DE1123410B

DE1123410B - Vorrichtung zur Verstaerkung der Feinkontraste von Roentgendurchleuchtungsbildern

Info

Publication number: DE1123410B
Application number: DES69997A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Bischoff
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1960-08-19
Filing date: 1960-08-19
Publication date: 1962-02-08
Also published as: BE607299A; GB985518A

Description

INTERNAT. KL. H 05 g

DEUTSCHES

PATENTAMT

S 69997 VIII c/21g

ANMELDETAG: 19. A U G U S T 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

8. FEBRUAR 1962

Das Röntgenbild enthält eine »gespeicherte Nachricht« von dem dargestellten Gegenstand in der Form flächenhaft verteilter Graustufen mit mehr oder weniger unscharfen Abgrenzungen bzw. Übergängen. Für die Deutlichkeit und Stärke des subjektiven Eindrucks, den der Betrachter von dem dargestellten Gegenstand erhält, sind die Schwärzungsverhältnisse der Bildteile, die man als »Kontraste« bezeichnet, maßgebend.

Es ist häufig der Fall, daß feine Schwärzungsdifferenzen kleiner Bilddetails innerhalb ausgedehnter Bildbereiche mit einem sehr hohen oder sehr niedrigen Schwärzungsniveau verteilt sind. Insbesondere, wenn das Röntgenbild einen großen Schwärzungsumfang besitzt, also Bereiche extremer Schwärzung auf einem einzigen Röntgenbild gleichzeitig vorhanden sind, reicht die Fähigkeit zur Helligkeitsanpassung des menschlichen Auges nicht mehr aus, um feine Schwiirz.ungsdifferenzen innerhalb dieser Bereiche extremer Schwärzung zu erkennen. Bei der Durchsichtsbetrachtung von Röntgenfilmbildern hilft man sich damit, daß man die Leuchtdichte der bei der Durchsichtsbetrachtung erforderlichen Lichtquelle den unterschiedlichen Schwärzungen des Röntgenfilmbildes entsprechend partiell so anpaßt, daß Bereiche hoher Schwärzung mit einer größeren Leuchtdichte durchstrahlt werden und Bereiche geringer Schwärzung mit entsprechend niedrigerer Leuchtdichte. Dieses Verfahren ist aber nur dann anwendbar, wenn es sich um großflächige, weitgehend homogen geschwärzte Bildbereiche handelt. Wegen dieses Mangels und der Umständlichkeit dieses Verfahrens sowie seiner Beschränkung auf Röntgenbilder, die der Durchsichtsbetrachtung zugänglich sind (Röntgenfilmbilder), und weil es außerdem nicht geeignet ist, dem Betrachter den vollen meßtechnisch erfaßbaren Informationsinhalt des Röntgenbildes zugänglich zu machen, sind bereits Methoden vorgeschlagen worden, die es ermöglichen, mit Hilfe fernsehtechnischer Mittel die Feinkontraste von Röntgenfilmbildern bei gleichzeitiger Unterdrückung großflächiger Grobkontraste zu verstärken.

Die einfachste Form einer solchen Einrichtung für die Hervorhebung von Feinkontrasten besteht darin, daß man einen gewissen engen Bereich des gesamten Schwärzungsumfangs auf Kosten der darüber- und darunterliegenden Schwärzungsbereiche des Röntgenfilmbildes dehnt, wobei die Möglichkeit besteht, diesen engen kontrastverstärkten Bereich über den gesamten Schwärzungsumfang des Röntgenfilmbildes beliebig zu verschieben.

Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, eine Verstärkung der Feinkontraste in wählbaren, kleinen Vorrichtung zur Verstärkung

der Feinkontraste
von Röntgendurchleuchtungsbildern

Anmelder:

Siemens - Reiniger -Werke Aktiengesellschaft, Erlangen, Luitpoldstr. 45-47

Dipl.-Ing. Kurt Bischoff, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Bildausschnitten bei unverändertem Kontrast des übrigen Bildbereichs so durchzuführen, daß der kontrastverstärkte Bildausschnitt frei wählbar nach Art einer Kontrastlupe über die gesamte Filmfläche geführt werden kann.

Ferner ist vorgeschlagen worden, die Schwärzungsgradienten dadurch erkennbar zu machen, daß auf der Sichtröhre helle oder dunkle Linien dort entstehen, wo im Originalbild Helligkeitsübergänge auftreten.

