JPS635479A

JPS635479A - Ｘ線画像処理装置

Info

Publication number: JPS635479A
Application number: JP61148233A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Ema; 武博江馬
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1986-06-26
Publication date: 1988-01-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野］本発明はエツジレスポンスを与える被写体にＸ線を曝射
して収集した画像データを用いて画像のぼけを修復する
Ｘ線画像処理装置に関する。

（従来の技術）一般に被写体にＸ線を曝射してられるＸ線画像データを
処理して表示する装置においては、エツジレスポンスを
与える被写体から得た画像データに対して装置の各種要
因に基因する画像のぼけを修復するために空間デジタル
フィルタを作用させることが行なわれる。

ところで、被写体のＸ線画象において空間的にぼけを生
じる原因としてはｘｉ、ｑ管球における焦点サイズ、被
写体の拡大率等があり、また、イメージインテンシファ
イア（Ｉ・Ｉ）−ＴＶ系を用いる装置においては、■・
１．Ｉｔｉ像管等も原因となる。ざらに、被写体等から
発生する散乱Ｘ線もぼけを生じる原因の一つである。

上述した各要因のうち、被写体の拡大率及び被写体等か
らの散乱Ｘ線以外は装置固有の要因である。また、被写
体の拡大率については、各被写体個々の場合について空
間デジタルフィルタを求めることが可能である。

一方、散乱Ｘ線については、被写体によってそれぞれ異
なり、また、Ｘ線管球の電圧等Ｘ線の曝射条件によって
も異なるものである。

したがって、ぼけの修復という問題を考えると装置固有
の要因に基因するものと散乱Ｘ線に基因するものとに分
離して考えることが必要である。

すなわち、装置固有の要因の基ずく画像のぼけの修復と
、散乱Ｘ線の除去による画像のぼけの修復とは独立にな
されるべきでおる。

しかしながら、従来装置においては、上述した空間デジ
タルフィルタを作成する場合に、この空間デジタルフィ
ルタの作成に供する画像データ中に含まれる被写体等か
らの散乱Ｘ線成分について特に考慮が払われていないの
が実情である。

（発明が解決しようとする問題点）そこで本発明は、空間デジタルフィルタ（ぼけ修復フィ
ルタ）作成に供する画像データに含まれる被写体等から
の散乱Ｘ線成分を除去することができ、これにより、散
乱Ｘ線による影響が生じることがない空間デジタルフィ
ルタを作成し得るＸ線画像処理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］（問題点を解決するための手段）本発明のＸ線画像処理装置は、エツジレスポンスを与え
る被写体にＸ線を曝射して収集した画像データを基に画
像のぼけを修復する空間デジタルフィルタを作成し、該
空間デジタルフィルタをこの装置で収集した別の画像デ
ータに作用させてぼけの除去された画像を得るＸ線画像
処理装置において、前記エツジレスポンスを与える被写
体から得られた画像データに含まれる散乱Ｘ線成分を散
乱Ｘ線成分補正部により補正して補正データを求め、前
記画像データと補正データとを減算処理部に取込んで両
データ間の減算処理を実行し、これにより求めた修正画
像データを空間デジタルフィルタの作成に供するように
したものである。

（作用）次に上記構成の装置の作用を説明する。

まず、この装置によりエツジレスポンスを与える被写体
にＸ線を曝射してその画像データを求め、得られた画像
データを散乱Ｘ線成分補正部に取込む。そして、この散
乱Ｘ線成分補正部により前記画像データに含まれる散乱
Ｘ線成分を補正し、この結果を補正データとして減口処
理部に送出する。

減算処理部は前記画像データ及び補正データを取込み、
画像データから補正データを減算して散乱ＸｖＱ成分の
影響が除去された廐正画像データを求めてこれを空間デ
ジタルフィルタの作成に供する。

