較器５７で比較される。
【０００８】例えばＡ／Ｄ変換器５１からの画像信号と
フレームメモリ５４からの画像信号との差が、あるしき
い値より大きければ比較器５７はセレクタ５６のスイッ
チをＢ側に切替え、フレームメモリ５４にはＡ／Ｄ変換
器５１からの画像信号が書換えられてモニタに出力され
る。
【０００９】逆に、その差がしきい値よりも小さければ
セレクタ５６のスイッチがＡ側に切替えられ、Ａ／Ｄ変
換器５１からの画像信号は乗算器５２によってＫ（０乃
至１の定数）倍され、これと同時にフレームメモリ５４
に書込まれている画像信号は乗算器５５によって（１−
Ｋ）倍される。
【００１０】次に両者は加算器５３によって加算されて
フレームメモリ５４に新しい画像信号として書込まれて
モニタに出力される。以上の処理は各対応画素ごとに独
立して行われる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の画像表
示装置では、リカーシブフィルタ処理を行う場合に経時
的に変化している２つの画像信号間の変化量をしきい値
と比較して、それがしきい値よりも小さな場合のみリカ
ーシブフィルタ処理を行うように構成されているので、
しきい値付近の変化量は表示画像上に正確に表現されな
いという問題がある。
【００１２】すなわち、従来においてはしきい値との大
小関係でリカーシブフィルタ処理を施すか、施さないか
が決定されるため、しきい値付近に存在している２点を
考えると、しきい値より大きい点はリカーシブフィルタ
処理を施していないのでその動きが正確に表現される
が、しきい値より小さい点ではリカーシブフィルタ処理
が施されているので、実際の変化よりも小さな変化とし
て表現されてしまうことになる。
【００１３】またしきい値を決定するのが難しく、小さ
く決定すると画像ノイズが発生してしまい、大きく決定
すると画像コントラストが低下してアーチファクトが発
生し易くなる。
【００１４】本発明は以上のような問題に対処してなさ
れたもので、画像ノイズを低減させることができると共
に自然な画像を表示可能にした画像表示装置を提供する
ことを目的とするものである。 ［発明の構成］
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、画像信号をリカーシブフィルタを通過さ
せ、フィルタ処理された画像信号をメモリ手段に記憶さ
せてモニタに出力する画像表示装置において、フィルタ
処理前の画像信号の中から動き部分を検出する動き検出
手段と、この動き検出手段からの出力信号と前記フィル
タ処理前の画像信号とを比較しその比較結果から前記フ
ィルタ処理前の画像信号及び前記メモリに記憶された画
像信号における２つの画像信号間の加算比率を決定する
ファクターテーブルと、このファクターテーブルからの
出力信号に基づき前記フィルタ処理前の画像信号中のノ
イズが低減されると共に前記動き部分を強調するフィル
タ手段とを備え、このフィルタ手段の出力信号を前記メ
モリ手段に記憶させることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】動きをぼかした信号と元の画像信号を減算し、
この減算結果に基づいてノイズ低減処理した画像と元の
画像との加算比率を変えることにより、画像ノイズを低
減させることができると共に、自然な画像を表示するこ
とができる。
【００１７】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
【００１８】図１は本発明の画像表示装置の実施例を示
すブロック図で、１は被検体２に対してＸ線を曝射する
Ｘ線管、３は被検体２を透過したＸ線を光学像に変換し
て表示するＩ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）、
４はＩ．Ｉ．の出力信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換器、５はＡ／Ｄ変換器４から出力されたディジ
タル画像信号（ライブ像）をリカーシブフィルタ処理し
てフィルタ像として出力するリカーシブフィルタ、６は
リカーシブフィルタ５から出力された画像信号（フィル
タ像）をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、７はア
ナログ信号を画像として表示するＴＶモニタである。
