DE2437529B2 - - Google Patents

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DE2437529B2
DE2437529B2 DE2437529A DE2437529A DE2437529B2 DE 2437529 B2 DE2437529 B2 DE 2437529B2 DE 2437529 A DE2437529 A DE 2437529A DE 2437529 A DE2437529 A DE 2437529A DE 2437529 B2 DE2437529 B2 DE 2437529B2
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Description

F i g. 5 ein Netzwerk zur schnellen elektronischen Drehung des Koordinatensystems.F i g. 5 a network for rapid electronic rotation of the coordinate system.

Das Objekt O werden durch N Röntgenblitze (F\ ... Fn) aus verschiedenen Richtungen durchleuchtet, die durch die zugehörigen Horizontalwinkel (φι ... φκ) und Polarwinkel (ψι ... ψ/ν) definiert seien (Fig. 1). Der Bildverstärker wird so nachgeführt, daß eine Verbindungslinie vom Mittelpunkt des Bildverstärkers zur Strahlenquelle (Zentralstrahl) stets durch einen Punkt (Q) geht. Die Positionen des Bildverstärkers sind in Fig. 1 durch seinen Mittelpunkt (M\ ... Mn) gekennzeichnet. Nach elektronischer Abtastung durch eine Fernsehkamera 2 mit einem optischen System 3 und der Zwischenspeicherung durch einen Bildspeicher 4 werden die Bilder in einer Superpositionseinheit, z. B. einer Speicherröhre 5, mit einem Elektronen-Schreibstrahl derartig entzerrt superponiert, daß nur eine Objektschicht scharf abgebildet wird. Die Entzerrung geschieht dadurch, daß zu den Ablenkspannungen (ux, uy) des Ablenkungsspannungsgenerators 6 zusätzliche Korrekturspannungen (Aux, Auy) mittels Operationsverstärkern 6', 6" analog addiert werden. Die Korrekturspannungen werden in einem Entzerrungsnetzwerk 7 erzeugt. Dieses Entzerrungsnetzwerk wird durch einen Prozeßrechner 8 programmiert. Die notwenigen Treiberverstärker zur Ansteuerung magnetischer Ablenkeinheiten sind im Schaltbild nicht gesondert angegeben. Die Entzerrung wird an einem Punkt (P) einer beliebigen, zu rekonstruierenden Objektschicht dargestellt. Zu diesem Punkt (P) gehören jeweils für die einzelnen Projektionsbilder (P\ ... P'n) die Spannungspaare der Ablenkspannungen (ux\... uxn und uy\... uyN) der Fernsehkamera. Die Bildpunkte (P\ ... P'n), die einem Objektpunkt (P) entsprechen, sollen für alle superponierten Bilder koizident auf einen Punkt abgebildet werden, der den Ablenkspannungen Ux und üy der Speicherröhre 5 entsprechen soll. Die erforderlichen Korrekturspannungen {Δυχη = Ux- uxund Auy= üy—uyn, /7=1 ... N) hier dargestellt in Abhängigkeit von einem Objektpunkt (P), lassen sich nach mathematischer Elimination der Koordinaten dieses Punktes darstellen als Funktionen der Ablenkspannungen selbst, d. h.The object O is illuminated by N X-ray flashes (F \ ... Fn) from different directions, which are defined by the associated horizontal angles (φι ... φκ) and polar angles (ψι ... ψ / ν) (Fig. 1) . The image intensifier is adjusted in such a way that a connecting line from the center point of the image intensifier to the radiation source (central ray) always goes through a point (Q). The positions of the image intensifier are identified in FIG. 1 by its center point (M \ ... Mn) . After electronic scanning by a television camera 2 with an optical system 3 and the intermediate storage by an image memory 4, the images are in a superposition unit, e.g. B. a storage tube 5, superimposed so equalized with an electron write beam that only one object layer is sharply imaged. The equalization takes place in that additional correction voltages (Au x , Au y ) are analogously added to the deflection voltages (u x , u y ) of the deflection voltage generator 6 by means of operational amplifiers 6 ', 6 ". The correction voltages are generated in an equalization network 7. This equalization network is programmed by a process computer 8. The necessary driver amplifiers for controlling magnetic deflection units are not specified separately in the circuit diagram. The rectification is shown at a point (P) of any object layer to be reconstructed. This