（実施例）以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図に示す実施例装置は、被写体に向かってＸ線を曝
射するＸ線管１と、Ｘ線の照射野を決定するＸ線絞り２
と、後述する被写体やＸ線遮蔽物質を支持づるＸ線透過
部材３と、被写体のＸ線情報を検出するＸ線検出器７と
、このＸ線検出器７の出力信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換部８と、このＡ／Ｄ変換部８の出力デー
タを記憶するデータ記憶部４０と、この、データ記憶部
４０から画像データを取込み画像温度の平均値の算出、
散乱Ｘ線成分の補正、所定の線形演算、複数の画像デー
タ間の減算等の各種演ｑを実行する浅算処理部１００と
、演算処理部１００の処理結果を取込みこれに対してぼ
け修復を実行するためのぼけ修復フィルタを作成するぼ
け修復フィルタ作成部６０と、このぼけ修復フィルタ作
成部６０の出力データをアナログデータに変換するＤ／
Ａ変換部２７と、前記アナログデータを取込んで表示す
るＣＲＴのような表示手段２８と、ＣＰＵを含んで構成
されこの装置全体の制御を行なう演算制御部２９と、各
種データや制御信号を転送するバス３０とを有して構成
されている。

前記データ記憶部４０は、第１〜第６のメモリ９〜１４
により構成され、前記Ａ／Ｄ変換部８の出力データをそ
れぞれ記憶するようになっている。

前記演算処理部１００は、散乱Ｘ線成分補正部５０と、
減算処理部５５とを有して構成されている。

散乱Ｘ線成分補正部５０は、第１．第２の演算部２２．
２３と、第７．第８のメモリ１５．１６とから構成され
ている。

また、減算処理部５５は、第３の演算部２４と、第９〜
第１２のメモリ１７〜２０とから構成されている。

そして、前記第１の演算部２２は第３〜第６のメモリ１
１〜１４から画像データを取込み、これら各画像データ
の特定濃度領域の平均値の算出を行なってその結果を第
７のメモリ１５に送出するようになっている。

尚、この第７のメモリ１５には予め１次元の散乱Ｘ線デ
ータ補正用の係Ｆｌ（α、β）等後述する第２の演算部
２３における演算に必要なパラメータも記゛臣されてい
る。

第２の演算部２３は前記第７のメモリ１５から係数（α
、β）を取込むとともに入力される画像データ（これを
ｒｘｉ　Ｊとする。）に対してαｘｉ十βで表わされる
線形演算を実行しその結果を第８のメモリ１６又は第１
２のメモリ２０に送出するようになっている。

第３の演算部２４は前記第１のメモリ９又は第２のメモ
リ１０から取込んだ画像データと第８のメモリ１６から
取込んだ線形演算が施された画像データとを取込み、こ
れらの画像データ間で減算処理を実行してその結果を第
９のメモリ１７．第１０のメモリ１８．第１１のメモリ
１つのうちいずれかに送出するようになっている。

前記ぼけ修復フィルタ作成部６０は、第１３のメモリ２
１と、第４．第５の演算部２５．２６とを有して構成さ
れている。そして、第４の演算部２５は、第１２のメモ
リ２０から画像データを取込みこれに対して所定のデー
タ処理を実行してぼけ修復フィルタを作成し、このぼけ
修復フィルタのデータを第１３のメモリ２１に送出し記
憶するようになっている。

第５の演算部２６は、上述したぼけ修復フィルタ作成用
の画像データとは別に取込まれる入力画像データに対し
て第１３のメモリ２１に記憶されているぼけ修復フィル
タのデータを用いてフィルタ演算を実行し、その結果を
Ｄ／Ａ変換部２７に送出するようになっている。

Ｄ／Ａ変換部２７はフィルタ演算が施された前記画像デ
ータをアナログデータに変換し表示手段２８に送るよう
になっている。

次に前記Ｘ線透過部材３を含む被写体について説明する
。

この被写体としては第２図（Ａ）に示すようなアルミニ
ウム、銅、鉄等で形成した細い薄板状のＸ線吸収部材４
．第２図（Ｂ）で示すような１次元方向の散乱Ｘ線デー
タを１ｑるための細い薄板状の鉛等で形成した゛Ｘ線遮
蔽部材５．第２図（Ｃ）に示すような前記散乱Ｘ線デー
タを補正するため微小面積にあける散乱Ｘ線データを得
ることができる小片状のＸ線遮蔽部材６を用いる。