【００１９】図２は本実施例装置に用いられているリカ
ーシブフィルタ５の構成を示すもので、前記Ａ／Ｄ変換
器４から出力されたディジタル画像信号（ライブ像）Ｘ
ｉを入力してこの中から動きを検出する動き検出用フィ
ルタ回路１０と、この動き検出用フィルタ回路１０から
の出力画像Ｗｉを一時的に記憶するワーキングメモリ１
１と、このワーキングメモリ１１に記憶されていた１フ
レーム前の動き検出用フィルタ像Ｗｉ-1とライブ像Ｘｉ
とを減算処理する減算器１２と、この減算結果に応じて
フィルタ係数ｋを決定するファクターテーブル１３と、
このファクターテーブル１３の出力信号に基きライブ像
Ｘｉの動きを強調する動き強調用フィルタ回路１４と、
この動き強調用フィルタ回路１４からの出力画像（フィ
ルタ像）Ｙｉを一時的に記憶するイメージメモリ１５と
から構成される。
【００２０】また前記動き検出用フィルタ回路１０は、
１フレーム前の動き検出用フィルタ像Ｗｉ-1にフィルタ
係数ａを乗じる第１の乗算器１７と、ライブ像Ｘｉに係
数（１−ａ）を乗じる第２の乗算器１８と、第１及び第
２の乗算器１７，１８の出力を加算して動き検出用フィ
ルタ像Ｗｉを出力する加算器１９とから構成されてい
る。
【００２１】更に前記動き強調用フィルタ回路１４は、
１フレーム前のフィルタ像Ｙｉ−１にフィルタ係数ｋを
乗じる第１の乗算器２１と、ライブ像Ｘｉに係数（１−
ｋ）を乗じる第２の乗算器２２と、第１及び第２の乗算
器２１，２２の出力を加算してフィルタ像Ｙｉを出力す
る加算器２３とから構成されている。ここで前記動き検
出用フィルタ像Ｗｉ及びフィルタ像Ｙｉは各々次式のよ
うに示される。 Ｗｉ＝ａ・Ｗｉ−１＋（１−ａ）・Ｘｉ …(2) Ｙｉ＝ｋ・Ｙｉ−１＋（１−ｋ）・Ｘｉ …(3) ここで、ａ，ｋ：フィルタ係数 次に図２のリカーシブフィルタの動作について説明す
る。
【００２２】Ａ／Ｄ変換器４から出力されたライブ像Ｘ
ｉは先ず動き検出用フィルタ回路１０に入力され、前記
式(2) のようにフィルタ処理されることにより、ノイズ
が低減されると共に動きがぼかされた動き検出用フィル
タ像Ｗｉとして出力される。このフィルタ像Ｗｉは次の
ライブ像の動きを検出するため、また動き検出用フィル
タ回路１０に用いられるため一旦ワーキング・メモリ１
１に記憶される。
【００２３】一方、ライブ像Ｘｉはこの中の動きを検出
するため、１フレーム前のライブ像Ｘｉ−１から作られ
てワーキング・メモリ１１に記憶されていた動き検出用
フィルタ像Ｗｉ−１と減算器１２によって減算処理され
て動いた部分が検出される。その動き量に応じてファク
ターテーブル１３によりフィルタ係数ｋが決定され、動
き強調用フィルタ回路１４に入力されることにより、前
記式(3) のようにフィルタ処理されて、ノイズが低減さ
れると共に動きがぼかされないフィルタ像Ｙｉが出力さ
れる。
【００２４】このように出力されたフィルタ像ＹｉはＤ
／Ａ変換器６に送られ、ノイズが低減されて動いた部分
が強調された画像としてモニタ７に表示されると共に、
次のフィルタ像Ｙｉ＋１を得るために一旦イメージ・メ
モリ１５に記憶される。
【００２５】図３は以上のようにしてフィルタ処理を行
う場合の処理の概要を説明するもので、今度のフィルタ
像Ｙｉを得るのに１フレーム前の動き強調用フィルタ像
Ｙｉ−１が用いられているため、このフィルタ像Ｙｉに
は前記フィルタ像Ｙｉ−１の動きの影響が出るようにな
る。Ｙｉ−１のＡ部分は１フレーム前のライブ像Ｘｉ−
１で動いた部分が強調されていることを示している。ま
たＸｉとＹｉ−１を減算して動き検出像が得られた後、
Ｙｉが得られることになり、Ａ′部分が１フレーム前の
フィルタ像Ｙｉ−１の影響による残像を示している。従
って図２の構成のリカーシブフィルタは、ノイズ低減を
図ると共に、あえて残像効果を必要とする用途に適用し
て効果的になる。
【００２６】この点で残像をなるべくなくしたい用途の
場合には、フィルタ像Ｙｉを得るときに１フレーム前ま
での動きが完全にぼかされた像を用いるとよい。このた
めには図５に示すように動き検出のために用いた１フレ
ーム前の動き検出像Ｗｉ−１を用いるようにする。
【００２７】図４はこの場合のリカーシブフィルタの構
成を示すもので、動き強調用フィルタ回路１４の第１の
乗算器２１には前記Ｗｉ−１が与えられる。この構成に
よって、今度のライブ像Ｘｉで動いたと検出された部分
以外は、以前までに動いた部分が完全にぼかされている