point (P) belongs to the individual projection images (P \ ... P'n) the voltage pairs of the deflection voltages (u x \ ... u x n and u y \ ... u y N) of the television camera. The pixels (P \ ... P'n) , which correspond to an object point (P) , are to be mapped coincidentally for all superposed images on a point which is to correspond to the deflection voltages U x and U y of the storage tube 5. Di. e necessary correction voltages {Δυ χη = U x - u x " and Au y " = u y - u yn , / 7 = 1 ... N) shown here as a function of an object point (P), can be calculated after mathematical elimination of the Represent coordinates of this point as functions of the deflection voltages themselves, ie

Auxn = üx - uxn = Xn (ux, uy) Auyn = üy-uyn = Y„(unuy) Au xn = ü x - u xn = X n (u x , u y ) Au yn = ü y -u yn = Y "(u n u y )

Die Funktionen X\ ... Xn und Y\ ... Yn sind nichtlineare Funktionen der Ablenkspannungen. Um den Fehlereinfluß einer schaltungstechnischen Approximation dieser Funktionen klein zu halten, sollten sie selbst klein sein gegenüber den eigentlichen Ablenkspannungen. Dazu sind zwei Maßnahmen erforderlich, a) Die Wahl eines geeigneten Abbildungspunktes (Ux, üy). Dieser Abbildungspunkt sollte möglichst zentral in dem Gebiet liegen, das durch die Ablenkspannungen der einzelnen Bilder (ux\... uxn, uy\ ... uyn) umschrieben wird. Als sinnvoller Abbildungspunkt kann der Punkt gewählt werden, auf den der Objektpunkt (P) bei einer axialen Zentralprojektion abgebildet würde. Es bleibt dann im synthetisierten Bild der Objektschicht eine Gesamtverzerrung bestehen, die dieser axialen Zentralprojektion entspricht einschließlich eventueller Verzerrungen des Bildverstärker-Kamera-Systems. Im allgemeinen wird diese Gesamtverzerrung ohne Bedeutung sein, sie kann jedoch auch durch fest eingestellte Entzerrungsnetzwerke am Kameraablcnksystem beseitigt werden. (Eine andere Möglichkeit ist der Mittelwert der Spannungen aller einzelnen Projektionen.)The functions X \ ... Xn and Y \ ... Yn are non-linear functions of the deflection voltages. In order to keep the error influence of a circuit-related approximation of these functions small, they should themselves be small compared to the actual deflection voltages. Two measures are required for this: a) The choice of a suitable mapping point (U x , ü y ). This imaging point should be as central as possible in the area that is circumscribed by the deflection voltages of the individual images (u x \ ... u x n, u y \ ... u y n). The point on which the object point (P) would be mapped in an axial central projection can be selected as a sensible mapping point. An overall distortion then remains in the synthesized image of the object layer, which corresponds to this axial central projection, including possible distortions of the image intensifier-camera system. In general, this overall distortion will be of no importance, but it can also be eliminated by means of fixed equalization networks on the camera deflection system. (Another possibility is the mean value of the voltages of all individual projections.)

b) Die Wahl der gewünschten Objektschicht. Günstige Ergebnisse, d. h. kleine Korrekturspannungen ergeben sich z. B. durch Verschieben der Primärschicht K\ (F i g. 2) oder bei kugelkalottenförmiger Primärschicht durch konzentrische Kugelflächenabschnitte K2(F i g. 2).
Unter Beachtung der Punkte a) und b) lassen sich die
b) The choice of the desired object layer. Favorable results, ie small correction voltages result, for. B. by moving the primary layer K \ (Fig. 2) or with a spherical cap-shaped primary layer by concentric spherical surface sections K 2 ( Fig. 2).
Taking into account points a) and b), the

ίο Korrekturspannungen (für einen Horizontalwinkel φ — 0) hinreichend genau durch einfache Funktionen annähern, wie z. B.ίο Correction voltages (for a horizontal angle φ - 0) approximate with sufficient accuracy using simple functions, such as B.