そして、前記Ｘ線吸収部材４及びＸ線遮蔽部材５．６を
前記Ｘ線透過部材３の上に第３図（Ａ）〜（Ｃ）、（Ｅ
）（Ｆ）に示すように単独或いは複数組合わせることに
より、又は第３図（Ｄ＞に示すように前記Ｘ線透過部材
３のみを用いることによりそれぞれ被写体７０ａ〜７０
ｃ、７０ｅ。

７０ｆ、７０ｄを構成するようになっている。

次に上記構成の装置の作用を説明する。

まず、第３図（Ａ）〜（Ｆ）に示す各被写体７０ａ〜７
０ｆに対してそれぞれＸ線管１からＸ線を曝射し、これ
らのＸ線画像データを収集する。

得られた各被写体７０８〜７０ｆのＸ線画像データをそ
れぞれ第２のメモリ１０．第４のメモリ１２、第６のメ
モリ１４．第１のメモリ９．第３のメモリ１１．第５の
メモリ１３に記憶する。

次に第１の演算部２２は、演算制御部２９の制御の基に
前記第５のメモリ１３から被写体７０ｆのＸ線画像デー
タを取込み、Ｘ線遮蔽部材６．６の真影に相当するアド
レスにおける画像データ（これを「散乱Ｘ線成分データ
ｆ」とする。）を求め、求めた画像データ及びそのアド
レスを第７のメモリ１５に送出して記憶する。

また、第１の演算部２２は演算制御部２９の制御の基に
前記第６のメモリ１４に記憶されている被写体７０ｃの
画像データについても同様な手順で散乱Ｘ線成分データ
Ｃを求め、この散乱Ｘ線成分データＣ及びそのアドレス
を第７のメモリ１５に送出して記憶する。

続いて第１の演算部２２は、演算制御部２９の制御の基
に前記第３のメモリ１１の記憶されている第３図（Ｅ）
に示す被写体７０ｅの画像データを取込み、画像上にお
けるＸ線遮蔽部材５の真影である領ｌ或より同図に示す
Ｘ方向の１ラインｅＯ−６１を選出し、このラインｅＯ
−ｅｌの中で前記散乱Ｘ線成分データｆにおける２個の
Ｘ線遮蔽部材６．６のアドレスに最も近いアドレスに８
３ける画像データ（これを「散乱Ｘ線データｅ」とする
。）をそれぞれ求めてこれらを第７のメモリ１５に送出
して記憶する。

ざらに第１の演算部２２は、第４のメモリ１２に記・旧
されている第３図（８）に示す被写体７゜ｂの画像デー
タに対しても前記散乱Ｘ線成分データＣのアドレスを参
照して散乱Ｘ線成分データｂを求める。

さて、第３のメモリ１１及び第４のメモリ１２に記憶さ
れている画像データについて、第３図（Ｅ）、（Ｂ）の
ｅＯ−ｅｌ　、　ｂｏ　−ｂｌ　（７）各ラインの画像
データのプロフィールを示すと例えば第４図（Ａ＞、（
Ｂ）に示すようになる。

第４図（Ａ＞において、ＦＯ，Ｆｌは散乱Ｘ線成分デー
タｆの２つの画像データ（Ｘ線強度）であり、Ｅ２．Ｅ
３は散乱Ｘ線成分データｅの２つの画像データ（Ｘ線強
度）である。

同様に第４図（ｂ）において、ＣＯ，ＣＩは散乱Ｘ線成
分データＣの２つの画像データ（Ｘ線強度）であり、８
１．８２は散乱Ｘ線成分データｂの２つの画像データ（
Ｘ線強度〉でおる。

第４図（Ａ）に示すようにＦＯ，ＦｌのほうがＥ２．Ｅ
３よりも、また、第４図（Ｂ）に示すようにｃｏ、ｃｉ
のほうが８１　、Ｂ２よりもそれぞれ大きな値を持って
いる。