Allen diesen Verfahren sind die Nachteile gemeinsam, daß sie erstens den Bildzusammenhang mehr oder weniger stark zerreißen, zweitens den gewohnten Bildcharakter zum Teil beträchtlich ändern, und drittens nur für Röntgenbilder brauchbar sind, die eine Durchsichtsbetrachtung erlauben (Röntgenfilmbilder).

Für die Trennung von Grob- und Feinkontrasten sind in der Fotografie seit langem Verfahren bekannt, die eine Verstärkung der Feinkontraste bei gleichzeitiger Unterdrückung insbesondere großflächiger Grobkontraste in der Weise ermöglichen, daß zunächst von einem Originalbild (Diapositiv) ein unscharfes Negativ (Hilfskopie) angefertigt wird. Die Hilfskopie wird dann mit dem Diapositiv zur Deckung gebracht und von dieser Kombination eine Kontaktkopie auf steilarbeitendem Kopiermaterial angefertigt. Weniger transparente Teile des Diapositivs werden dabei von Stellen mit größerer Transparenz der Hilfskopie abgedeckt und umgekehrt, so daß im Mittel alle größeren Bereiche der Kontaktkopie etwa die gleiche Lichtmenge bekommen. Daher heben sich die Grobkontraste weitgehend auf, während die Feinkontraste

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deshalb erhalten bleiben, weil die scharf abgebildeten trischen Potentialbildes in der Fernsehaufnahme-Grenzen der Feinkontrastbereiche des Originalbildes röhre erforderlich ist, sondern die Umwandlung des durch die unscharfen Konturen der Bereiche schwacher Röntgenbildes bei Verwendung einer direkt röntgen-Kontraste der Hilfskopie nicht kompensiert werden strahlenempfindlichen Fernsehaufnahmekamera in ein und daher auf steilem Kopiermaterial unter Aus- 5 elektrisches Potentialbild unmittelbar erfolgt, besteht nutzung des gesamten Gradationsbereiches verstärkt darin, daß die Trennung in zwei Video-Kanäle durch werden können. Teilung der von der direkt röntgenstrahlenempfind-

Dieses Verfahren hat allerdings in der Routine- liehen Fernsehaufnahmeröhre erzeugten Video-Signale

Röntgendiagnostik keine größere Anwendung gefun- erfolgt und die einem unscharfen Bild entsprechende

den, weil der Arbeits- und Zeitaufwand, bedingt io Umformung der Video-Signale eines Kanals bewirkt

durch die fotochemischen Zwischenprozesse, zu groß wird durch Anordnung einerseits eines Hilfssicht-

ist. Der Bildinhalt wird zwar in wichtige und unwich- gerätes, das Mittel enthält, die eine Speicherung des

tige Bestandteile getrennt, ob jedoch Art und Umfang Bildes über mindestens einen Bildwechsel bewirken,

der Trennung für die Verbesserung der Erkennbar- und andererseits einer Hilfsaufnahmekamera, die das

keit der Nachricht nutzbringend waren oder nicht, 15 Zwischenbild des Hilfssichtgerätes zurückverwandelt

läßt sich erst am Ende eines langwierigen Prozesses in Video-Signale,

beurteilen. Eine weitere Ausführungsform der erfindungs-

Auch das Verfahren, bei dem der Grobkontrast- gemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eines der ausgleich einer Kopie durch fotoelektrische Hellig- beiden Video-Signale aus einer die Bewegungsphasen keitsregelung des rasterförmig bewegten Lichtstrahles 20 des Objekts vollständig wiedergebenden Bildaufnahfür die Kopierbeleuchtung erfolgt, ist für die Routine- mekamera gewonnen ist, während das andere Video-Röntgendiagnostik noch zu umständlich, weil auch Signal einer einzigen mit Hilfe einer Bildspeichervorhierbei von jeder Röntgenaufnahme immer noch richtung fixierten Bewegungsphase des Objekts entmindestens eine, in schwierigen Fällen sogar mehrere spricht. Es ist damit erreicht, daß alle nicht bewegten Kontaktkopien gemacht werden müssen. Außerdem 25 Einzelheiten des zu beobachtenden Objekts durch sind auch diese Verfahren auf Röntgenfilmbilder be- Kompensation der Kontraste eine einheitliche Grundschränkt. Schwärzung annehmen, während sich die bewegten