Xn = a„ + bn (ux - c„f + d„u/ (ux - e„) X n = a "+ b n (u x - c" f + d "u / (u x - e")
Yn = fnux ■ uy Y n = fnu x ■ u y

Die elektronische Erzeugung dieser Korrekturspannungen zeigt Fig.4. Hierbei seien DA\, DA2, DAj Digital-Analog-Wandler, über die das Netzwerk programmiert wird; Si, S2, S3 analoge Addierer (z. B. Addierverstärker); M\, M2, Mi, Mi, sind analoge Multipliziereinheiten und Λ/5, Λ4, Μη sind multiplizierende Digital-Analog-Wandler. Diese können jedoch auch durch jeweils einen Digital-Analog-Wandler in Verbindung mit einem analogen Multiplizierer ersetzt werden. Die Parameter, mit denen das Netzwerk programmiert wird (a„ ... f„) werden durch den Prozeßrechner 8 vorgegeben. Dort können sie gespeichert sein oder auch jeweils neu berechnet werden. Die einzelnen Parameter sind abhängig von den geometrischen Abbildungsgesetzen einer schiefen Zentralprojektion, von der Form der strahlenempfindlichen Schicht, von der Verzerrung des Bildverstärker-Kamera-Systems, von der geforderten Gesamtverzerrung und von der abzubildenden Objekt ■ schicht. Da jeder Parameter von den angeführten Umständen bzw. Faktoren abhängt, müssen alle neu berechnet werden, falls sich einer ändert The electronic generation of these correction voltages is shown in Fig. 4. Here DA \, DA 2 , DAj are digital-to-analog converters that are used to program the network; Si, S 2 , S3 analog adders (e.g. adding amplifiers); M \, M 2 , Mi, Mi, are analog multiplying units and Λ / 5, Λ4, Μη are multiplying digital-to-analog converters. However, these can also be replaced by a digital-to-analog converter in conjunction with an analog multiplier. The parameters with which the network is programmed (a "... f") are specified by the process computer 8. They can be saved there or they can be recalculated each time. The individual parameters depend on the geometric imaging laws of an oblique central projection, the shape of the radiation-sensitive layer, the distortion of the image intensifier-camera system, the required overall distortion and the object layer to be imaged. Since each parameter depends on the stated circumstances or factors, they must all be recalculated if one changes

Die Drehung des Zentralstrahles (FnQMn, π = \ ...N) um einen Horizontalwinkel (φι ... φ/ν) wird durch elektronische Drehung des Koordinatensystems berücksichtigt (Fig.3). Das Koordinatensystem der Ablenkspannungen wird zuerst elektronisch gedreht um den Horizontalwinkel (F i g. 3, k) anschließend entzerrt wie für den Horizontalwinkel φ = 0 (F i g. 3, I) und danach wieder um den Horizontalwinkel zurückgedreht (Fig.3, m) Diese Drehung kann z.B. durch Einheiten geschehen, die in der Analogrechentechnik als Resolver bekannt sind. Für schnelle Verarbeitung der Bilder (Fernsehnorm) eignen sich Schaltungen nach Fig.5. Hier sind Ms, M%, M]0, Mn multiplizierende Digital-Analogwandler und Sa und S5 analoge Addierer. Über dieThe rotation of the central ray (F n QM n , π = \ ... N) by a horizontal angle (φι ... φ / ν) is taken into account by the electronic rotation of the coordinate system (Fig. 3). The coordinate system of the deflection voltages is first rotated electronically by the horizontal angle (Fig. 3, k), then rectified as for the horizontal angle φ = 0 (Fig. 3, I) and then rotated back again by the horizontal angle (Fig. 3, m) This rotation can be done, for example, by units that are known as resolvers in analog computing. Circuits according to Fig. 5 are suitable for fast processing of the images (television standard). Here, Ms, M%, M] 0 , Mn are multiplying digital-to-analog converters, and Sa and S5 are analog adders. About the

w digitalen Eingänge S\, S2 und c werden die trigonometrischen Funktionen des Drehwinkels durch den Prozeßrechner vorgegeben, entsprechend s\ = sin φ, S2 = —S\, c = cos φ. Bei der Rückdrehung sind die Eingänge S\ und » zu vertauschen. Bei festen diskreten Werten der With digital inputs S \, S 2 and c , the trigonometric functions of the angle of rotation are specified by the process computer, corresponding to s \ = sin φ, S 2 = —S \, c = cos φ. When turning back, the inputs S \ and »must be swapped. With fixed discrete values of the

r>r> Horizontalwinkel (φι... φ/ν) können die multiplizierenden Digital-Analog-Wandler durch Widerstandskaskaden mit festen Abgriffen ersetzt werden. Der Prozeßrechner steuert dann die Abgriffe der Kaskaden.