これは、第３図（Ｅ）に示す被写体７０ｅについては、
ｅｏ−ｅｌ上のＥ２に対応する点において測定されるＸ
線遮蔽部材５がＸ線遮蔽部材６よりもＸ線照射野内にお
いて大きな面積を占めるため本来測定されるべき散乱Ｘ
線の一部がカットされることによる。

従って、ｅＯ−ｅｌの１ラインにおける散乱Ｘ線成分デ
ータをそのまま使用することは妥当でなく、その補正が
必要となる。

このような補正は以下の如く行なわれる。

散乱Ｘ線成分データｆと散乱Ｘ線成分データｂとの比、
すなわら、第４図（Ａ＞、（Ｂ）におけるＦＯ／Ｅ２　
、　Ｆｌ　／Ｅ３　、　Ｃｏ　／８１　、　ＣＩ　ＩＢ
２を計算し、ＦＯ／Ｅ２とＦｌ　／Ｅ３の平均値（これ
を１補正係数Ｆ」とする。）及びＣｏ／Ｂ１とＣＩ　／
Ｂ２の平均値（これを［補正係数Ｂ４とする。）をそれ
ぞれ求めてこれらの値を第７のメモリ１５に記憶する。

そして、第３のメモリ１１に記憶されている第３図（Ｅ
）に示す被写体７０ｅの画像データを第２の演算部２３
に取込み、前記αには前記補正係数Ｅを、前記βにはＯ
を与えて、これらの値を基に取込んだ両会データに対し
て線形濃度変換を実行しその結果を第８のメモリ１６に
記憶する。

次に、第１のメモリ９に記憶されている第３図（Ｄ＞に
示す被写体７０ｄの画像データと第８のメモリ１６に記
憶されている補正された１ラインの散乱Ｘ線成分データ
を第３の演算部２４に取込み、ここで両画像データ間の
減１理を実行してその結果を第９のメモリ１７に記憶す
る。

同様にして、第４のメモリ１２に記憶されている第３図
（Ｂ）に示す被写体７０ｂの画像データを第２の演算部
２３に取込み、前記αには前記補正係数Ｆを、前記βに
はＯを与えて、これらの値を基に取込んだ画像データに
対して線形濃度変換を実行しその結果を第８のメモリ１
６に記憶する。

次に、第２のメモリ１０に記憶されている第３図（Ａ＞
に示す被写体７０ａの画像データと第８のメモリ１６に
記憶されている補正された１ラインの散乱Ｘ線成分デー
タを第３の演算部２４に取込み、ここで両画像データ間
の減算処理を実行してその結果を第１０のメモリ１８に
記憶する。

これら−連の操作により、第３図（Ｄ）に示す被写体７
０ｄの画像データから、１ラインの散乱Ｘ線成分を除去
した画像データ及び第３図（Ａ＞に示す被写体７０ａの
画像データから、１ラインの散乱Ｘ線成分を除去した画
像データが、それぞれ第９．第１０のメモリ１７．１８
に記憶される。

ざらに、第３の演算部２４は第９のメモリ１７及び第１
０のメモリ１８にそれぞれ記憶されている画像データを
取込み、両画像データ間の減算処理を実行してこの結果
を第１１のメモリ１９に記憶する。この操作によりＸ線
検出器３における感度の位置依存性が画像データに与え
る影響を除去することができる。

ところで、第１１のメモリ１９に記憶されている画像デ
ータのうち、有効なものは１ラインに相当するものだけ
である。この有効な１ラインの画像データのプロフィー
ルを第５図（Ａ＞に示す。

また、同図（Ｂ）に第１０のメモリ１８に記憶されてい
る画像データのうち、有効な１ラインに相当する画像デ
ータのプロフィールを示す。

ぼけ修復用フィルタを求めるための画像データとして複
数ライン分を使用する場合には、Ｘ線遮蔽部材３を前記
Ｘ線遮蔽部材５．６及びＸ線吸収部材４を固定したまま
空間的な移動を行なう等の方法により再び画像データを
収集し、上述した一連の操作を実行することにより、別
の１ラインの有効データを得ることができるので、これ
を必要回数繰り返して複数ラインの有効な画像データを
得ればよい。この時、２回目以降の画像データの収集に
おいては、第３図（Ａ＞及び第３図（Ｂ）に示す被写体
７０ａ、７０ｂの画像データについては収集の必要がな
い。