動き検出像Ｗｉ−１の影響が大きく反映されるので、残
像は少なくなることになる。フィルタ像ＹｉのＡ′部分
がこのように残像が少なくなった部分を示している。
【００２８】図６はリカーシブフィルタの他の構成を示
すもので、ワーキング・メモリ１１を減算器１２との間
にセレクタＡ２５を設けると共に、イメージ・メモリ１
５と第１の乗算器２１との間にセレクタＢ２６を設ける
ようにしたものである。この構成によればセレクタＡ２
５及び、セレクタＢ２６を切換えることにより、図２及
び図４の構成を１つで実現することができる。
【００２９】更に図７はリカーシブフィルタのその他の
構成を示すもので、減算器１２に対する入力経路に各々
ローパスフィルタ２７を設けた例を示すものである。こ
の構成によればライブ像Ｘｉと動き検出像Ｗｉ−１また
はフィルタ像Ｙｉ−１を各々ローパスフィルタを通過さ
せることによって、スムージング処理を行ってノイズ成
分を低減してから減算処理を行うので動き検出の効果を
高めることができる。本発明は医用画像を扱う用途に限
らず画像処理を行う場合の全てに適用して効果的であ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、画像
から動きを検出する手段へ、ノイズを低減しかつ動きを
強調するフィルタからの出力を用いない構成であるか
ら、動き検出の効果を高めることができ、もってリカー
シブフィルタを効果的に作用させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示装置の実施例を示すブロック
図である。
【図２】本実施例装置に用いられるリカーシブフィルタ
の構成図である。
【図３】図２の構成の作用の説明図である。
【図４】本実施例装置に用いられるリカーシブフィルタ
の他の構成図である。
【図５】図４の構成の作用の説明図である。
【図６】本実施例装置に用いられるリカーシブフィルタ
のその他の構成図である。
【図７】本実施例装置に用いられるリカーシブフィルタ
のその他の構成図である。
【図８】従来の画像表示装置を示すブロック図である。
【従来の技術】
５ リカーシブフィルタ １０ 動き検出用フィルタ回路 １１ ワーキング・メモリ １２ 減算器 １３ ファクターテーブル １４ 動き強調用フィルタ １５ イメージ・メモリ ２５，２６ セレクタ ２７ ローパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 6/00 - 6/14 H04N 5/21 - 5/217 G06F 15/66 - 15/70

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像信号をリカーシブフィルタを通過さ
    せ、フィルタ処理された画像信号をメモリ手段に記憶さ
    せてモニタに出力する画像表示装置において、フィルタ
    処理前の画像信号の中から動き部分を検出する動き検出
    手段と、この動き検出手段からの出力信号と前記フィル
    タ処理前の画像信号とを比較しその比較結果から前記フ
    ィルタ処理前の画像信号及び前記メモリに記憶された画
    像信号における２つの画像信号間の加算比率を決定する
    ファクターテーブルと、このファクターテーブルからの
    出力信号に基づき前記フィルタ処理前の画像信号中のノ
    イズが低減されると共に前記動き部分を強調するフィル
    タ手段とを備え、このフィルタ手段の出力信号を前記メ
    モリ手段に記憶させることを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記動き検出手段は、画像信号を記憶す
    るためのワーキングメモリと、前記画像信号に係数を乗
    じる第１の乗算器と、前記ワーキングメモリに記憶され
    た画像に係数を乗じるための第２の乗算器と、前記第１
    の乗算器の出力と前記第２の乗算器の出力を加算する加
    算手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の画像
    表示装置。
JP11207391A 1991-05-17 1991-05-17 画像表示装置 Expired - Lifetime JP3159465B2 (ja)

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