Bei einer kreisförmigen Verwischungsfigur (d. h. alle
r > r > horizontal angle (φι ... φ / ν), the multiplying digital-to-analog converters can be replaced by resistor cascades with fixed taps. The process computer then controls the tapping of the cascades.
In the case of a circular blurring figure (i.e. all

M> Positionen der Strahlungsquelle Fi... F/v[F i g. 1] liegen auf einem Kreis) brauchen bei der Superposition für jedes einzelne Projektionsbild nur die Parameter des Horizontalwinkels bei der elektronischen Drehung des Koordinatensystems neu gesetzt werden. Die anderenM> Positions of the radiation source Fi ... F / v [F i g. 1] lie on a circle) only need the parameters of the superposition for each individual projection image The horizontal angle can be reset when the coordinate system is rotated electronically. The others

Μ Parameter (a ... f) werden nicht verändert, wenn der Schirm als auch die abzubildende Objektschicht rotationsymmetrisch ist. Μ Parameters (a ... f) are not changed if the screen and the object layer to be imaged are rotationally symmetrical.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims (15)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Synthese beliebiger Schichten eines dreidimensionalen Objektes durch Superposition von Bildern, die durch Zentralprojektion des Objektes aus verschiedenen Richtungen auf eine beliebig gekrümmte strahlenempfindliche Schicht erzeugt, elektronisch abgetastet und in einem Speicher abgespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Projektionsbilder anschließend bei einer Überlagerung in einem Medium, z. B. einer Speicherröhre, elektronisch so entzerrt werden, daß alle Punkte einer frei wählbaren Objektschicht koinzident abgebildet werden, wobei ein programmierbares, durch einen Prozeßrechner gesteuertes Entzerrungsnetzwerk bei der Überlagerung zu den Ablenkspannungen der elektronischen Abtastung mit Hilfe zweier analoger Addierverstärker jeweils für die beiden orthogonalen Ablenkrichtungen zusätzliche Korrekturspannungen addiert, die von der gewünschten Objektschicht abhängen, und diese Summen der ursprünglichen Ablenkspannungen mit den zugehörigen Korrekturspannungen zur Ablenkung eines Schreib-Strahles für das Überlagerungsmedium verwendet werden.1. Process for the synthesis of any layers of a three-dimensional object by superposition of images, which by central projection of the object from different directions onto a Arbitrarily curved radiation-sensitive layer produced, electronically scanned and in one Memory are stored, characterized in that the individual projection images are then superimposed in one Medium, e.g. B. a storage tube, electronically equalized so that all points are free selectable object layer are mapped coincidentally, with a programmable, by a Process computer controlled equalization network when superimposed on the deflection voltages of the electronic sampling with the help of two analog adding amplifiers each for the two orthogonal Additional correction voltages added to the deflection directions from the desired object slice depend, and these sums of the original deflection voltages with the associated Correction voltages used to deflect a write beam for the overlay medium will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Objektschichten abgebildet werden, die im Grenzfall stetig in die Primärschicht übergehen, wobei als Primärschicht die Schicht gilt, deren Punkte ohne Korrekturspannungen bei der Überlagerung koinzident abgebildet werden und die eine zur strahlenempfindlichen Schicht ähnliche Schicht ist.2. The method according to claim 1, characterized in that object layers are imaged, which in the borderline case continuously merge into the primary layer, whereby the layer counts as the primary layer, the points of which are mapped coincidentally during the superposition without correction voltages and the is a layer similar to the radiation-sensitive layer. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Objektschichten abgebildet werden, die durch die Verschiebung der Primärschicht in axialer Richtung bestimmt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that object layers are imaged, which are determined by the displacement of the primary layer in the axial direction. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei kugelkalottenförmiger strahlenempfindlicher Schicht Objektschichten abgebildet werden, die konzentrische Kugelflächen sind und den gleichen Mittelpunkt haben wie die Primärschicht. 4. The method according to claim 2, characterized in that that in the case of a spherical cap-shaped radiation-sensitive layer, object layers are imaged which are concentric spherical surfaces and have the same center as the primary layer. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für gegenüber den Ablenkspannungen kleine Korrekturspannungen die einzelnen Bildpunkte einer gewünschten Objektschicht koinzident mit solchen korrigierten Ablenkspannungen überlagert werden, die in dem Bereich liegen, der durch die Ablenkspannungen begrenzt wird, die beim Auslesen der verschiedenen Projektionsbilder den einzelnen Objektpunkten zugeordnet waren.5. The method according to claim 1, characterized in that for opposite to the deflection voltages small correction voltages the individual pixels of a desired object layer coincide are superimposed with such corrected deflection voltages, which lie in the range that is determined by the Deflection voltages is limited when reading out the various projection images the individual Object points were assigned. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte mit solchen korrigierten Ablenkspannungen überlagert werden, die aus den Mittelwerten aller den einzelnen Objektpunkten in den verschiedenen Projektionsbildern zugeordneten Ablenkspannungen gebildet werden. t>o6. The method according to claim 5, characterized in that the pixels are corrected with such Deflection voltages are superimposed from the mean values of all the individual object points deflection voltages associated with the various projection images are formed. t> o 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte mit solchen korrigierten Ablenkspannungen überlagert werden, die ihnen bei einer axialen Zentralprojektion zugeordnet wären.7. The method according to claim 5, characterized in that the pixels are corrected with such Deflection voltages are superimposed, assigned to them in an axial central projection would be. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkte mit solchen korrigierten Ablenkspannungen überlagert werden, die durch die Mittelwerte aus den Ablenkspannungen der eigentlichen schiefen Zentralprojektion und den Ablenkspannungen der schiefen Zentralprojektion aus der entgegengesetzten Richtung definiert werden.8. The method according to claim 5, characterized in that the pixels are corrected with such Deflection voltages are superimposed by the mean values from the deflection voltages of the actual oblique central projection and the deflection voltages of the oblique central projection can be defined from the opposite direction. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer rotationssymmetrischen strahlenempfindlichen Schicht die Drehung des Zentralstrahles um eine Rotationsachse mit einem Horizontalwinkel durch die elektrische Drehung des Koordinatensystems der Abienkspannungen um den gleichen Horizontalwinkel, einer restlichen Entzerrung und anschließender Rückdrehung ausgeglichen wird und das verbleibende Entzerrungsnetzwerk ohne Parameter arbeitet, die von der Drehung um diesen Horizontalwinkel abhängen.9. The method according to claim 1, characterized in that in a rotationally symmetrical radiation-sensitive layer the rotation of the central beam around an axis of rotation with a Horizontal angle due to the electrical rotation of the coordinate system of the Abienkspannungen around the equal horizontal angle, a remaining equalization and subsequent reverse rotation and the remainder of the equalization network works without parameters that depend on the rotation depend on this horizontal angle. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Korrektur der Ablenkspannung, die einer Richtung senkrecht zu der Ebene Zentralstrahl-Rotationsachse ([χ-Richtung) entspricht, eine Spannung gewählt wird, die dem gewichteten Produkt der beiden Ablenkspannungen entspricht, und daß für die Korrektur der orthogonalen Ablenkspannung (^-Richtung) eine Spannung gewählt wird, die der Summe entspricht aus dem gewichteten Quadrat der Ablenkspannung der .v-Richtung zuzüglich einer konstanten Spannung und dem gewichteten Quadrat der Ablenkspannung der y-Richtung multipliziert mit der Spannung der x-Richtung zuzüglich einer konstanten Spannung und einer zusätzlichen konstanten Spannung.10. The method according to claim 9, characterized in that for the correction of the deflection voltage, which corresponds to a direction perpendicular to the plane of the central ray axis of rotation ([χ direction), a voltage is chosen which is the weighted product of the two deflection voltages corresponds, and that for the correction of the orthogonal deflection voltage (^ direction) a voltage is chosen which corresponds to the sum of the weighted square of the deflection voltage of the .v direction plus a constant voltage and the weighted square of the deflection voltage the y-direction multiplied by the voltage of the x-direction plus a constant voltage and an additional constant voltage. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Entzerrungsnetzwerk weitere höhere Produkte oder Mischprodukte der Ablenkspannungen erzeugt und diesen zur Korrektur hinzugefügt werden.11. The method according to claim 10, characterized in that in the equalization network further higher products or mixed products of the deflection voltages generated and these for correction to be added. 12. Verfahren nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Operationen mit Strömen statt mit Spannungen durchgeführt werden.12. The method according to claim 1 or the following, characterized in that the analog Operations are performed with currents instead of voltages. 13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für Bauelemente und für die Wichtungsfaktoren Digital-Analog-Wandler mit anschließenden analogen Multiplikatoren bzw. multiplizierende Digital-Analog-Wandler verwendet sind, während die konstanten Spannungen über Digital-Analog-Wandler mit anschließender analoger Summation vorgegeben sind.13. Arrangement for performing the method according to claim 9, characterized in that for Components and digital-to-analog converters with subsequent analog multipliers for the weighting factors or multiplying digital-to-analog converters are used, while the constant Voltages are specified via digital-to-analog converters with subsequent analog summation. 14. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektronischen Drehung und Rückdrehung des Koordinatensystems durch vier schnelle multiplizierende Digital-Analog-Wandler bzw. vier Digital-Analog-Wandler mit anschließenden analogen Multiplizierern vorgesehen sind, die die eigentlichen Ablenkspannungen mit den trigonometrischen Funktionen ± sin, cos des Drehwinkels multiplizieren und anschließend durch analoge Addition dieser Produkte die Ablenkspannungen für ein gedrehtes Koordinatensystem erzeugt sind, entsprechend den mathematischen Formeln14. Arrangement for performing the method according to claim 9, characterized in that for electronic rotation and reverse rotation of the coordinate system by four rapid multiplying Digital-to-analog converter or four digital-to-analog converters with subsequent analog multipliers are provided that the actual deflection voltages with the trigonometric Multiply the functions ± sin, cos of the angle of rotation and then add them analogously Products of the deflection voltages generated for a rotated coordinate system, according to the math formulas Ux. gedreht = Ux COS ψ - Uy Sin φ, Uy, gedreht = UySing) + ü>.COS<p, U x . rotated = U x COS ψ - Uy Sin φ, Uy, rotated = UySing) + ü> .COS <p, wobei die trigonometrischen Werte des Drehwinkels digital durch den Prozeßrechner vorgegeben sind.whereby the trigonometric values of the angle of rotation are given digitally by the process computer are. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei festen Drehwinkeln die15. The arrangement according to claim 14, characterized in that the fixed angles of rotation multiplizierenden Digital-Analog-Wandler durch Widerstands-Spannungsteiler mit festen Abgriffen ersetzt sind.multiplying digital-to-analog converter through resistance-voltage divider with fixed taps are replaced. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Synthese beliebiger Schichten eines dreidimensionalen Objektes durch Superposition von Bildern, die äsrch Zentralprojektion des Objektes aus verschiedenen Richtungen auf eine beliebig gekrümmte strahlenempfindliche Schicht erzeugt, elektronisch abgetastet und in einem Speicher abgespeichert werden.The invention relates to a method and an arrangement for the synthesis of any layers of a three-dimensional object by superposition of images which are generated, electronically scanned and stored in a memory, as a central projection of the object from different directions onto an arbitrarily curved radiation-sensitive layer. Es ist bekannt, daß man durch Projektion eines dreidimensionalen Objektes aus verschiedenen Richtungen auf eine ebene strahlenempfindliche Schicht das Bild einer ebenen und zur strahlenempfindlichen Schicht parallelen Objektschicht durch verschobene Überlagerung der einzelnen Projektionsbilder rekonstruieren kann. (Lit.: D. G. G r a η t, Tomosynthesis: A Three-dimensional Radiographic Imaging Technique, IEEE, BME-19,1 [1972], 20-28 und E. R. Miller, E. M. McCurry, An infinite Number of Laminograms from a finite Number of Radiographs, Radiology, 98, Feb. 1971, 249 — 255 und K. Dümmling, Ein neues Verfahren zum Mehrfachschichten mit Hilfe von Fernsehbildspeichern, Der Radiologe 9, 37 [1969].) Die erste Objektschicht entsteht durch nicht verschobene Überlagerung aller einzelnen Bilder (Primärschicht). Für einen gekrümmten Schirm konnte ohne einen Verlust an Auflösungsvermögen nur diese Primärschicht rekonstruiert werden (Lit.: H. Vie ten, Über die Abhängigkeit der dargestellten Objektschicht von der Form der strahlenempfindlichen Bildschicht, Stratigrafia,2[1957],2-8). It is known that by