次にＸ線管１に対する印加電圧、電流のゆらぎに基ずく
画像ｔｉ度の不均一性の補正について説明する。

Ｘ線管球条件（電圧、電流）を同一に設定しても、印加
電圧や電流のゆらぎのため被写体に一定量のＸ線が曝射
されるとは限らず、このため表示画像の全体的な濃度レ
ベルがしばしば不均一となるが、これは画像データを収
集した直後に第１の演算部２２を用いて画像データ間に
おける濃度のばらつきが本来起らないと考えられる特定
の濃度領域を検出し、最初に検出した画像データのうち
、１枚分から基めたある濃度を基準とし、残りの全ての
画像データに対してはこの基準濃度に合うように第２の
演算部２３で濃度変換を実行することで補正することが
できる。

さて、１本以上の有効なラインを持つ画像データが第１
１のメモリ１９に記憶されたところで、次の段階に移る
。

萌記第１の演算部２２は第１１のメモリ１９に記憶され
ている画像データを取込み、第５図（Ａ）のＲ１、Ｒ２
、Ｒ３で示す各領域のように被写体のエツジの両側にお
ける濃度変化のほとんどない領域における画像濃度を求
める。

すなわち、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に示す領域における濃
度をそれぞれ［）１　、　［）２　、　［）３とすると
、濃度Ｄ１．Ｄ３の平均した値と濃度Ｄ２どの平均値り
を求める。ＤｌとＤ２とはほとんど等しいので、濃度Ｄ
１と濃度Ｄ２との平均値をＬとしてもよい。

また、被写体のすべてのエッチが含まれる領域を想定し
、その領域内での直流成分を平均値しとしてもよい。

次に第２の演算部２３は第１１のメモリ１９に記憶され
ている画像データを取込み、これに対してα＝１．β＝
−Ｌを与えて、各画像データから平均値しだけ減じた画
像データを求め、この結果を修正画像データとして第１
２のメモリ２０に記憶する。第１２のメモリ２０に記憶
される画像データのうち、有効な１ラインのプロフィー
ルを示すと第５図（Ｃ）に示すようにエツジの上下両側
がＯレベルを境として正負の濃度を有するものとなる。

この操作を実行する場合に、前記濃度Ｄ１．Ｄ３と濃度
Ｄ２とが正負に分れればよく、平均値りの値に厳密さは
あまり要求されない。

以上のような操作により、ぼけ修復フィルタを求める前
提となる修正画像データが第２０のメモリ２０に記憶さ
れる。

次にぼけ修復フィルタを求める操作について説明する。

第４の演算部２５は、第１２のメモリ２０に記′臣され
ている修正画像データを取込み、これに対して例えば勾
配法等による演算処理を実行してぼけ修復フィルタを求
め、その結果を第１３のメモリ２１に送出する。このぼ
け修復フィルタは、演算制御部２９の制御のもとに第１
３のメモリ２１に記憶される。

このようにして得られたぼけ修復フィルタは、この装置
で収集される画像データ全般に対して使用される。すな
わち、対象となる一般の画像データと前記ぼけ修復フィ
ルタとを第５の演算部２６に取込み、ここでフィルタ処
理が実行されてその結果がＤ／Ａ変換部２７に送出され
、アナログ信号に変換された後、表示手段２８に送られ
表示に供される。これにより、ぼけのない良質の画像を
得ることができる。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要冒の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施例では、Ｘ線吸収部材４は２ｇの
エツジレスポンスを与えるものであるとして説明したが
、これを複数個用いること等により、ざらに多くのエツ
ジレスポンスを与えるようにしても実施できる。