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einzelheiten abbilden und in ihrem Kontrast zur Effekt dieser an sich vorteilhaften fotografischen Ver- ruhenden Umgebung verstärkt werden können, wofahren mit fernsehtechnischen Mitteln zu erreichen 30 durch es möglich ist, bewegte Einzelheiten einer Auf- und unter Umgehung der Notwendigkeit zur Her- nähme aus der ruhenden Umgebung in besonders stellung eines Röntgenfilmbildes, wie es bei den bis- eindrucksvoller Weise herauszuheben.
her beschriebenen Verfahren unumgänglich ist, eine Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung nach der Verstärkung der Feinkontraste bei gleichzeitiger Un- Erfindung sei an zwei Ausführungsbeispielen erläutert, terdrückung großflächiger Grobkontraste auch bei 35 Fig. 1 zeigt einen Röntgenbildverstärker 1, auf desdirekter Abtastung des Röntgenleuchtschirmbildes zu sen Leuchtschirm mittels Röntgenstrahlen von der ermöglichen. Röntgenstrahlenquelle 2 ein Röntgenbild des Objekts 3

Erfmdungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Vor- erscheint. Zwei Fernsehkameras 4, 5, von denen eine richtung zur Verstärkung der Feinkontraste von unscharf eingestellt ist, transformieren das von beiden Röntgendurchleuchtungsbildern, bei der das kontrast- 40 gleichzeitig empfangene Bild des Röntgenbildverstärverstärkte Wiedergabebild auf dem Leuchtschirm kers in Video-Signale. Die Video-Signale des Kanals 7' einer mit Mitteln zur Wahl des Kontrastgrades aus- werden gegenüber denjenigen des Kanals 8' durch gestatteten Bildwiedergabeeinrichtung erscheint, da- einen Phasenschieber 6 um 180° phasenverschoben, durch erreicht, daß das an der Bildwiedergaberöhre Die Video-Signale beider Kanäle 7', 8' werden, nachwirksame Video-Signal subtraktiv zusammengesetzt 45 dem sie die Verstärker 7, 8 mit regelbarem Verstärist aus zwei, getrennten Übertragungskanälen zu- kungsgrad durchlaufen haben, der Signalmischeinrichgeordneten, unterschiedlichen Video-Signalen des tung 12 zugeführt und gelangen über den Kanal 13 an gleichen Aufnahmeobjekts, indem das durch eine das Sichtgerät 15 mit regelbarer Kontrastverstärkung, optimal eingestellte Aufnahmekamera erzeugte Video- auf dessen Sichtröhre 14 das Bild mit unterdrückten Signal des einen Kanals gegenphasig gemischt ist mit 50 Grobkontrasten erscheint.

dem Video-Signal des anderen Kanals, das nur die In Fig. 2 wird von dem Objekt 3 mittels Röntgengroßflächigen Grobkontraste des Durchleuchtungs- strahlen der Röntgenstrahlenquelle 2 ein Röntgenbild bildes des gleichen Objekts enthält, die bei der Bild- auf der strahlenempfindlichen Schicht der Röntgenwiedergabe unterdrückt werden sollen. fernsehkamera 16, der ein Röntgenbildverstärker vor-Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der 55 geschaltet sein kann, erzeugt. Die Röntgenfernseh-Erfindung ist das angestrebte Ziel dadurch erreicht, kamera 16 verwandelt das Röntgenbild in Videodaß zwei das Röntgendurchleuchtungsbild gleich- Signale, die durch den Teiler 17 in zwei den Videozeitig aufnehmende Bildaufnahmekameras vorhanden Kanälen T, 8' zugeordnete Video-Signale getrennt sind, von denen die eine dem optimal aufgenomme- werden. Beide Teilsignale durchlaufen die Videonen Röntgendurchleuchtungsbild entsprechende Video- 60 Verstärker 7, 8 mit regelbarem Verstärkungsgrad. Signale liefert, während die andere Bildaufnahme- Die Video-Signale des Kanals 8' werden durch das kamera einem unscharf aufgenommenen Röntgen- HUfssichtgerät 9 wieder zu einem Bild umgeformt, durchleuchtungsbild entsprechende Video-Signale lie- wobei die Hilfssichtröhre 10 des Hilfssichtgerätes das fert. Bild über wenigstens einen Bildwechsel speichert. Das