projecting a three-dimensional object from different directions on a planar radiation-sensitive layer the image of a planar and to the radiation-sensitive layer Reconstruct the parallel object layer by shifting the superimposition of the individual projection images can. (Lit .: D. G. G r a η t, Tomosynthesis: A Three-dimensional Radiographic Imaging Technique, IEEE, BME-19,1 [1972], 20-28 and E. R. Miller, E. M. McCurry, An infinite Number of Laminograms from a finite Number of Radiographs, Radiology, 98, Feb. 1971, 249-255 and K. Dümmling, A new method for multiple layers with the help of TV image storage, Der Radiologe 9, 37 [1969].) The first object layer is created by not shifting Overlay of all individual images (primary layer). For a curved screen you could do without one Loss of resolving power only this primary layer can be reconstructed (Lit .: H. Vie ten, Über the dependence of the depicted object layer on the shape of the radiation-sensitive image layer, Stratigrafia, 2 [1957], 2-8). Das Verfahren, durch verschobene Überlagerung Objektschichten zu rekonstruieren, hat den Nachteil, daß man auf einen ebenen Schirm angewiesen ist oder daß man eine erhebliche Verschlechterung des Auflösungsvermögens erhält. Strahlempfindliche Schichten mit ebener Oberfläche haben eine zu geringe Auflösung, schlechte Gradation (MicroChannel electron multiplier) oder sind zu unempfindlich (Bildwandler). Zum Aufbau eines elektronischen Tomosynthese-Verfahrens muß deshalb ein Bildverstärker verwendet werden, der üblicherweise eine gekrümmte strahlenempfindliche Schicht besitzt.The method of reconstructing object layers by shifting overlay has the disadvantage that one has to rely on a flat screen or that one has a considerable deterioration in the resolution receives. Radiation-sensitive layers with a flat surface have too low a resolution, poor gradation (MicroChannel electron multiplier) or are too insensitive (image converter). To build an electronic tomosynthesis method must therefore be used an image intensifier usually has a curved radiation-sensitive layer. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tomosynthese mit hohem Auflösungsvermögen auch bei Anwendung von leistungsfähigen und hochempfindlichen Bildaufnahmegeräten zu erzielen.The object of the invention is to provide a tomosynthesis with a high resolution even when using to achieve powerful and highly sensitive image recording devices. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die einzelnen Projektionsbilder elektronisch abgetastet, in einem Speicher abgespeichert und anschließend bei einer Überlagerung in einem Medium, z. B. einer Speicherröhre, elektronisch so entzerrt werden, daß alle Punkte einer frei wählbaren Objektschicht koinzident abgebildet werden, wobei ein programmierbares, durch einen Prozeßrechner gesteuertes Entzerrungsnetzwerk bei der Überlagerung zu den Ablenkspannungen der elektronischen Abtastung mit Hilfe zweier analoger Addierverstärker jeweils für die beiden orthogonalen Ablenkrichtungen zusätzliche Korrekturspannungen addiert, die von der gewünschten Objektschicht abhängen, und diese Summen der ursprünglichen Ablenkspannungen mit den zugehörigen Korrekturspannungen zur Ablenkung eines Schreibstrahles für das Überlagerungsmedium verwendet werden.This object is achieved in that the individual projection images are electronically scanned in one Memory stored and then with an overlay in a medium, z. B. a storage tube, electronically rectified so that all points of a freely selectable object layer are mapped coincidentally with a programmable equalization network controlled by a process computer the superposition of the deflection voltages of the electronic scanning with the help of two analog Adding amplifier each with additional correction voltages for the two orthogonal deflection directions which depend on the desired object layer, and these sums of the original Deflection voltages with the associated correction voltages for deflecting a write beam for the overlay medium can be used. Die Bilder der einzelnen Projektionen werden auf solche Weise entzerrt, daß jeder Objektpunkt einer gewünschten Schicht bei der Superposition der einzelnen Bilder stets in denselben Eildpunkt abgebildet wird, und jedes Projektionsbild wird nach elektronischer Abtastung vor der Überlagerung durch eine programmierbare Entzerrung mit Hilfe der Ablenkspannungen, z. B. einer Speicherröhre, elektronisch entzerrt.The images of the individual projections are rectified in such a way that each object point has one desired slice in the superposition of the individual images always mapped in the same image point and each projected image is electronically scanned before being superimposed by a programmable equalization using the deflection voltages, e.g. B. a storage tube, electronically equalized. Die Erfindung hat folgende Vorteile.The invention has the following advantages. a) Es kann eine schnelle Aufnahmefolge erreicht werden, da die Bilder der einzelnen Projektionen zunächst verzerrt abgespeichert werden.a) A quick recording sequence can be achieved because the images of the individual projections are initially stored distorted. b) Es kann mit Hilfe des angegebenen Verfahrens durch entsprechende Programmierung des Entzerrungsnetzwerkes jede beliebige Objektschicht rekonstruiert werden (z. B. auch eine ebene Schicht). Die Wahl der Objektschicht wird nicht von vornherein eingeschränkt wie durch eine Entzerrung während der Aufnahme der Projektionsbilder. b) It can be done with the help of the specified procedure by appropriate programming of the equalization network any object layer can be reconstructed (e.g. also a plane layer). The choice of the object layer will not Restricted from the start, as if the distortion was corrected during the recording of the projection images. c) Werden die zu rekonstruierenden Objektschichten geeignet gewählt (z. B. durch die Verschiebung derc) Are the object slices to be reconstructed suitably selected (e.g. by shifting the Primärschicht), so werden die erforderlichen nichtlinearen Korrekturen der Ablenkspannungen klein gegenüber diesen selbst und das Entzerrungsnetzwerk kann entsprechend einfach aufgebaut .in werden.Primary layer), the necessary non-linear corrections to the deflection voltages are made small compared to these themselves and the equalization network can be constructed correspondingly simply .in be. d) Bei Annahme eines rotationssymmetrischen Schirmes ergibt sich ein weiterer Vorteil. Durch elektrische Drehung des Koordinatensystems der Ablenkspannungen lassen sich die Parameter, died) If a rotationally symmetrical screen is assumed, there is a further advantage. By electrical rotation of the coordinate system of the deflection voltages can be the parameters that S5 für die Programmierung des Entzerrungsnetzwerkes benötigt werden, trennen in solche, die nur von der zu rekonstruierenden Objektschicht abhängen und einem Parameter der die Drehung des Tomographiegerätes um einen Horizontalwinkel •to (ψ) beschreibt. Bei einer kreisförmigen Verwischungsfigur braucht während einer Synthese nur der Parameter, der diesen Winkel beschreibt, vor der Superposition eine;; Projektionsbildes neu gesetzt werden.S5 are required for programming the equalization network, separate into those that only depend on the object layer to be reconstructed and a parameter that describes the rotation of the tomography device by a horizontal angle • to (ψ) . In the case of a circular blurring figure, only the parameter that describes this angle needs a; in front of the superposition during a synthesis; Projection image can be reset. -ts e) Durch das Netzwerk lassen sich ohne Mehraufwand auch Verzeichnungsfehler des Bildverstärker-Kamera-Systems korrigieren. Falls ein rotationssymmetrischer Schirm verwendet wird, und die Entzerrung nach der elektronischen Drehung so des Koordinatensystems erfolgt, können jedoch auch nur rotationsymmetrische Verzeichnungen korrigiert werden.-ts e) Through the network can be without additional effort also correct distortion errors in the image intensifier camera system. If a rotationally symmetrical Screen is used and the rectification after the electronic rotation is done so the coordinate system can, however also only rotationally symmetrical distortions can be corrected. f) Das erreichbare Auflösungsvermögen kann durch ein entsprechend aufwendiges Entzerrungsnetzwerk in jedem Fall soweit gesteigert werden, daß die Gesamtauflösung eines realen Systems durch die Fehlereinflüsse anderer Komponenten begrenzt wird.f) The achievable resolution can be achieved through a correspondingly complex equalization network in any case can be increased to such an extent that the overall resolution of a real system is achieved the influence of errors on other components is limited. Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigtThe invention is explained with reference to the figures. It shows F i g. 1 eine Prinzipskizze des Verfahrens,
F i g. 2 zwei Beispiele für Objektschichten, die zu kleinen Korrekturen der Ablenkspannungen führen,
F i g. 1 a principle sketch of the procedure,
F i g. 2 two examples of object layers that lead to small corrections of the deflection voltages,
F i °. 3 ein Blockschaltbild des gesamten Entzerrungsbr> netzwerkes,F i °. 3 is a block diagram of the entire Entzerrungsb r> network F i g. 4 das Entzerrungsnetzwerk, jedoch ohne die erforderliche Drehung und Rückdrehung des Koordinatensystems undF i g. 4 the rectification network, but without the required rotation and reverse rotation of the coordinate system and
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