あるいは１個のエツジレスポンスを与えるようにしても
よく、この場合にはＸ線吸収部材４の幅を広くし、Ｘ線
曝射による被写体の影がＸ線検出器３の片側半分を覆う
ようにすれば目的を達成できる。

また、Ｘ線遮蔽部材６を２個用いる場合について説明し
たが、１個でもあるいは３個以上でもよく、Ｘ線遮蔽部
材６のうち、１個により測定される散乱Ｘ線成分データ
が他のＸ線遮蔽部材６の存在によって、はとんど影響を
受けない稈度の間隔で各Ｘ線遮蔽部材６を配列すること
で実施できる。

さらに、複数ラインの画像データが必要な場合には、画
像データの収集とその処理とを繰返すものとして説明し
たが、画像データを記憶するためのメモリを増加するこ
とにより、最初に必要なすべての画像データを収集し、
その後にデータ処理を実行するようにしてもよい。

また、画像データの処理においても同様に濃度補正を実
行した１ラインの散乱Ｘ線成分データを含む画像データ
を記憶するメモリ（第８のメモリ１６）及び散乱Ｘ線成
分を除去した有効な１ラインを含む画像データを記憶す
るメモリ（第９のメモリ１７．第１０のメモリ１８）等
を多数用意し、各段階において処理対象となる全ての画
像データを処理して次の段階に進むようにすることもで
きる。

ざらにまた、第８のメモリ１６乃至第１０のメモリ１８
については、画像データのうち有効なものは１ライン分
であるので、１ライン分の記憶容量をもつメモリに置換
えることもできる。結果的に複数ラインの画像データを
必要としない場合には第１１のメモリ１９．第１２のメ
モリ２０についても同様である。

［発明の効果］以上詳述した本発明によれば、散乱Ｘ線の影響が除去さ
れた修正画像データを用いて空間デジタルフィルタを作
成することができ、これによりぼけのない良質な画像を
得ることができるＸ線画像処理装置を提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置を示すブロック図、第２図
（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ同装置に用いる被写
体を構成するＸ線吸収部材、Ｘ線遮蔽部材を示す斜視図
、第３図（Ａ）〜（Ｆ）はそれぞれ同装置における被写
体の構成を示す平面図、第４図（Ａ）は第３図（Ｅ）に
示す被写体から求めたＸ線強度プロフィール、第４図（
Ｂ）は第３図（Ｂ）に示す被写体から求めたＸ線強度プ
ロフィール、第５図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同装置の
減算処理部に送られる画像データの濃度プロフィール、
第５図（Ｃ）は同装置の減算処理部で得られる修正画像
データの濃度プロフィールである。２８・・・・・・表示手段、４０・・・・・・データ記憶部、５０・・・・・・散乱Ｘ線成分補正部、５５・・・・・
・減算処理部、６０・・・・・・ぼけ修復フィルタ作成部、１００・・
・・・・演算処理部、。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　大胡典夫（Ａ）（Ｂ）第２図ｅＱ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｅ。（Ａ）ｂｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｂ＋（Ｂ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エッジレスポンスを与える被写体にＸ線を曝射し
て収集した画像データを基に画像のぼけを修復する空間
デジタルフィルタを作成し、該空間デジタルフィルタを
この装置で収集した別の画像データに作用させてぼけの
除去された画像を得るＸ線画像処理装置において、前記
エッジレスポンスを与える被写体から得られた画像デー
タに含まれる散乱Ｘ線成分を補正してその結果を補正デ
ータとして送出する散乱Ｘ線成分補正部と、前記画像デ
ータ及び補正データを取込み両データ間の減算処理を実
行してその結果を修正画像データとして送出する減算処
理部とを有し、前記修正画像データを空間デジタルフィ
ルタの作成に供することを特徴とするＸ線画像処理装置
。
（２）前記散乱Ｘ線成分補正部は、エッジレスポンスを
与える被写体から得られた画像データを取込み、この画
像データに含まれる除去すべき散乱Ｘ線成分データを求
めてこのデータを補正データとして送出するものである
特許請求の範囲第１項記載のＸ線画像処理装置。