Eine andere Ausführungsform, die vor allem dann 65 Bild der Hilfssichtröhre 10 wird über eine optisch zur Anwendung kommt, wenn bei der Umsetzung des unscharf eingestellte Hilfsfernsehkamera 11 dann wie-Röntgendurchleuchtungsbildes in Video-Signale kein derum in Video-Signale verwandelt, die in der Hilfsoptisches Zwischenbild für die Erzeugung des elek- fernsehkamera selbst mit an sich bekannten Mitteln

um 180° phasenverschoben werden. Diese Video-Signale gelangen dann zusammen mit denjenigen des Kanals 7' an die Signal-Mischeinrichtung 12 und von dort über den Kanal 13 an das Hauptsichtgerät 15, wo sie auf der Sichtröhre 14 als Schirmbild erscheinen. Dieses Schirmbild enthält im wesentlichen Feinkontraste und je nach eingestelltem Verstärkungsgrad der Video-Verstärker 7, 8 und der optischen Unscharfe der Hilfsfernsehkamera 11 die für die Erkennbarkeit des Bildzusammenhangs notwendigen Grobkontraste.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Verstärkung der Feinkontraste von Röntgendurchleuchtungsbildern, bei der das kontrastverstärkte Wiedergabebild auf dem Leuchtschirm einer mit Mitteln zur Wahl des Kontrastgrades ausgestatteten Bildwiedergabeeinrichtung erscheint, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildwiedergaberöhre wirksame Video-Signal subtraktiv zusammengesetzt ist aus zwei, getrennten Übertragungskanälen zugeordneten, unterschiedlichen Video-Signalen des gleichen Aufnahmeobjekts, indem das durch eine optimal eingestellte Aufnahmekamera erzeugte Video-Signal des einen Kanals gegenphasig gemischt ist mit dem Video-Signal des anderen Kanals, das nur die großflächigen Grobkontraste des Durchleuchtungsbildes des gleichen Objekts enthält, die bei der Bildwiedergabe unterdrückt werden sollen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei das Röntgendurchleuchtungsbild gleichzeitig aufnehmende Bildaufnahmekameras vorhanden sind, von denen eine dem optimal aufgenommenen Röntgendurchleuchtungsbild entsprechende Video-Signale liefert, während die andere Bildaufnahmekamera einem unscharf aufgenommenen Röntgendurchleuchtungsbild entsprechende Video-Signale liefert, und daß die unscharfe Einstellung mit optischen und/oder elekirischen Mitteln erreicht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufnahme des Röntgendurchleuchtungsbildes eine einzige Bildaufnahmeeinrichtung vorhanden ist, bei der die Trennung in zwei Video-Kanäle durch Teilung der von ihr erzeugten Video-Signale erfolgt, und die einem unscharfen Bild entsprechende Umformung der Video-Signale eines Kanals bewirkt wird durch Anordnung einerseits eines Hilfssichtgerätes, das Mittel enthält, die eine Speicherung des Bildes über mindestens einen Bildwechsel bewirken, und andererseits einer Hilfsaufnahmekamera, die das Zwischenbild des Hilfssichtgerätes zurückverwandelt in Video-Signale, und daß eine unscharfe Wiedergabe des Zwischenbildes bewirkt ist durch optische Fehlanpassung zwischen Hilfssichtgerät und Aufnahmekamera und/oder Vergrößerung des Strahlenbündelquerschnitts der Hilf sauf nahme- und/oder Hilfswiedergaberöhre.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildspeicherung über mindestens einen Bildwechsel durch Verwendung einer Bildspeicherröhre bewirkt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildspeicherung über mindestens einen Bildwechsel durch Verwendung eines Magnetspeichers bewirkt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildwechselfrequenz des Hilfssichtgerätes kleiner ist als diejenige des Hauptsichtgerätes.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit optischen und/oder elektrischen Mitteln erreichte Unschärfegrad des Video-Hilfskanals durch Verstellbarkeit der optischen Anpassung und/oder des Elektronenbündelquerschnittes der Hilfssichtröhre und/oder der Hilfsaufnahmeröhre frei einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Video-Signal aus einer die Bewegungsphasen des Objekts vollständig wiedergebenden Bildaufnahmekamera gewonnen ist, während das andere Video-Signal einer einzigen mit Hilfe einer Speichervorrichtung fixierten Bewegungsphase des Objekts entspricht.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Kanälen für die Video-Signale je ein Verstärker mit regelbarem Verstärkungsgrad zugeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen