DE69131630T2

DE69131630T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln von Lesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für Strahlungsbilder, Strahlungsbildlesevorrichtung und Verfahren und Vorrichtung zur Strahlungsbildanalyse

Info

Publication number: DE69131630T2
Application number: DE1991631630
Authority: DE
Inventors: Wataru Ito; Kazuo Shimura; Hideya Takeo
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1991-04-17
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2011-04-18
Also published as: DE69130716T2; DE69131630D1; EP0452915A2; EP0452915A3; DE69130716D1; EP0452915B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, wobei Auslesebedingungen, unter denen ein Strahlungsbild auszulesen ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein das Strahlungsbild repräsentierendes Bildsignal zu verarbeiten ist, auf der Grundlage des das Strahlungsbild repräsentierenden Bildsignals eingestellt werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Strahlungsbild- Lesevorrichtung zum Auslesen eines Strahlungsbildes von einem Aufzeichnungsmedium, beispielsweise einem anregbaren Leuchtstoffblatt, auf dem das Strahlungsbild eines Objekts gespeichert wurde, um ein Bildsignal zu gewinnen, welches repräsentativ für das Strahlungsbild ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Methoden zum Auslesen eines aufgezeichneten Strahlungsbildes, um ein Bildsignal zu gewinnen, zum Ausführen einer angemessenen Bildverarbeitung bezüglich des Bildsignals, und zum anschließenden Reproduzieren eines sichtbaren Bildes durch Einsatz des verarbeiteten Bildsignals sind bislang auf verschiedenen Gebieten bekannt geworden. Beispielsweise wird gemäß der japanischen Patentveröffentlichung 61(1986)-5193 ein Röntgenbild auf einem Röntgenfilm mit einem kleinen Gammawert aufgezeichnet, der entsprechend dem Typ der durchzuführenden Bildverarbeitung ausgewählt wird, das Röntgenbild wird von dem Röntgenfilm gelesen und in ein elektrisches Signal (Bildsignal) umgewandelt, und das Bildsignal wird verarbeitet und anschließend zur Wiedergabe des Röntgenbildes in Form eines sichtbaren Bildes auf einem photographischen Abzug oder dergleichen verwendet. Auf diese Weise wird ein sichtbares Bild mit guter Bildqualität bei hohem Kontrast, hoher Schärfe, hoher Körnigkeit und dergleichen reproduziert.
Wenn außerdem gewisse Arten von Leuchtstoffen einer Strahlung ausgesetzt werden, beispielsweise Röntgenstrahlen, α-Strahlen, β-Strahlen, γ- Strahlen, Kathodenstrahlen oder Ultraviolettstrahlen, speichern sie einen Teil der Strahlungsenergie. Wenn dann der der Strahlung ausgesetzte Leuchtstoff Anregungsstrahlen ausgesetzt wird, beispielsweise sichtbarem Licht, wird von dem Leuchtstoff Licht im Verhältnis zu der in ihm gespeicherten Energie emittiert, während die Strahlungsexposition stattfindet. Ein Leuchtstoff mit derartigen Eigenschaften wird hier als anregbarer Leuchtstoff bezeichnet.
Wie in den US-Patenten 4 258 264; 4 276 473; 4 315 318 und 4 387 428 und in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 56(1981)- 11395 offenbart ist, wurde vorgeschlagen, anregbare Leuchtstoffe in Strahlungsbildaufzeichnungs- und -wiedergabesystemen einzusetzen. Insbesondere wird ein mit einer Schicht des anregbaren Leuchtstoffs ausgestattetes Blatt (im folgenden als anregbares Leuchtstoffblatt bezeichnet) zunächst der Strahlung ausgesetzt, die durch ein Objekt hindurchgegangen ist, beispielsweise durch einen menschlichen Körper. Hierdurch wird ein Strahlungsbild des Objekts in dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeichert. Das anregbare Leuchtstoffblatt wird dann mit Anregungsstrahlen abgetastet, beispielsweise mit einem Laserstrahl, die das Blatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der während seiner Strahlungsexposition gespeicherten Energiemenge zu emittieren. Das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt bei seiner Anregung emittierte Licht wird photoelektrisch erfaßt und in ein elektrisches Bildsignal umgesetzt. Dann wird das Bildsignal bei der Wiedergabe des Strahlungsbilds des Objekts als sichtbares Bild auf einem Aufzeichnungsträger, beispielsweise einem photographischen Film, auf einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre oder dergleichen verwendet.
Strahlungsbildaufzeichnungs- und -wiedergabesysteme, die anregbare Leuchtstoffblätter verwenden, haben gegenüber der herkömmlichen Radiographie mit Silberhalogenid-Photomaterialien den Vorteil, daß die Bilder auch dann aufgezeichnet werden können, wenn die Energiestärke der Strahlung, welcher das anregbare Leuchtstoffblatt ausgesetzt wird, in einem großen Bereich schwankt. Genauer gesagt: da die Lichtmenge, die das anregbare Leuchtstoffblatt bei seiner Stimulierung emittiert, in einem breiten Bereich schwankt und proportional zu der Energiemenge ist, die auf ihm während der Strahlungsexposition gespeichert wurde, besteht die Möglichkeit, ein Bild mit einer gewünschten Dichte zu erhalten, ungeachtet der Energiestärke der Strahlung, welcher das anregbare Leuchtstoffblatt zuvor ausgesetzt wurde. Um die gewünschte Bilddichte zu erhalten, wird eine entsprechend geeignete Ausleseverstärkung eingestellt, wenn das emittierte Licht erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, welches bei der Wiedergabe eines sichtbaren Bildes auf einem Aufzeichnungsträger, beispielsweise einem photographischen Film, oder auf einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, zu verwenden ist.
Damit ein Bildsignal exakt erfaßt werden kann, müssen gewisse Faktoren, die das Bildsignal beeinflussen, eingestellt werden nach Maßgabe der Strahlungsdosis, die dem anregbaren Leuchtstoffblatt zugeführt wurde, sowie weiterer Faktoren. Neue Strahlungsbildaufzeichnungs- und -wiedergabesysteme, die ein Bildsignal exakt erfassen, wurden bereits vorgeschlagen. Die vorgeschlagenen Strahlungsbildaufzeichnungs- und -wiedergabesysteme sind derart ausgestaltet, daß ein vorläufiger Auslesevorgang (im folgenden einfach als "Vorab-Auslesen" oder ähnlich bezeichnet) durchgeführt wird, um annähernd das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild zu ermitteln. Beim Vorab-Auslesen wird das anregbare Leuchtstoffblatt mit einem Lichtstrahl abgetastet, der ein vergleichsweise niedriges Energieniveau besitzt, und ein während dieses Vorab-Auslesens erhaltenes Vorab-Auslese-Bildsignal wird analysiert. Daran anschließend erfolgt ein endgültiges Auslesen (im folgenden einfach als "End-Auslesen" oder ähnlich bezeichnet), um das Bildsignal zu gewinnen, welches dann bei der Wiedergabe eines sichtbaren Bildes verwendet wird.
Bei dem End-Auslesen wird das anregbare Leuchtstoffblatt mit einem Lichtstrahl abgetastet, dessen Energieniveau höher ist als das Energieniveau des Lichtstrahls beim Vorab-Auslesen. Das Strahlungsbild wird ausgelesen, während die das Bildsignal beeinflussenden Faktoren auf geeignete Werte eingestellt sind, basierend auf den Ergebnissen einer Analyse des Vorab- Auslese-Bildsignals.
Der Begriff "Auslesebedingungen" bedeutet bei seinem nachfolgenden Gebrauch eine Gruppe verschiedener Faktoren, die justierbar sind und die die Beziehung zwischen der von dem anregbaren Leuchtstoffblatt während des Bildauslesens emittierten Lichtmenge einerseits und dem Ausgangssignal einer Ausleseeinrichtung andererseits beeinflussen. Beispielsweise kann sich der Begriff "Auslesebedingungen" auf eine Ausleseverstärkung und einen Skalenfaktor beziehen, welche die Beziehung zwischen der Eingangsgröße der Ausleseeinrichtung und deren Ausgangsgröße definiert, oder kann sich auf die Leistung der Anregungsstrahlen beziehen, welche beim Auslesen des Strahlungsbildes eingesetzt werden.
Der Begriff "Energiepegel eines Lichtstrahls" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang den Pegel oder das Niveau der Energie des Lichtstrahlbündels, dem das anregbare Leuchtstoffblatt pro Flächeneinheit ausgesetzt wird. In solchen Fällen, in denen die Energie des von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierten Lichts von der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtstrahlbündels abhängt, das heißt die Empfindlichkeit des anregbaren Leuchtstoffblatts gegenüber dem eingestrahlten Lichtstrahlbündel abhängt von der Wellenlänge des eingestrahlten Lichtstrahlbündels, bedeutet der Begriff "Energiepegel eines Lichtstrahls" den gewichteten Energiepegel, der berechnet wird durch Wichten des Energiepegels des Lichtstrahls, dem das anregbare Leuchtstoffblatt pro Flächeneinheit ausgesetzt wird, mit der Empfindlichkeit des anregbaren Leuchtstoffblatts gegenüber der Wellenlänge. Um den Energiepegel eines Lichtstrahls zu ändern, können Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen verwendet werden, man kann die Intensität des von einer Laserstrahlquelle oder dergleichen erzeugten Lichtstrahls ändern, oder man kann die Intensität des Lichtstrahls ändern, indem man ein ND-Filter oder ähnliches in den und aus dem optischen Weg des Lichtstrahlbündels bewegt. Alternativ kann man den Durchmesser des Lichtstrahlbündels ändern, um die Abtastdichte zu ändern, oder man kann die Geschwindigkeit ändern, mit der das anregbare Leuchtstoffblatt durch das Lichtstrahlbündel abgetastet wird.
Unabhängig davon, ob das Vorab-Auslesen durchgeführt wird oder nicht, wurde auch vorgeschlagen, das Bildsignal (einschließlich des Vorab- Auslese-Bildsignals) zu analysieren und die Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen, die zu verwenden sind, wenn das Bildsignal verarbeitet wird, und zwar auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse des Bildsignals. Der Begriff "Bildverarbeitungsbedingungen" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang eine Gruppe verschiedener Faktoren, die justierbar und einstellbar sind, wenn ein Bildsignal einer Verarbeitung unterzogen wird, und die die Gradation, die Empfindlichkeit oder dergleichen eines aus dem Bildsignal reproduzierten sichtbaren Bildes beeinflussen. Das vorgeschlagene Verfahren ist anwendbar auf Fälle, in denen ein Bildsignal von einem Strahlungsbild gewonnen wird, welches auf einem Aufzeichnungsträger wie zum Beispiel einem konventionellen Röntgenfilm aufgezeichnet ist, ebenso wie in Verbindung mit Systemen, die anregbare Leuchtstoffblätter verwenden.
Wie zum Beispiel in den japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. 60(1985)-185944 und 61(1986)-280163 offenbart ist, werden Operationen zum Berechnen der Werte der Auslesebedingungen für das End- Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen durch eine Gruppe von Algorithmen ausgeführt, welche ein Bildsignal (oder ein Vorab- Auslese-Bildsignal) analysieren. Aus einer großen Anzahl von Strahlungsbildern erfaßte zahlreiche Bildsignale werden statistisch verarbeitet. Die Algorithmen, die die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen berechnen, werden auf der Grundlage der aus dieser Verarbeitung gewonnenen Ergebnisse ausgestaltet.
Im allgemeinen werden die Algorithmen, die bislang zu diesem Zweck verwendet wurden, derart ausgestaltet, daß eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals erzeugt wird und aus dieser Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion charakteristische Werte aufgefunden werden. Die charakteristischen Werte enthalten beispielsweise den Maximum-Wert des Bildsignals, den Minimum-Wert des Bildsignals oder den Wert des Bildsignals, bei dem die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ein Maximum hat, das heißt der Wert, der am häufigsten auftritt. Die Auslesebedingungen für die End- Auslese- und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen werden auf der Grundlage der charakteristischen Werte bestimmt.
Verfahren zum Bestimmen der Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder zum Bestimmen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals lassen sich folgendermaßen klassifizieren:
(1) ein Verfahren gemäß der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 60(1985)-156055, bei dem sowohl der Maximum-Wert, als auch der Minimum-Wert in dem Bereich, der zu einem reproduzierten sichtbaren Bild führt, der die benötigte Bildinformation enthält, aus einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals ermittelt werden und beispielsweise die Auslesebedingungen für das End-Auslesen derart eingestellt werden, daß beim End-Auslesen die durch die Werte des emittierten Lichtsignals, die in den Bereich zwischen Maximum-Wert und Minimum-Wert fallen, repräsentierte Information exakt nachgewiesen wird;
(2) ein Verfahren, wie es in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 60(1985)-185944 offenbart ist, bei dem nur der Maximum- Wert aus einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals ermittelt wird, durch Subtrahieren eines vorbestimmten Werts von dem Maximum- Wert ein Wert erhalten wird, der als der Minimum-Wert angenommen wird, und der Bereich zwischen Maximum-Wert und Minimum-Wert als der Bereich hergenommen wird, der zu einem sichtbaren Bild führt, welches die benötigte Bildinformation beinhaltet;
(3) ein Verfahren, wie es in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 61(1986)-280163 offenbart ist, bei dem nur der Minimum- Wert aus einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals ermittelte wird, ein Wert durch Addieren eines vorbestimmten Werts auf den Minimum-Wert erhalten wird und als der Maximum-Wert hergenommen wird, und der Bereich zwischen dem Minimum-Wert und dem Maximum-Wert als derjenige Bereich hergenommen wird, der zu einem sichtbaren Bild führt, welches die benötigte Bildinformation enthält;
(4) ein Verfahren gemäß der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 63(1988)-233658, bei dem eine Differenz-Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion verwendet wird;
(5) ein Verfahren gemäß der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 61(1986)-170730, bei dem eine kumulative Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion verwendet wird; und
(6) ein Verfahren gemäß der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 63(1988)-262141, bei dem eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion aufgeteilt wird in eine Mehrzahl kleiner Zonen unter Verwendung eines Diskriminations-Normwerts.
Der Bereich eines Bildsignals, der zu einem sichtbaren Bild führt, welches die benötigte Bildinformation enthält, wird nach einem von verschiedenen Verfahren ermittelt, und die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen werden in Bezug auf diesen Bereich eingestellt.
In jüngerer Zeit wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein neuronales Netzwerk eingesetzt wird, wobei das Verfahren sich völlig von den oben beschriebenen Algorithmen unterscheidet.
Das neuronale Netzwerk ist ausgestattet mit einer Lernfunktion aufgrund eines rückwärts gerichteten Ausbreitungsverfahrens. Wenn eine Information (ein Lehrsignal), welches darstellt, ob ein Ausgangssignal, das erhalten wurde bei einem gegebenen Eingangssignal, korrekt ist oder nicht, in das neuronale Netzwerk eingespeist wird, wird das Gewicht von Verbindungen zwischen Einheiten in dem neuronalen Netzwerk (das heißt das Gewicht der Synapsen-Verbindungen) korrigiert. Durch Wiederholen des Lernvorgangs des neuronalen Netzwerks läßt sich die Wahrscheinlichkeit, daß eine korrekte Antwort bei einem neuen Eingangssignal erhalten wird, auf einem hohen Wert halten. (Solche Funktionen sind zum Beispiel beschrieben in "Learning representations by back-propagating errors" von D. E. Rumelhart, G. E. Hinton und R. J. Williams, nature, 323-9, 533-356, 1986a; "Backpropagation" von Hideki Aso, Computrol, Nr. 24, Seiten 53-60; und "Neural Computer" von Kazuyuki Aihara, dem Veröffentlichungsbüro der Tokyo Denki Universität).
Das neuronale Netzwerk ist auch dann anwendbar, wenn die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen sind. Durch Einspeisen eines Bildsignals oder dergleichen in das neuronale Netzwerk werden von diesem Ausgangsgrößen erhalten, die die Werte der Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen erhalten.
Wenn das neuronale Netzwerk dazu dient, die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen, indem der Lernvorgang für das neuronale Netzwerk wiederholt wird, lassen sich die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die sich für ein spezifisches Strahlungsbild eignen, ermitteln. Allerdings werden in einem gewissen System zur Verarbeitung von beispielsweise Röntgenbildern die Schulter eines menschlichen Körpers, verschiedene Arten von Bildsignalen erhalten, die verschiedene Strahlungsbilder repräsentieren, so zum Beispiel die Bilder der rechten Schulter und der linken Schulter (Umkehrbilder), ein vergrößertes Bild und ein verkleinertes Bild, ein aufrechtes Bild und ein seitliches Bild sowie ein umgedrehtes Bild, sowie gegeneinander verschobene Bilder. Damit ein neuronales Netzwerk konstruiert wird, welches die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die für die verschiedenen derartigen Bilder passen, ermitteln kann, muß eine sehr große Anzahl von Einheiten in das neuronale Netzwerk einbezogen werden. Außerdem sollte eine Speichereinrichtung verwendet werden, die eine sehr große Speicherkapazität besitzt, um Information zu speichern, die das Gewicht von Verbindungen zwischen Einheiten in dem neuronalen Netzwerk repräsentiert. Darüber hinaus sollte der Lernvorgang des neuronalen Netzwerks sehr häufig wiederholt werden.

Offenbarung der Erfindung

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Justieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der selbst dann, wenn verschiedene Bildsignale, die unterschiedliche Strahlungsbilder repräsentieren, erhalten werden, die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die zu jedem der verschiedenen Strahlungsbilder passen, von einem neuronalen Netzwerk festgelegt werden, welches mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Einheiten ausgestattet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem selbst dann, wenn die Bilddichte einer speziellen interessierenden Zone bei verschiedenen reproduzierten Strahlungsbildern Schwankungen unterliegt, beispielsweise aufgrund einer Verschiebung eines Objekts während der Bildaufzeichnungsoperationen, die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen so eingestellt werden, daß die Bilddichte der interessierenden Zone auf einem geeigneten Wert in den reproduzierten Strahlungsbildern gehalten werden kann, außerdem soll eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Strahlungsbild-Auslesevorrichtung, bei der, wenn Strahlungsbilder des gleichen Teils eines Objekts im gleichen Bildaufzeichnungsmodus aufgezeichnet sind und die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der Bildsignale bezüglich der Strahlungsbilder einander sehr nahe kommen, die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen eingestellt werden auf Werte, die sich für jedes der Strahlungsbilder eignen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem, wenn Bildmuster eines Objekts in einer Mehrzahl von Strahlungsbildern gegeneinander verschoben sind, die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die für jedes der Strahlungsbilder passen, effizient und exakt ermittelt werden, wobei außerdem eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens geschaffen werden soll.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem Nachteile eines Verfahrens, welches eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals verwendet, sowie eines Verfahrens, welches ein neurales Netzwerk verwendet, ausgeschaltet sind, indem die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen effizient und genau von einem neuralen Netzwerk eingestellt werden, wobei das Lernen des neuralen Netzwerks nur einige Male wiederholt wird; außerdem soll eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Strahlungsbild- Analysevorrichtung, bei der ein mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Einheiten ausgestattetes neurales Netzwerk verwendet wird, wobei charakteristische Meßwerte, die repräsentativ sind für Kennwerte eines Strahlungsbildes, so zum Beispiel Auslesebedingungen unter denen das Strahlungsbild auszulesen ist, Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das das Strahlungsbild repräsentierende Bildsignal zu verarbeiten ist, und der Teil eines Objekts des aufgezeichneten Bildes exakt aus einem das Strahlungsbild repräsentierenden Bildsignal herausgefunden werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Strahlungsbildanalyseverfahrens, bei dem ein neurales Netzwerk eingesetzt wird, wobei eine Muster-Unterteilung von Strahlungsbildern, die Form und die Lage eines Bestrahlungsfeldes, eine Orientierung, in der das Objekt plaziert war, als das Bild des Objekts aufgezeichnet wurde, und/oder ein Teil eines Objekts, dessen Bild aufgezeichnet wurde, exakt aus einem Bildsignal ermittelt werden, welches ein Strahlungsbild repräsentiert; außerdem soll eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden.
Die obigen Ziele werden durch die vorliegende Erfindung gemäß den Ansprüchen 1, 5, 9 und 13 erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Konventionelle Verfahren zum Einstellen der Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals können in zahlreichen Fällen effizient arbeiten. Allerdings gibt es bei den herkömmlichen Verfahren häufig Probleme in Abhängigkeit davon, wie ein Strahlungsbild eines Objekts aufgezeichnet ist. Die Gründe, warum es zu diesen Problemen kommt, werden im folgenden unter Betrachtung von Strahlungsbildern erläutert, bei denen als Beispiel Muster eines Schultergelenks eingebettet sind.
Fig. 6A und 6B zeigen Strahlungsbilder, in denen das Muster eines Schultergelenks enthalten ist. Die beiden Strahlungsbilder unterscheiden sich voneinander dadurch, daß das Strahlungsbild nach Fig. 6B die Muster der Wirbelsäule 10 enthält, während das Strahlungsbild nach Fig. 6A diese nicht enthält. Fig. 7A und 7B zeigen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktio nen der Bildsignale, die repräsentativ sind für die in Fig. 6A bzw. 6B dargestellten Strahlungsbilder.
Wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, sind die beiden Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen annähernd identisch. Allerdings besitzen die beiden Strahlungsbilder den oben beschriebenen Unterschied. Daher fallen die Bildsignalkomponenten, die das Muster des Schultergelenks repräsentieren, welches hier die interessierende Zone ist, in den Bereich K1 der in Fig. 7A gezeigten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und in Fig. 7B in den Bereich K2 der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion. Wenn die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen aus jeder der beiden Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen ermittelt werden, und wenn sichtbare Bilder der Strahlungsbilder gemäß Fig. 6A und 6B aus den unter diesen Bedingungen erhaltenen Bildsignalen reproduziert werden, so werden als Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder als Bildverarbeitungsbedingungen etwa die gleichen Werte berechnet, weil die beiden Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen fast identisch sind. Als Ergebnis erhält man zwei reproduzierte sichtbare Bilder, die annähernd die gleiche Bilddichte und den gleichen Kontrast besitzen. Deshalb kann die Bilddichte des Musters des Schultergelenks, welches hier die interessierende Zone bildet, nicht in der geeigneten Weise gehalten werden.
In derartigen Fällen wird das Muster der interessierenden Zone in dem reproduzierten sichtbaren Bild nicht deutlich dargestellt. Wenn außerdem beispielsweise mehrere reproduzierte sichtbare Bilder miteinander verglichen werden, um den Verlauf eines abnormalen Teils eines Objekts zu untersuchen, so läßt sich eine korrekte Diagnose nicht erstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt die oben erläuterten Probleme.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren wird das neuronale Netzwerk dazu benutzt, die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen festzulegen. Durch Wiederholung des Lernvorgangs durch das neuronale Netzwerk lassen sich angemessene Auslesebe dingungen für das End-Auslesen und/oder angemessene Bildverarbeitungsbedingungen festlegen.
Ferner wird der Lernvorgang des neuronalen Netzwerks durchgeführt unter Einsatz eines Bildsignals, welches ein Strahlungsbild repräsentiert, in welchem ein Muster einer spezifischen interessierenden Zone in einem Objekt eingebettet ist, ferner unter Einsatz von Auslesebedingungen für das End- Auslesen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die sich als optimal für das Muster der interessierenden Zone ermitteln ließen. Selbst wenn also das Strahlungsbild das Muster der interessierenden Zone und weitere Muster beinhaltet, lassen sich die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen auf Werte einstellen, die für das Muster der interessierenden Zone angemessen sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich durch Wiederholen des Lernvorgangs durch das neuronale Netzwerk die Form und die Lage des Musters der interessierenden Zone exakt bestimmen. Die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen werden anschließend auf der Grundlage von Bildsignalkomponenten des ersten Bildsignals bestimmt, welches das Muster der interessierenden Zone repräsentiert. Deshalb sind die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen grundsätzlich frei von abträglichen Effekten der Bildinformation, die nichts mit dem Muster der interessierenden Zone zu tun haben, und die Bedingungen lassen sich als für das jeweilige Muster der interessierenden Zone geeignet einstellen.
Damit die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Bildsignalkomponenten des ersten Bildsignals eingestellt werden, welches das Muster der interessierenden Zone repräsentiert, kann von einer Methode zum Analysieren einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion Gebrauch gemacht werden. Alternativ kann ein neuronales Netzwerk eingesetzt werden, welches unabhängig ist von dem neuronalen Netzwerk, mit dessen Hilfe Form und Lage des Musters der interessierenden Zone bestimmt werden.
Insbesondere schafft die Erfindung ein Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem ein erstes Bildsignal, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, dadurch gewonnen wird, daß ein anregbares Leuchtstoffblatt, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen exponiert wird, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf ihm während der Strahlungsexposition gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut Anregungsstrahlen ausgesetzt wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht detektiert wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu gewinnen ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei das Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte enthält:
i) Eingeben von Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk, und
ii) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk.
Die vorliegende Erfindung schafft als spezielle Ausführungsform außerdem ein Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem ein erstes Bildsignal, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, dadurch gewonnen wird, daß ein anregbares Leuchtstoffblatt, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen exponiert wird, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf ihm während der Strahlungsexposition gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut Anregungsstrahlen ausgesetzt wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht detektiert wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu gewinnen ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei das Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte enthält:
i) Eingeben von Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, und von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk, und
ii) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk.
Außerdem schafft die Erfindung als spezielle Ausführungsform ein Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem ein erstes Bildsignal, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, dadurch gewonnen wird, daß ein anregbares Leuchtstoffblatt, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen exponiert wird, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf ihm während der Strahlungsexposition gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut Anregungsstrahlen ausgesetzt wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht detektiert wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu gewinnen ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei das Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte enthält:
i) Hernehmen desjenigen Werts des ersten Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in dem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, der sich unterscheidet von demjenigen Teil, der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entspricht, als den Maximum-Wert,
ii) Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum- Wert des ersten Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird,
iii) Einspeisen von Information, welche die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichte funktion fällt, stets in dieselbe Eingabeeinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann,
iv) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk,
v) Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuronalen Netzwerk abgezogene Information repräsentiert wird, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts,
vi) um dadurch die endgültigen Auslesebedingungen und/oder die endgültigen Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem als spezielle Ausführungsform ein Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem ein erstes Bildsignal, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, dadurch gewonnen wird, daß ein anregbares Leuchtstoffblatt, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen exponiert wird, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf ihm während der Strahlungsexposition gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut Anregungsstrahlen ausgesetzt wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht detektiert wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu gewinnen ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei das Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte enthält:
i) Hernehmen desjenigen Werts des ersten Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in dem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, der sich unterscheidet von demjenigen Teil, der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entspricht, als den Maximum-Wert,
ii) Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum- Wert des ersten Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird,
iii) Einspeisen von Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk in der Weise, daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichtkeitsdichtefunktion fällt, stets in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann,
iv) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk,
v) Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuronalen Netzwerk abgezogene Information repräsentiert wird, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts,
vi) um dadurch die endgültigen Auslesebedingungen und/oder die endgültigen Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem eine Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der ein erstes Bildsignal, welche ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, durch Belichten eines anregbaren Leuchtstoffblatts erhalten wird, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf dem Blatt während ihrer Belichtung mit Strahlung gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut mit Anregungsstrahlen belichtet wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht erfaßt wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu erhalten ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild aufweist:
i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und
ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, Einstellen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise eingestellt wurden.
Die vorliegende Erfindung schafft als spezielle Ausführungsform außerdem eine Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der ein erstes Bildsignal, welche ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, durch Belichten eines anregbaren Leuchtstoffblatts erhalten wird, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf dem Blatt während ihrer Belichtung mit Strahlung gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut mit Anregungsstrahlen belichtet wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht erfaßt wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu erhalten ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild aufweist:
i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion darstellt,
ii) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt, und
iii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunkions-Erzeugungseinrichtung, zum Empfangen der Hilfsinformation von der Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung, zum Einstellen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion und der Hilfsinformation, und Ausgeben von Information, die die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentieren, die auf diese Weise eingestellt wurden.
Die vorliegende Erfindung schafft als spezielle Ausführungsform außerdem eine Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der ein erstes Bildsignal, welche ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, durch Belichten eines anregbaren Leuchtstoffblatts erhalten wird, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf dem Blatt während ihrer Belichtung mit Strahlung gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,
ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut mit Anregungsstrahlen belichtet wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht erfaßt wird, und
Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu erhalten ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild aufweist:
i) eine Operationseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtfunktion des ersten Bildsignals, zum Erfassen desjenigen Werts des ersten Bildsignals, der die Maximalmenge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, der sich unterscheidet von dem Teil, der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entspricht, Hernehmen dieses Werts des ersten Bildsignals, der auf diese Weise von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erhalten wurde, als Maximum-Wert, Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des ersten Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird, und Ausgeben von Information, die repräsentativ ist für die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion,
ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die repräsentativ ist für die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, von der Operationseinrichtung in der Weise, daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, zum Bestimmen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und zum Ausgeben von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise bestimmt wurden, und
iii) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuronalen Netzwerk ausgegebene Information repräsentiert werden, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar, wenn ein anregbares Leuchtstoffblatt und andere Aufzeichnungsträger verwendet werden und die Bildverarbeitungsbedingungen eingestellt werden.
Speziell schafft die Erfindung außerdem ein Verfahren zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des Bildsignals eingestellt werden, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert,
wobei das Verfahren zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte aufweist:
i) es wird Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk eingegeben, und
ii) aus dem neuronalen Netzwerk wird Information abgezogen, die die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentiert.
Die Erfindung schafft außerdem eine Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentierenden Bildsignals eingestellt werden,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für das Strahlungsbild umfaßt:
i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und
ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, zum Einstellen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunk tion, und zum Ausgeben von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise eingestellt werden.
Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des Bildsignals eingestellt werden, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert,
wobei das Verfahren zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte aufweist:
i) Eingeben von Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, und von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk, und
ii) aus dem neuronalen Netzwerk wird Information abgezogen, die die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentiert.
Die Erfindung schafft außerdem eine Vorrichtung zum Einstellen der Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des Bildsignals eingestellt werden, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild aufweist:
i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und
ii) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild wiedergibt, und
iii) das neuronale Netzwerk zum Empfangen der Information über die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, zum Empfangen der Hilfsinformation von der Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung, zum Einstellen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion und der Hilfsinformation, und zum Ausgeben von Information, die die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentiert, die auf diese Weise eingestellt wurden.
Die Erfindung schafft außerdem eine Vorrichtung zum Einstellen der Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des Bildsignals eingestellt werden, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild aufweist:
i) eine Operationseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals, zum Erfassen desjenigen Werts des Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, der ein anderer ist als der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entsprechende Teil, Hernehmen des Werts des Bildsignals, der auf diese Weise aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erfaßt wurde, als Maximum-Wert, Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum- Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird, und Ausgeben von Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion,
ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Operationseinrichtung, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, Bestimmen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise festgelegt wurden, und
iii) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die von dem neuronalen Netzwerk ausgegebene Information repräsentiert werden, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.
Die vorliegende Erfindung schafft in einer speziellen Ausführungsform ferner eine Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentierenden Bildsignals eingestellt werden,
wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für das Strahlungsbild umfaßt:
i) eine Operationseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals, zum Erfassen desjenigen Werts des Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, der ein anderer ist als der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entsprechende Teil, Hernehmen des Werts des Bildsignals, der auf diese Weise aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erfaßt wurde, als Maximum-Wert, Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum- Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des Bildsignals, und Ausgeben von Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion,
ii) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild angibt,
iii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen von Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Operationseinrichtung, und der Hilfsinformation von der Hilfsinformations- Ausgabeeinrichtung, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, Bestimmen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise bestimmt wurden, und
iv) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die Information repräsentiert werden, welche aus dem neuronalen Netzwerk ausgegeben wurde, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.
Der vorbestimmte Wert, der in den Bereich von Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, kann irgendein Wert sein, der in den Bereich zwischen Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals fällt. Zum Beispiel: der vorbestimmte Wert kann der Maximum-Wert, der Minimum-Wert oder ein Zwischenwert zwischen Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals sein. Die Information, die für die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion steht, wird derart in das neuronale Netzwerk eingespeist, daß der vorbestimmte Wert stets in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann. Dies bedeutet: selbst wenn die Werte des Bildsignals und der vorbestimmte Wert sich ändern, wird der vorerwähnte vorbestimmte Wert immer in eine gewisse vorbestimmte Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist. Andere Werte des Bildsignals als der vorerwähnte vorbestimmte Wert werden sequentiell in die Einheiten eingespeist, die der vorbestimmten Eingangseinheit benachbart sind, wobei auf den genannten vorbestimmten Wert Bezug genommen wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Information über die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals in das neuronale Netzwerk eingespeist. Alternativ können sowohl die Information über die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals als auch die Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild wiederspiegelt, so zum Beispiel Information über den Patienten und den Aufnahmemodus des Strahlungsbildes, in das neuronale Netzwerk eingespeist werden. Das neuronale Netzwerk stellt die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion oder auf der Grundlage sowohl der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion als auch der Hilfsinformation ein. Durch Verwenden des neuronalen Netzwerks, welches in der Lage ist, allgemeine Beurteilungen vorzunehmen, werden daher Nachteile eines Verfahrens ausgemerzt, welches nur die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals verwendet (zum Beispiel können Fehler aufgrund einer lokalen Analyse vermieden werden). Ferner lassen sich die Auslesebedingungen für das End- Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedigungen effizient und exakt justieren, wobei das Lernen durch das neuronale Netzwerk nur wenige Male wiederholt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Wert des Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, der sich unterscheidet von dem Teil entsprechend einer Hintergrundzone des Bildsignals, als Maximum-Wert hergenommen. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wird mit diesem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals normiert, um dadurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zu erzeugen. Die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen werden auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion festgelegt und anschließend korrigiert. Deshalb lassen sich geeignete Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder geeignete Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Bildsignalkomponenten des Bildsignals justieren, die nur der Objektbildzone in dem Strahlungsbild entsprechen. Die so eingestellten Bedingungen sind nicht abträglich beeinflußt durch solche Bildsignalkomponenten des Bildsignals, die der Hintergrundzone des Strahlungsbilds entsprechen.
Ferner ist das ein Strahlungsbild repräsentierende Bildsignal nicht immer gleich. Wenn die Strahlungsdosis schwankt, schwankt auch die Empfindlichkeit, und mit ihr schwanken die Werte der Bildsignaländerung. Insbesondere bei Schwankung der Empfindlichkeit ändern sich auch der Minimum-Wert des Bildsignals und der Maximum-Wert in dem Teil der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals, der sich von dem dem Hintergrundbereich des Strahlungsbilds entsprechenden Teil unterscheidet. Erfindungsgemäß wird die Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in das neuronale Netzwerk eingespeist, so daß der vorbestimmte Wert, der in den Bereich von Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist wird. Die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuronalen Netzwerk abgezogene Information dargestellt wird, werden auf der Grundlage des vorbestimmten Werts korrigiert, welcher in den Bereich von Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt. Deshalb lassen sich schließlich angemessene Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder angemessene Bildverarbeitungsbedingungen erzielen, die nicht beeinflußt sind durch die Empfindlichkeit des Strahlungsbildes.
Außerdem werden erfindungsgemäß die Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion oder sowohl die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion als auch die Hilfsinformation, die Besonderheiten des Strahlungsbilds wiedergibt, so zum Beispiel Information über den Patienten und den Aufnahmemodus des Strahlungsbilds, in das neuronale Netzwerk eingespeist. Die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen werden von dem neuronalen Netzwerk auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion oder auf der Grundlage sowohl der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion als auch der Hilfsinformation ermittelt und dann auf der Grundlage des vorbestimmten Werts korrigiert. Durch Verwenden des neuronalen Netzwerks, welches in der Lage ist, allgemeine Beurteilungen vorzunehmen, lassen sich also Nachteile eines Verfahrens beseitigen, welches nur von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals Gebrauch macht (zum Beispiel lassen sich Fehler aufgrund lokaler Analyse eliminieren). Außerdem können die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen effizient und genau justieren, wobei der Lernvorgang von dem neuronalen Netzwerk nur einige wenige Male wiederholt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A und 1B sind anschauliche Darstellungen von Röntgenbildern der rechten und der linken Schulter,
Fig. 2A und 2B sind anschauliche Darstellungen eines Standardmusters bzw. eines umgekehrten Musters,
Fig. 3 ist eine anschauliche Darstellung eines Beispiels für ein neuronales Netzwerk,
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Röntgenbild- Aufzeichnungsvorrichtung,
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Röntgenbild- Auslesevorrichtung und eines Beispiels eines Rechnersystems, in welchem eine eine Ausführungsform der ersten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
Fig. 6A und 6B sind anschauliche Darstellungen von Röntgenbildern des Schultergelenks,
Fig. 7A und 7B sind graphische Darstellungen von Mustern von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen von Bildsignalen, die die in den Fig. 6A und 6B gezeigten Röntgenbilder repräsentieren,
Fig. 8, 9 und 10 sind Blockdiagramme, welche Systeme zum Durchführen verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen,
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 13A und 13B sind anschauliche Ansichten von Beispielen für Röntgenstrahlen, die auf anregbaren Leuchtstoffblättern gespeichert sind,
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, welches zeigt, wie die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen justiert werden,
Fig. 15 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Vorab-Auslese-Bildsignals,
Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlungsbild-Auslesevorrichtung zeigt,
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild gemäß der Erfindung,
Fig. 18A und 18B sind anschauliche Ansichten, die zwei Bilder zeigen, in denen die Positionen von Mittelpunkten der Muster eines Objekts gegeneinander verschoben sind,
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, welches eine andere Ausführungsform des Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild gemäß der Erfindung zeigen,
Fig. 20 ist eine graphische Darstellung von Beispielen für Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen von Bildsignalen, die von anregbaren Leuchtstoffblättern erfaßt wurden,
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild,
Fig. 22 ist eine anschauliche Ansicht einer normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Vorab-Auslese-Bildsignals und eines Beispiels für ein neuronales Netzwerk,
Fig. 23 ist eine graphische Darstellung weiterer Beispiele von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen von Bildsignalen, die von anregbaren Leuchtstoffblättern erfaßt wurden,
Fig. 24 ist eine anschauliche Ansicht eines Beispiels für ein Röntgenbild, eines Vorab-Auslese-Bildsignals, welches ein Röntgenbild repräsentiert, und differenzierter Werte des Vorab-Auslese-Bildsignals,
Fig. 25 ist eine anschauliche graphische Darstellung, aus der hervorgeht, wie gerade Linien, die Konturpunkte eines Strahlungsfeldes verbinden, nachgewiesen werden,
Fig. 26 ist eine anschauliche Ansicht, die zeigt, wie eine Zone extrahiert wird, die von geraden Linien umgeben ist, die Konturpunkte eines Strahlungsfeldes miteinander verbinden,
Fig. 27 ist eine anschauliche Darstellung, die einige der Bildelemente in einem Röntgenbild veranschaulicht, die sich in einem Strahlungsfeld befinden,
Fig. 28 ist ein Blockdiagramm, welches den Hauptteil einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlungsbild-Analysevorrichtung zeigt,
Fig. 29A, 29B und 29C sind anschauliche Ansichten, die zeigen, wie isolierte Punkte durch einen Figurenverschmelzungsprozeß eliminiert werden,
Fig. 30A, 30B und 30C sind anschauliche Ansichten, die zeigen, wie fehlende Punkte durch eine Figurenverschmelzungsprozeß behoben werden,
Fig. 31 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels dafür, wie ein Binär- Bildprozeß bezüglich eines binären Mustersignals durchgeführt wird, wobei das Mustersignal aus einem neuronalen Netzwerk kommt und repräsentativ ist für die Form und die Lage eines Strahlungsfeldes, und
Fig. 32 ist ein Blockdiagramm, welches ein weiteres Beispiel dafür zeigt, wie ein Binär-Bildprozeß bezüglich eines binären Bildmusters durchgeführt wird, welches aus einem neuronalen Netzwerk ausgegeben wird und repräsentativ ist für die Form und die Lage eines Strahlungsfeldes.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerer Einzelheit unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Bei den unten beschriebenen Ausführungsformen ist ein Röntgenbild der Schulter eines menschlichen Körpers auf einem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeichert.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Röntgenbild- Aufzeichnungsvorrichtung zeigt.
Gemäß Fig. 4 werden von einer Röntgenstrahlquelle 2 einer Röntgenbild- Aufzeichnungsapparatur 1 Röntgenstrahlen 3 erzeugt, und damit wird die Schulter 4a eines menschlichen Körpers 4 bestrahlt. Röntgenstrahlen 3a, die den menschlichen Körper 4 durchlaufen haben, treffen auf ein anregbares Leuchtstoffblatt 11. Auf diese Weise wird ein Röntgenbild der Schulter 4a des menschlichen Körpers 4 auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt 11 gespeichert.
Fig. 1A und 1B sind anschauliche Darstellungen, die Beispiele von auf den anregbaren Leuchtstoffblättern gespeicherten Röntgenbildern der Schultern zeigen.
Fig. 1A und 1B zeigen die Röntgenbilder der rechten und der linken Schulter. Jedes der Röntgenbilder enthält eine Objektbildzone 5, in der das Muster des menschlichen Körpers gespeichert ist, und eine Hintergrundzone 6, in der die Röntgenstrahlen direkt aufgetroffen sind, ohne durch das Objekt 4 hindurchzugehen.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Röntgenbild- Lesevorrichtung und eines Beispiels eines Computersystems, in dem eine Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform wird als Beispiel ein anregbares Leuchtstoffblatt eingesetzt, und es wird ein Vorab-Auslesen durchgeführt.
Das anregbare Leuchtstoffblatt 11, auf dem das Röntgenbild gespeichert wurde, wird an eine vorbestimmte Stelle innerhalb einer Vorab- Ausleseeinrichtung 100 gegeben, die ein Vorab-Auslesen durch Abtasten des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 mit einem Lichtstrahl geringen Energiepegels durchführt, um dadurch nur einen Teil der Energie aus dem anregbaren Leuchtstoffblatt 11 freizusetzen, wobei diese Energie während der Strahlungsexposition gespeichert worden war. Das anregbare Leuchtstoffblatt 11 wird von einer Blattfördereinrichtung 13, gebildet durch einen Endlosriemen oder dergleichen, und angetrieben durch einen Motor 12, in einer Nebenabtastrichtung transportiert, die durch den Pfeil Y angedeutet ist. Ein Laserstrahl 15, der einen niedrigen Energiepegel aufweist, wird von einer Laserstrahlquelle 14 erzeugt und durch einen sich drehenden Polygonspiegel 16, der von einem Motor 23 in Pfeilrichtung sehr schnell gedreht wird, reflektiert und abgelenkt. Der Laserstrahl 15 läuft dann durch eine Sammellinse 17, die durch eine fθ-Linse oder dergleichen gebildet wird. Die Richtung des optischen Wegs des Laserstrahls 15 wird von einem Spiegel 18 anschließend geändert, und der Laserstrahl 15 triff auf das anregbare Leuchtstoffblatt 15 auf und tastet es in einer durch den Pfeil X angedeuteten Hauptabtastrichtung ab, wobei diese Richtung annähernd senkrecht auf der durch den Pfeil Y angegebenen Nebenabtastrichtung steht. Wenn das anregbare Leuchtstoffblatt 11 mit dem Laserstrahl 15 belichtet wird, emittiert der belichtete Teil des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 Licht 19 in einer Menge proportional zur Energiemenge, die dort während der Strahlungsexposition gespeichert wurde. Das emittierte Licht 19 wird von einem Lichtleitelement 20 geführt und von einem Photoelektronenvervielfacher 21 photoelektrisch erfaßt. Das Lichtleitelement 20 besteht aus einem Lichtleitmaterial wie zum Beispiel einer Acrylplatte, und es besitzt eine geradlinige Lichteintrittsfläche 20a, die derart angeordnet ist, daß sie sich entlang der Hauptabtastlinie auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt 11 erstreckt, und eine ringförmige Lichtaustrittsfläche 20b, die derart gelegen ist, daß sie sich in enger Berührung mit der Lichtaufnahmefläche des Photoelektronenvervielfachers 21 befindet. Das emittierte Licht 19, welches in das Lichtleitelement 20 über dessen Lichteintrittsfläche 20a eingetreten ist, wird durch wiederholte Totalreflexion im Inneren des Lichtleitelements 20 geführt und tritt über die Lichtaustrittsfläche 20b aus, um von dem Photoelektronenvervielfacher 21 aufgenommen zu werden. Auf diese Weise wird die Menge des emittierten Lichts 19, die repräsentativ für das Röntgenbild ist, von dem Photoelektronenvervielfacher 21 in ein elektrisches Signal umgesetzt.
Das Analog-Ausgangssignal S, welches von dem Photoelektronenvervielfacher 21 erzeugt wird, wird von einem logarithmischen Verstärker 26 logarithmisch verstärkt und wird von einem A/D-Wandler 27 in ein Vorab- Auslese-Bildsignal SP umgesetzt. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP nimmt einen Wert an, der proportional ist zu dem logarithmischen Wert der Menge des Lichts 19, welches von jedem der Bildelemente des in den anregbaren Leuchtstoffblatt 11 gespeicherten Röntgenbilds emittiert wurde.
Bei dem Vorab-Auslesen werden Auslesebedingungen, das heißt die an den Photoelektronenvervielfacher 21 angelegte Spannung und der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26, in der Weise eingestellt, daß die Bildinformation auch dann exakt erfaßt werden kann, wenn die in den anregbaren Leuchtstoffblatt 11 während dessen Strahlungsexposition gespeicherte Energiemenge in einem großen Bereich schwankt.
Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP, das in der oben erläuterten Weise gewonnen wurde, wird in ein Computersystem 40 eingegeben. Das Computersystem 40 ist mit einer Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet. Das Computersystem 40 enthält einen Hauptkörper 41, in welchem eine CPU und ein interner Speicher vorhanden sind, eine Plattenlaufwerkeinheit 42, die eine als Hilfsspeicher fungierende Floppy- Disk betreibt, eine Tastatur 43, über die benötigte Befehle und dergleichen in das Computersystem 40 eingegeben werden, und eine Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung 44, die benötigte Information anzeigt.
In dem Computersystem 40 werden die Auslesebedingungen für das End- Auslesen, das heißt die Empfindlichkeit und der Kontrast beim End- Auslesen, in der nachfolgend erläuterten Weise festgelegt. Beispielsweise werden die an einen Photoelektronenvervielfacher 21' angelegte Spannung und der Verstärkungsfaktor eines logarithmischen Verstärkers 26' nach Maßgabe von Empfindlichkeit und Kontrast gesteuert.
Der Kontrast entspricht dem Verhältnis der größten emittierten Lichtmenge, die während des End-Auslesens noch exakt in ein Bildsignal umsetzbar ist, zu der kleinsten emittierten Lichtmenge, die beim End-Auslesen noch genau in ein Bildsignal umgesetzt werden kann. Die Empfindlichkeit entspricht dem photoelektrischen Umwandlungsfaktor, der darstellt, bis zu welchem Bildsignalpegel eine vorbestimmte emittierte Lichtmenge umzuwandeln ist.
Ein anregbares Leuchtstoffblatt 11', bei dem das Vorab-Auslesen abgeschlossen wurde, wird an eine vorbestimmte Stelle in der End-Auslese- Einrichtung 100' gebracht und mit einem Laserstrahl 15' abgetastet, der einen höheren Energiepegel besitzt als der Laserstrahl 15, der während des Vorab-Auslesens verwendet wurde. Auf diese Weise wird ein Bildsignal unter denjenigen Auslesebedingungen erfaßt, die auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals festgelegt wurden. Die Konfiguration der End- Auslese-Einrichtung 100' ist nahezu die gleiche wie die der Vorab-Auslese- Einrichtung 100, und deshalb sind die Elemente, die denjenigen der Vorab- Auslese-Einrichtung 100 entsprechen, mit entsprechenden gestrichenen Bezugsziffern in Fig. 5 bezeichnet.
Nachdem das Bildsignal in einen A/D-Wandler 27' digitalisiert wurde, wird das resultierende Bildsignal SQ in das Computersystem 40 eingespeist, welches das Bildsignal SQ einer geeigneten Bildverarbeitung unterzieht. Nach der Bildverarbeitung wird das Bildsignal einer (nicht gezeigten) Wiedergabeapparatur zugeführt, die aus dem Bildsignal ein sichtbares Bild erzeugt.
Im folgenden wird erläutert, wie das Computersystem 40 die Auslesebedingungen für das End-Auslesen auf der Grundlage des Vorab-Auslese- Bildsignals SP einstellt.
Wie in Fig. 1A und iß gezeigt ist, werden während der Aufzeichnung von Röntgenbildern der Schulter häufig Bilder erhalten, die etwa horizontal gewendet sind. In diesen Fällen erfolgt in einer unten zu beschreibenden Weise eine Beurteilung dahingehend, ob das Bild von der rechten Schulter (Fig. 1A) oder der linken Schulter (Figur iß) stammt. Bei dieser Ausführungs form wird das Bild der rechten Schulter gemäß Fig. 1A als Standardmuster in der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung hergenommen.
Fig. 2A und 2B sind anschauliche Darstellungen eines Standardmusters bzw. eines umgekehrten Musters, die durch Information repräsentiert werden, die in dem Computersystem 40 abgespeichert ist.
Das Standardmuster setzt sich zusammen aus einer ersten Zone 7, die durch einen mittleren Pegelwert des Vorab-Auslese-Bildsignals SP entsprechend der Objektbildzone des in Fig. 1A gezeigten Röntgenbildes repräsentiert wird, und einer zweiten Zone 8, die repräsentiert wird durch einen mittleren Pegelwert des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, welches aus der Hintergrundzone 6 des in Fig. 1A dargestellten Röntgenbildes erfaßt wurde. Außerdem setzt sich das umgekehrte Muster zusammen aus einer ersten Zone 7, die repräsentiert wird durch einen mittleren Pegelwert des der Objektbildzone in dem in Fig. 1B gezeigten Röntgenbildes entsprechenden Vorab- Auslese-Bildsignals SP, und einer zweiten Zone 8, die repräsentiert wird durch einen mittleren Pegelwert des aus der Hintergrundzone 6 des in Fig. 1B gezeigten Röntgenbildes erfaßten Vorab-Auslese-Bildsignals SP.
Wenn das Vorab-Auslese-Bildsignal SP in das Computersystem 40 eingespeist ist, erfolgt eine Muster-Gegenüberstellung zwischen dem Vorab- Auslese-Bildsignal SP und sowohl dem Bildsignal SS, das das in Fig. 2A gezeigte Standardmuster repräsentiert, als auch dem Bildsignal SR, welches das in Fig. 2B gezeigte umgekehrte Muster repräsentiert. Auf diese Weise erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob das Vorab-Auslese-Bildsignal SP das Röntgenbild der rechten Schulter oder der linken Schulter darstellt. Bei dieser Ausführungsform erfolgen während der Muster-Gegenüberstellung Berechnungen mit dem Zweck, Quadrate von Differenzen zwischen den Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP und jedem der Bildsignale SS und SR aufzufinden, wobei die Bildsignalkomponenten entsprechende Bildelemente in dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP einerseits und jedem der Bildsignale SS und SR andererseits repräsentieren, das heißt (SS-SP)² und (SR-SP)². Die für die gesamte Fläche des Bildes erhaltenen Quadratwerte werden aufaddiert, und mit Hilfe folgender Formel werden Summen QS und QR errechnet:
Qs = Σ(SS - SP)² ... (1)
QR = Σ(SR - SP)² ... (2)
Es wird festgestellt, daß das durch das Vorab-Auslese-Bildsignal SP repräsentierte Röntgenbild das zu der Summe QS bzw. QR gehörige Bild ist, je nachdem, welche der Summen kleiner ist.
In den Fällen, in denen festgestellt wurde, daß das durch das Vorab- Auslese-Bildsignal SP repräsentierte Bild ein Bild der linken Schulter (Fig. 1B) ist, wird das Vorab-Auslese-Bildsignal SP in der Weise verarbeitet, daß das durch das Vorab-Auslese-Bildsignal SP repräsentierte Bild gewendet wird. Auf diese Weise wird in das unten zu beschreibende neuronale Netzwerk immer ein Bildsignal entsprechend dem Bild der rechten Schulter nach Fig. 1A oder ein Bildsignal entsprechend dem Bild der linken Schulter eingespeist.
In der oben erläuterten Weise wird das Bildsignal in der Weise verarbeitet, daß das verarbeitete Bildsignal das vorbestimmte Standardmuster repräsentiert (das heißt das Muster der rechten Schulter bei dieser Ausführungsform). Das verarbeitete Bildsignal wird anschließend in das neuronale Netzwerk eingespeist. Deshalb läßt sich die Anzahl von Einheiten, die das neuronale Netzwerk bilden, verringern, und die Anforderungen an die Speicherkapazität einer Speichereinrichtung zum Speichern der Wichtungskoeffizienten, die das Maß der Verbindungen zwischen den Einheiten repräsentieren, können gering sein. Außerdem läßt sich das Lernen des neuronalen Netzwerks rasch abschließen.
Fig. 3 ist eine anschauliche Darstellung eines Beispiels des neuronalen Netzwerks, welches mit einer Lernfunktion durch das Rück-Ausbreitungs- Verfahren ausgestattet ist. Wie oben erläutert, bedeutet der Begriff "Lernfunktion durch Rück-Ausbreitungs-Verfahren" hier die Lernalgorith men in einem neuronalen Netzwerk, bei dem die Ausgangsgröße des neuronalen Netzwerks mit einer korrekten Antwort (einem Instruktor-Signal) verglichen wird und das Gewicht der Verbindungen (das heißt das Gewicht der Synapsenverbindungen) sequentiell von der Ausgangsseite zu der Eingangsseite des neuronalen Netzwerks hin korrigiert wird.
Gemäß Fig. 3 enthält das neuronale Netzwerk eine erste Schicht (eine Eingabeschicht), eine zweite Schicht (eine Zwischenschicht) und eine dritte Schicht (eine Ausgabeschicht). Die erste, die zweite und die dritte Schicht setzen sich jeweils zusammen aus n1, n2 bzw. zwei Einheiten. Signale F1, F2, .... Fn1, die in die erste Schicht (die Eingabeschicht) eingespeist werden, sind die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, welches die Bildelemente des Röntgenbildes repräsentieren (das gewendete Bild bei Bildern der linken Schulter). Zwei Ausgangsgrößen y und y , die von der dritten Schicht (der Ausgabeschicht) erhalten werden, sind die Signale, die der Empfindlichkeit und dem Kontrast während des End-Auslesens entsprechen. Eine i-te Einheit einer k-ten Schicht ist mit u bezeichnet die Gesamteingabe in die Einheit u ist mit x bezeichnet, seine gesamte Ausgabe ist mit y bezeichnet. Das Gewicht der Verbindung von der Einheit u zu einer Einheit u ist mit W bezeichnet. Außerdem besitzt jede Einheit u die gleiche charakteristische Funktion, die sich ausdrückt in der Form:
f(x) = 1/ 1- ex ... (3)
Die Eingabe x in jeder Einheit u und deren Ausgabe y drückt sich folgendermaßen aus:
y = f(x ) ... (5)
Die Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 für die Einheiten u mit i = 1, 2, ..., n1, welche die Eingangsschicht bilden, werden in die Einheiten u eingespeist, wobei i = 1, 2, ..., n1, ohne daß sie gewichtet werden. Die n1 Signale F1, F2, ..., Fn1 werden mit den Gewichten der Verbindung W gewichtet, und sie werden zu den abschließenden Ausgängen y und y übertragen. Auf diese Weise werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen erhalten (das heißt für die Empfindlichkeit und den Kontrast).
Im folgenden soll erläutert werden, wie die Gewichte der Verbindung W bestimmt werden. Zunächst sind die Anfangswerte der Gewichte der Verbindung W durch Zufallszahlen gegeben. Der Erreich der Zufallszahlen sollte vorzugsweise derart beschränkt sein, daß auch dann, wenn die Werte der Eingangssignale F1, F2, ..., Fn1 in größtmöglichem Umfang schwanken, die Ausgangsgrößen y und y Werte annehmen können, die in einen vorbestimmten Wertebereich in der Nähe des vorbestimmten Bereichs fallen.
Anschließend werden in der oben erläuterten Weise von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern, die Röntgenbilder der rechten oder der linken Schulter speichern, und für die die geeigneten Auslesebedingungen für das End-Auslesen bekannt sind, Vorab-Auslese-Bildsignale erhalten. Bei Röntgenbildern der linken Schulter werden die Vorab-Auslese-Bildsignale umgekehrt. Auf diese Weise erhält man n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1. Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigten neuronale Netzwerk eingespeist, und es werden die Ausgangsgrößen y der jeweiligen Einheiten u überwacht.
Nach dem Erhalten der Ausgangsgrößen y werden quadratische Abweichungen E1 und E2 zwischen den End-Ausgangssignalen y und y einerseits und den Instruktor-Signalen (der Empfindlichkeit und der Kontrast ), welche die Auslesebedingungen für das End-Auslesen repräsentieren, die sich für das Bild eignen, mit Hilfe folgender Formeln berechnet:
Dann werden die Gewichte der Verbindung W in der Weise korrigiert, daß die quadratischen Abweichungen E1 und E2 so klein wie möglich werden. Das Ausgangssignal y wird im folgenden erläutert. Die nachfolgenden Ausführungen finden auch Anwendung auf das Ausgangssignal y .
Die quadratische Abweichung E1 ist eine Funktion von W . Um also die quadratische Abweichung E1 zu minimieren, werden die Gewichte der Verbindungen W mit folgender Formel korrigiert:
wobei η einen Koeffizienten bezeichnet, der Lernkoeffizient genannt wird. Es gilt die folgende Formel:
Außerdem liefert die Formel (4):
Deshalb ergibt die Formel (9):
Aus der Gleichung (6) erhält man folgende Formel:
Die Formel (11) läßt sich mit Hilfe der Formel (5) umändern zu:
Aus der Formel (3) erhält man folgende Formel:
f'(x) = f(x) (1 - f(x)) ... (13)
Daher:
f'(x ) = Y · (1 - y )... (14)
Einsetzen von k = 2 in die Formel (10) und Einsetzen der Formeln (12) und (14) in die Formel (10) liefert:
Das Einsetzen der Formel (15) in die Formel (8) ergibt:
Die Gewichte der Verbindung W mit i = 1, 2, 3 werden mit Hilfe der Formel (16) korrigiert.
Außerdem gilt die folgende Formel:
Einsetzen der Formeln (4) und (5) in die Formel (17) liefert:
Die Formel (13) liefert:
f'(x ) = y · (1 - y ) (19)
Das Einsetzen der Formeln (12), (14) und (19) in die Formel (18) liefert:
Das Wählen von k = 1 in der Formel (10) und das Einsetzen der Formel (20) in die Formel (10) liefert:
Einsetzen der Formel (21) in die Formel (8) und Setzen von k = 1 ergibt:
Die Werte der Gewichte der Verbindung W mit i = 1, 2, ..., n1, die mit der Formel (16) korrigiert wurden, werden in die Formel (22) eingesetzt. Auf diese Weise werden die Gewichte der Verbindung W mit i = 1, 2, ..., n1 und j = 1, 2, ..., n2, korrigiert.
Theoretisch können die Gewichte der Verbindung W unter Verwendung der Formeln (16) und (22) zum Konvergieren gegen vorbestimmte Werte gebracht werden, indem ein ausreichend kleiner Lernkoeffizient η verwendet wird und die Lernoperationen sehr häufig durchgeführt werden. Wenn allerdings ein ausreichend kleiner Lernkoeffizient η benutzt wird, wird die Geschwindigkeit, mit der die Lernoperationen verlaufen, gering. Verwendet man einen sehr großen Lernkoeffizienten η, kommt es bei den Lernoperationen zum "Schwingen" (das heißt: die Gewichte der Verbindung konvergieren nicht gegen vorbestimmte Werte). Das Schwingen wird daher unter Verwendung eines Trägheits-Terms, ausgedrückt durch die Formel (23), in den Berechnungen für die Korrekturwerte der Gewichte der Verbindung unterbunden, und der Lernkoeffizient η wird auf einen einigermaßen großen Wert eingestellt.
wobei α den als Trägheits-Term angesprochenen Koeffizienten und ΔW (t) den Korrekturwert bezeichnet, der während der t-ten Lernoperation verwendet wird, und den man erhält, indem man das Gewicht der Verbindung W , das nicht korrigiert wurde, von einem Gewicht der Verbindung W , welches korrigiert wurde, subtrahiert. (Ein derartiger Trägheits-Term ist zum Beispiel beschrieben in "Learning internal representations by error propagation In Parallel Distributed Processing" von D.E. Rumelhart, G.E. Hinton und P.J. Williams, Band 1, J.L. McClell und D.E. Rumelhart, The PDP Research Group, MIT Press, 1986b).
Um ein Beispiel anzugeben, wird der Trägheits-Term α auf 0,9 eingestellt, der Lernkoeffizient η wird auf 0,25 eingestellt, und es werden für jedes der Gewichte für die Korrektur, W 200.000 Korrekturen (Lernoperationen) durchgeführt. Anschließend wird jedes der Korrekturgewichte W auf einen Endwert fixiert. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren die Ausgangsgrößen y und y die geeignete Empfindlichkeit bzw. den geeigneten Kontrast während des End-Auslesens.
Nach Abschluß der Lernoperationen wird daher, um geeignete Auslesebedingungen für das End-Auslesen zu erhalten, ein Vorab-Auslese-Bildsignal SP, welches ein Röntgenbild repräsentiert, in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die von dem neuronalen Netzwerk erhaltenen Ausgangsgrößen y und y werden als Signale verwendet, die die Auslesebedingungen (das heißt die Empfindlichkeit und den Kontrast) für das End- Auslesen darstellen, welche für das Röntgenbild geeignet sind. Weil die Lernoperationen in der oben erläuterten Weise durchgeführt wurden, repräsentieren die Signale akkurat die geeigneten Auslesebedingungen für das End-Auslesen.
Die Anzahl von Schichten des neuronalen Netzwerks ist nicht auf drei beschränkt. Auch gibt es keine Beschränkung bezüglich der Anzahl von Einheiten in jeder Schicht. Die Anzahl der Einheiten in jeder Schicht läßt sich nach Maßgabe der Anzahl von Bildelementen bestimmen, die repräsentiert werden durch das Vorab-Auslese-Bildsignal, das in das neuronale Netzwerk eingespeist wird, nach Maßgabe der Genauigkeit, mit der die Auslesebedingungen für das End-Auslesen erhalten werden sollen, oder dergleichen.
Die an den Photoelektronenvervielfacher 21' der End-Auslese-Einrichtung 100' angelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26' und dergleichen Werte werden nach Maßgabe der Auslesebedingungen für das End-Auslesen gesteuert, die von dem neuronalen Netzwerk eingestellt wurden. Das End-Auslesen erfolgt unter den gesteuerten Bedingungen.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform erfolgt, bevor das Vorab- Auslese-Bildsignal SP, repräsentativ für ein Röntgenbild der Schulter, in das neuronale Netzwerk eingespeist wird, eine Muster-Gegenüberstellung bezüglich der in den Fig. 2A und 2B dargestellten Muster. Hierdurch erfolgt eine Beurteilung dahingehend, ob das durch das Vorab-Auslese- Bildsignal SP repräsentierte Röntgenbild das Standardbild ist (das heißt das Bild der rechten Schulter), oder ob es das gewendete Bild ist (das heißt das Bild der linken Schulter). In solchen Fällen, in denen das durch das Vorab- Auslese-Bildsignal SP repräsentierte Röntgenbild das gewendete oder umgekehrte Bild ist (das heißt das Bild der linken Schulter), wird das Vorab- Auslese-Bildsignal SP in der Weise verarbeitet, daß das verarbeitete Bildsignal das Standardbild repräsentiert (das heißt das Bild der rechten Schulter). Die erste erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht auf die Verarbeitung von Bildern der Schulter beschränkt. Beispielsweise ist die erste erfindungsgemäße Vorrichtung auch anwendbar, wenn Bilder der rechten und der linken Hand, Bilder der rechten und der linken Seite des Kopfs oder des Abdomens und dergleichen verarbeitet werden.
Außerdem ist die erste erfindungsgemäße Vorrichtung nicht beschränkt auf die Verarbeitung von in horizontaler Richtung gewendeten Bildern. Beispielsweise ist die erste erfindungsgemäße Vorrichtung auch anwendbar, wenn ein Bild in eine normale Orientierung gedreht werden soll, also in solchen Fällen, in denen eine Signalverarbeitung eines geneigten Bilds aufgrund einer schrägen Lage des anregbaren Leuchtstoffblatts während der Bildaufzeichnung repräsentiert, oder wenn ein Bildsignal ein seitlich geneigtes Bild oder ein gekipptes Bild repräsentiert, bedingt durch eine nicht korrekte Einstellung des anregbaren Leuchtstoffblatts während der Bildle seoperation. Die erste erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch anwendbar, wenn Bilder unterschiedlicher Vergrößerungs- (oder Verkleinerungs-)Maßstäbe zu korrigieren sind, die beispielsweise durch eine direkte Bildaufzeichnung oder durch Fluorgraphie erhalten wurden. Außerdem ist die erste erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar, wenn Lagereinstellungen zu erfolgen haben, durch die eine Objektbildzone in den Mittelbereich eines Bildes gebracht wird, was dann der Fall ist, wenn das Objektbildmuster im Umfangsbereich des Bildes aufgezeichnet wurde. Außerdem ist die erste erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar, wenn eine Kombination der zuvor erwähnten Prozesse durchzuführen ist.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform sind die Vorab-Auslese- Einrichtung 100 und die End-Auslese-Einrichtung 100' voneinander getrennt. Aufgrund der nahezu identischen Ausgestaltung der Vorab-Auslese- Einrichtung 100 und der End-Auslese-Einrichtung 100' kann man eine einzige Ausleseeinrichtung dazu benutzen, sowohl das Vorab-Auslesen als auch das End-Auslesen zu bewerkstelligen. In diesem Fall kann das anregbare Leuchtstoffblatt 11 nach dem Durchführen des Vorab-Auslesens zurückbewegt werden in die Position, in der das Auslesen des Bildes beginnt. Dann kann das End-Auslesen erfolgen.
In solchen Fällen, in denen eine einzige Ausleseeinrichtung dazu benutzt wird, sowohl das Vorab-Auslesen, als auch das End-Auslesen durchzuführen, muß man die Intensität des für das Vorab-Auslesen verwendeten Lichtstrahls beim End-Auslesen ändern. Zu diesem Zweck kann man Gebrauch von verschiedenen Verfahren machen, die oben angegeben wurden, beispielsweise kann eine Laserstrahlquelle oder dergleichen die Intensität des Lichtstrahls ändern.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen von dem Computersystem 40 eingestellt. Alternativ können vorbestimmte Auslesebedingungen dann benutzt werden, wenn das End-Auslesen durchgeführt wird, unabhängig von den Besonderheiten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese- Bildsignals SP kann das Computersystem 40 diejenigen Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ Anwendung finden. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel wird angewendet bei einer Strahlungsbildauslesevorrichtung, bei der das Vorab-Auslesen durchgeführt wird. Allerdings ist die erste erfindungsgemäße Vorrichtung auch anwendbar bei Strahlungsbild-Lesevorrichtungen, bei denen kein Vorab-Auslesen erfolgt, sondern lediglich die oben erläuterten Operationen des End-Auslesens stattfinden. In diesen Fällen wird ein Bildsignal unter Verwendung vorbestimmter Auslesebedingungen gewonnen. Basierend auf dem Bildsignal werden Bildverarbeitungsbedingungen von dem Computersystem 40 berechnet. Das Bildsignal wird unter den berechneten Bildverarbeitungsbedingungen verarbeitet.
Im folgenden wird eine Ausführungsform zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild gemäß der Erfindung erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird ein anregbares Leuchtstoffblatt verwendet, und es wird ein Röntgenbild verarbeitet, welches ein Muster eines Schultergelenks eines menschlichen Körpers als interessierende Zone enthält.
Eine Ausführungsform des ersten Verfahrens, das heißt eines Verfahrens zum Einstellen oder Justieren von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein anregbares Leuchtstoffblatt verwendet, und es wird ein Röntgenbild mit einem Muster des Schultergelenks eines menschlichen Körpers als interessierende Zone verarbeitet.
Fig. 6A und 6B sind anschauliche Darstellungen von Röntgenbildern des Schultergelenks, wobei die Bilder auf anregbaren Leuchtstoffblättern 11 in der oben erläuterten Weise mit Hilfe der Röntgenbildaufzeichnungsvorrichtung gespeichert wurden.
Bei dieser Ausführungsform werden in dem in Fig. 5 gezeigten Rechnersystem die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP in der oben erläuterten Weise eingestellt.
Unter Einsatz der in Fig. 5 gezeigten Röntgenbild-Ausleseeinrichtung werden Vorab-Auslese-Bildsignale in der oben beschriebenen Weise von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern gewonnen, die Röntgenbilder speichern, die in den Fig. 6A und 6B gezeigte Schultergelenkmuster 9 aufweisen, für die die passenden Auslesebedingungen für das End-Auslesen bekannt sind. Auf diese Weise erhält man eine Anzahl n1 von Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1. Bei dieser Ausführungsform wird unter den geeigneten Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen ein Bildsignal erhalten, welches ein Röntgenbild in der Weise repräsentiert, daß das Muster des Schultergelenks 9 eine geeignete Bilddichte aufweist.
Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist, und in der oben beschriebenen Weise werden Lernoperationen des neuronalen Netzwerks ausgeführt. Zu der Zeit, zu der die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren die zwei Ausgangsgrößen y und y die geeignete Empfindlichkeit und den passenden Kontrast für das endgültige Auslesen (das heißt in der Weise, daß das Muster des Schultergelenks 9 eine geeignete Bilddichte in einem reproduzierten Röntgenbild aufweisen kann).
Damit also nach Abschluß der Lernoperationen die passenden Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen erhalten werden, wird ein Vorab- Auslese-Bildsignal SP des Röntgenbildes in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die Ausgangsgrößen y und y von dem neuronalen Netzwerk werden benutzt als Signale, die repräsentativ sind für die Auslesebedingungen (das heißt für Empfindlichkeit und Kontrast) beim endgültigen Auslesen, die für das Röntgenbild passend sind. Da die Lernoperationen in der oben beschriebenen Weise ausgeführt wurden, repräsentieren die Signale exakt die korrekten Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen.
Die an den Photoelektronenvervielfacher 21' der End-Auslese-Einrichtung 100' angelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26' und dergleichen werden gesteuert nach Maßgabe der Auslesebedingungen für das End-Auslesen, die von dem neuronalen Netzwerk einjustiert wurden. Das endgültige Auslesen geschieht unter diesen gesteuerten Bedingungen.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen von dem Computersystem 40 eingestellt. Alternativ können vorbestimmte Auslesebedingungen herangezogen werden, wenn der endgültige Auslesevorgang stattfindet, ungeachtet der Kennwerte des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese- Bildsignals SP kann das Computersystem 40 die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Durchführung der Bildverarbeitung bezüglich des Bildsignals SQ herangezogen werden. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen justieren.
Wie in Fig. 8 dargestellt ist, wird bei einer Ausführungsform des zweiten Verfahrens gemäß der Erfindung das Vorab-Auslese-Bildsignal SP, welches in der Vorab-Ausleseeinrichtung 100 erhalten wird, in ein neuronales Netzwerk eingespeist, welches durch ein Computersystem 200 gebildet wird. Es wird ein Bildmuster in der vorbestimmten interessierenden Zone bestimmt, und das Vorab-Auslese-Bildsignal SP' wird abgetastet, wobei dieses Signal nur das Bildmuster repräsentiert, welches der interessierenden Zone entspricht. Das abgetastete Vorab-Auslese-Bildsignal SP' wird in eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 201 eingespeist, die die Auslesebedingungen für das End-Auslesen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese- Bildsignals SP justiert. In derartigen Fällen werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen nur für dasjenige Bildmuster eingestellt, welches der interessierenden Zone entspricht. Deshalb sind die auf diese Weise justierten Auslesebedingungen für das End-Auslesen stets optimal für das der interessierenden Zone entsprechende Bildmuster.
Dann wird Information C über die Auslesebedingungen beim End-Auslesen in die End-Auslese-Einrichtung 100' eingespeist, und die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen werden nach Maßgabe dieser Information C justiert. Auf diese Weise läßt sich ein reproduziertes sichtbares Bild gewinnen, in welchem das der interessierenden Zone entsprechende Bildmuster eine angemessene Bilddichte aufweist.
Methoden zum Analysieren von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen sind detailliert beispielsweise in den japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. 60(1985)-185944 und 61(1986)-280163 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform können solche bekannten Methoden zum Analysieren von Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen verwendet werden.
In solchen Fällen, in denen das Bildmuster entsprechend einer vorgegebenen interessierenden Zone mit Hilfe des neuronalen Netzwerks ermittelt wird, können passende Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion justiert werden.
Anstatt der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 201 kann ein neuronales Netzwerk benutzt werden, um die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen zu justieren.
Die oben erläuterten Ausführungsformen des ersten und des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens werden angewendet auf das Strahlungsbild- Ausleseverfahren, bei dem das Vorab-Auslesen durchgeführt wird. Allerdings sind das erste und das zweite Verfahren gemäß der Erfindung auch anwendbar auf Strahlungsbild-Ausleseverfahren, bei denen kein vorläufiges Auslesen durchgeführt wird, sondern nur die oben erläuterten Operationen für das endgültige Auslesen durchgeführt werden. Fig. 9 zeigt eine derartige Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Bildsignal SQ unter Verwendung vorbestimmter Auslesebedingungen in der End-Auslese-Einrichtung 100' gewonnen. Basierend auf dem Bildsignal SQ werden passende Bildverarbeitungsbedingungen von dem ein neuronales Netzwerk bildenden Computer- System 210 berechnet. Außerdem werden in solchen Fällen die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks ausgeführt, indem Strahlungsbilder verwendet werden, die Bildmuster einer spezifischen interessierenden Zone aufweisen. Auf diese Weise können die Bildverarbeitungsbedingungen erhalten werden, die optimal sind für das Bildmuster der interessierenden Zone.
In eine Bildverarbeitungseinheit 211 wird Information D über die optimalen Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise justiert wurden, eingespeist. In der Bildverarbeitungseinheit 211 wird eine Bildverarbeitung, beispielsweise eine Gradationsverarbeitung, bezüglich des Bildsignals SQ unter den optimalen Bildverarbeitungsbedingungen durchgeführt.
Ferner kann gemäß Fig. 10 das von der End-Auslese-Einrichtung 100' gewonnene Bildsignal SQ in ein durch ein Computersystem 220 gebildetes neuronales Netzwerk eingespeist werden. Es wird ein Bildmuster der vorgegebenen interessierenden Zone ermittelt, und es wird das Bildsignal SQ' abgetastet, welches nur das Bildmuster entsprechend der interessierenden Zone repräsentiert. Das abgetastete Bildsignal SQ' wird in eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 221 eingespeist, die die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundtage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals SQ' justiert. In diesen Fällen werden die Bildverarbeitungsbedingungen nur für das Bildmuster eingestellt, welches der interessierenden Zone entspricht. Des halb sind die so eingestellten Bildverarbeitungsbedingungen stets optimal für das der interessierenden Zone entsprechende Bildmuster.
Information E über die Bildverarbeitungsbedingungen wird dann in die Bildverarbeitungseinheit 211 eingespeist, und nach Maßgabe der Information E werden die Bildverarbeitungsbedingungen eingestellt. Auf diese Weise läßt sich ein reproduziertes sichtbares Bild gewinnen, in welchem das der interessierenden Zone entsprechende Bildmuster eine angemessene Bilddichte aufweist.
In diesen Fällen kann auch anstelle der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analyseeinrichtung 221 ein neuronales Netzwerk verwendet werden, um die Bildverarbeitungsbedingungen zu justieren.
Eine Ausführungsform der dritten Vorrichtung, das heißt der Vorrichtung zum Justieren von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird ein anregbares Leuchtstoffblatt verwendet, und als interessierende Zone wird ein Röntgenbild verarbeitet, welches ein Muster des Schultergelenks eines menschlichen Körpers aufweist.
Diese Ausführungsform ist inkorporiert in das in Fig. 5 dargestellte Computersystem 40.
Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird durch Lesen des in Fig. 6A oder 6B dargestellten Röntgenbildes in der in Fig. 5 gezeigten Röntgenbild- Auslesevorrichtung gelesen, wie es oben beschrieben wurde. Das Vorab- Auslese-Bildsignal SP wird in das Computersystem 40 eingegeben.
In dem Computersystem 40 wird anhand des Vorab-Auslese-Bildsignals SP ein Unterteilungsmuster sowie die Form und die Lage eines Strahlungsfeldes ermittelt. Im Anschluß daran wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP erzeugt. Die Auslesebedingungen für ds endgültige Auslesen, das heißt die Empfindlichkeit Sk und der Belichtungsumfang Gp während des endgültigen Auslesens, werden von einem neuralen Netzwerk auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion bestimmt. Beispielsweise werden die an einen Photoelektronenvervielfacher 21' angelegte Spannung und der Verstärkungsfaktor eines logarithmischen Verstärkers 26' nach Maßgabe der Empfindlichkeit Sk und des Belichtungsumfangs Gp gesteuert.
In dem Computersystem 40 werden die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen vorläufig bestimmt auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Außerdem werden die Bedingungen, die vorläufig festgelegt wurden, von einem neuronalen Netzwerk korrigiert. Auf diese Weise erfolgt eine endgültige Einstellung der Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen.
Fig. 11 zeigt diese von dem Computersystem 40 ausgeführten Prozesse.
Speziell ist gemäß Fig. 11 die Ausführungsform der dritten Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analyseeinrichtung 51 ausgestattet, die ein Bildsignal 50 empfängt, vorläufig die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals 50 festlegt und Information ausgibt, die repräsentativ ist für vorläufig bestimmte Bedingungen. Diese Ausführungsform besitzt außerdem ein neuronales Netzwerk 52, welches das Bildsignal 50 empfängt, Korrekturwerte ΔSmax und ΔSmin ermittelt, die zum Korrigieren der Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen zu verwenden sind, das heißt zum Korrigieren von Smax und Smin, die von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 51 vorläufig festgelegt wurden, und Information ausgibt, welche die Korrekturwerte darstellt. Diese Ausführungsform ist außerdem ausgestattet mit einer Addiereinrichtung 53, welche die Korrekturwerte ΔSmax und ΔSmin, die von dem neuronalen Netzwerk 52 fest gelegt wurden, auf die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen, Smax und Smin, die von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analyseeinrichtung 51 vorläufig festgelegt wurden, addiert und Information ausgibt, die repräsentativ ist für die Auslesebedingungen beim endgültigen Auslesen, nämlich Smax' und Smin' (Smax' = Smax + ΔSmax; Smin' = Smin + ΔSmin). Die Bedingungen werden von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 51 vorläufig festgelegt und von dem neuronalen Netzwerk korrigiert. Auf diese Weise werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen abschließend eingestellt.
Bei der obigen Ausführungsform der dritten Vorrichtung gemäß der Erfindung werden Smax' und Smin' entsprechend dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des Bildsignals als Auslesebedingungen beim endgültigen Auslesen verwendet. Alternativ können auch andere Werte, die der Empfindlichkeit und dem Skalenfaktor entsprechen, als die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen verwendet werden.
Eine Ausführungsform der fünften Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben. Diese Ausführungsform ist in das in Fig. 5 gezeigte Computersystem 40 inkorporiert. Im folgenden soll beschrieben werden, wie das Vorab-Auslese-Bildsignal SP in dem Computersystem 40 verarbeitet wird.
Bei dieser Ausführungsform werden in dem Computersystem 40 die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen vorläufig auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP ermittelt. Außerdem werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von einem neuronalen Netzwerk auf der Grundlage der vorläufig festgelegten Bedingungen und des Vorab-Auslese-Bildsignals SP endgültig eingestellt.
Fig. 12 zeigt diese von dem Rechnersystem 40 ausgeführten Prozesse.
Gemäß Fig. 12 ist insbesondere die Ausführungsform der fünften Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analyseeinrichtung 61 ausgestattet, die ein Bildsignal 60 empfängt, vorläufig die Auslesebedingungen für das End-Auslesen auf der Grundtage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals 60 festlegt und Information über die vorläufig festgelegten Bedingungen ausgibt. Diese Ausführungsform ist auch mit einem neuralen Netzwerk 62 ausgestattet, das das Bildsignal 60 und die Auslesebedingungen für das End-Auslesen, Sk' und Gp', die vorläufig von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 61 ermittelt wurden, empfängt und Information über die Auslesebedingungen für das End-Auslesen Sk und Gp mit deren endgültiger Einstellung ausgibt. Die Bedingungen werden vorläufig von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung 61 ermittelt, und die Auslesebedingungen für das End-Auslesen werden endgültig von dem neuralen Netzwerk 62 auf der Grundlage des Bildsignals 60 und der vorläufig ermittelten Bedingungen Sk' und Gp' eingestellt.
Bei dieser Ausführungsform der fünften Vorrichtung gemäß der Erfindung werden Sk und Gp entsprechend der Empfindlichkeit und dem Kontrast des Bildsignals als die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen verwendet. Alternativ können andere Werte, die der Empfindlichkeit und dem Skalenfaktor entsprechen, als die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen verwendet werden. Zum Beispiel: wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform der dritten Vorrichtung gemäß der Erfindung können die Werte entsprechend dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des Bildsignals als die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen verwendet werden.
Im folgenden soll beschrieben werden, wie das in der obigen Ausführungsform der dritten Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendete neuronale Netzwerk arbeitet.
Bei dieser Ausführungsform werden die in die erste Schicht (die Eingabeschicht) des neuronalen Netzwerks nach Fig. 3 eingespeisten Signale F1, F2, ..., Fn1 gebildet durch die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese- Bildsignals SP, die die Bildelemente des Röntgenbilds repräsentieren. Zwei Ausgangsgrößen y und y , die aus der dritten Schicht (der Ausgabeschicht) entnommen werden, sind die Signale entsprechend den Korrekturwerten, die zum Korrigieren der Ergebnisse der Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion herzunehmen sind.
Durch Verwendung der Röntgenbild-Auslesevorrichtung gemäß Fig. 5 erhält man Vorab-Auslese-Bildsignale in der oben beschriebenen Weise aus einer Mehrzahl von anregbaren Leuchtstoffblättern, die Röntgenbilder mit einem Schultergelenkmuster 9 gemäß Fig. 6A und 6B speichern, für die die passenden Auslesebedingungen zum endgültigen Auslesen bekannt sind. Auf diese Weise erhält man n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1. Bei dieser Ausführungsform wird unter geeigneten Auslesebedingungen für das End- Auslesen möglicherweise ein Bildsignal erhalten, welches ein Röntgenbild in der Weise repräsentiert, daß das Muster des Schultergelenks 9 eine geeignete Bilddichte aufweist. Es werden Ausgangssignale erhalten, die die Korrekturwerte zur Verwendung bei der Korrektur verschiedener Ergebnisse der Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentieren.
Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist, und die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks werden in genau der gleichen Weise durchgeführt, wie sie oben beschrieben wurden. Bei dieser Ausführungsform repräsentieren die Instruktorsignale und die Korrekturwerte ΔSmax und ΔSmin, die für das Bild geeignet sind. Zu der Zeit, zu der die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren zwei Ausgangsgrößen y und y die geeigneten Korrekturwerte, die zum Korrigieren der Empfindlichkeit und des Kontrasts beim endgültigen Auslesen zu verwenden sind (das heißt in der Weise, daß das Muster des Schultergelenks 9 eine geeignete Bilddichte eines reproduzierten Röntgenbildes aufweisen kann). In solchen Fällen, in denen keine Korrektur ausgeführt zu werden braucht, wird ein Korrekturwert von 0 ausgegeben.
Nach Beendigung der Lernoperationen wird also zum Erhalten geeigneter Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen ein Vorab-Auslese- Bildsignal SP des Röntgenbildes in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die Ausgangsgrößen y und y , die von dem neuronalen Netzwerk gewonnen werden, dienen als Signale, die repräsentativ sind für die Korrekturwerte, die beim Korrigieren der Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen zu verwenden sind, wobei letztere Auslesebedingungen vorübergehend auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erhalten wurden. Weil die Lernoperationen in der oben beschriebenen Weise ausgeführt wurden, repräsentieren die Signale die Korrekturwerte zum exakten Korrigieren der Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen.
Die auf diese Weise gewonnenen Korrekturwerte werden auf die Ausgangsgrößen addiert, die sich aus der Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ergeben. Auf diese Weise erhält man optimale Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen.
Die Spannung, die an den Photoelektronenvervielfacher 21' der End- Auslese-Einrichtung 100' angelegt wird, der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26' und ähnliches werden nach Maßgabe der Auslesebedingungen für das End-Auslesen gesteuert, die von dem neuronalen Netzwerk korrigiert wurden. Das endgültige Auslesen erfolgt unter diesen gesteuerten Bedingungen.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel der fünften Vorrichtung gemäß der Erfindung arbeitet das neuronale Netzwerk in der gleichen Weise wie das neuronale Netzwerk, welches bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der dritten Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird. Die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, die die Bildelemente in dem Röntgenbild repräsentieren, und die Bedingungen (die Empfindlichkeit und der Kontrast), die vorläufig anhand der Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt wurden, werden in die erste Schicht (die Eingangsschicht) des neuronalen Netzwerks eingespeist. Zwei Ausgangs größen y und y , die von der dritten Schicht (der Ausgabeschicht) erhalten werden, sind diejenigen Signale, die den endgültigen Auslesebedingungen für das End-Auslesen entsprechen (das heißt für die Empfindlichkeit und für den Kontrast).
Zu der Zeit, zu der die Lernoperationen des bei der Ausführungsform der dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten neuronalen Netzwerks abgeschlossen sind, repräsentieren die beiden Ausgangsgrößen y und y die geeignete Empfindlichkeit und den geeigneten Kontrast während des endgültigen Auslesens (das heißt in der Weise, daß das Muster des Schultergelenks 9 eine geeignete Bilddichte in einem reproduzierten Röntgenbild aufweisen kann):
In der oben beschriebenen Weise werden bei der Ausführungsform der fünften Vorrichtung gemäß der Erfindung die geeigneten Auslesebedingungen für das End-Auslesen von dem neuronalen Netzwerk eingestellt. Die an den Photoelektronenvervielfacher 21' der End-Auslese-Einrichtung 100 angelegten Spannung, der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26' und dergleichen werden gemäß den Auslesebedingungen für das End-Auslesen gesteuert, die von dem neuronalen Netzwerk eingestellt wurden. Das endgültige Auslesen wird unter den gesteuerten Bedingungen durchgeführt.
Bei den obigen Ausführungsformen der dritten und der vierten Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen von dem Computersystem 40 eingestellt. Alternativ können die Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das Bildsignal SQ einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, von dem Computersystem 40 festgelegt werden.
Insbesondere läßt sich bei dem Verfahren zum Einstellen der Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen durch das Computersystem 40, welches mit der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analysiereinrichtung ausgestattet ist, das neurale Netzwerk anwenden, wenn die Bildverarbeitungsbedingungen festzulegen sind. In solchen Fällen können vorbestimmte Auslese bedingungen herangezogen werden, wenn das endgültige Auslesen durchgeführt wird, ungeachtet der Charakteristik des vorläufigen Auslese- Bildsignals SP. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP kann das Computersystem 40 die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Durchführung der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ zu verwenden sind. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen.
Die obigen Ausführungsformen der dritten und der fünften Vorrichtung gemäß der Erfindung werden angewendet bei dem Strahlungsbild- Ausleseverfahren, bei welchem ein Vorab-Auslesen stattfindet. Allerdings läßt sich die dritte und fünfte Vorrichtung gemäß der Erfindung auch anwenden bei Strahlungsbild-Leseverfahren, bei denen keine Vorab- Auslesevorgänge durchgeführt werden, sondern nur die End-Auslese- Vorgänge stattfinden. In solchen Fällen werden als eine Ausführungsform der vierten Vorrichtung gemäß der Erfindung die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals bestimmt, welches mit einem geeigneten Verfahren erfaßt wurde. Die Bildverarbeitungsbedingungen werden anschließend von einem ein neuronales Netzwerk bildenden Computersystem korrigiert. In einer Ausführungsform der sechsten Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eines Bildsignals ermittelt, welches nach einem geeigneten Verfahren erfaßt wurde. Im Anschluß daran justiert ein neuronales Netzwerk auf der Grundlage der so ermittelten Bedingungen und des Bildsignals geeignete Bildverarbeitungsbedingungen.
Bei den Ausführungsformen der vierten und sechsten Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeichertes Bild ausgelesen. Die vierte und die sechste Vorrichtung gemäß der Erfindung sind auch anwendbar, wenn Bildsignale von Bildern erfaßt werden, beispielsweise von medizinischen Bildern, die auf einem konventionellen Röntgenfilm oder dergleichen aufgezeichnet wurden.
Information über die optimalen Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise eingestellt wurden, wird in eine Bildverarbeitungseinheit eingespeist. In der Bildverarbeitungseinheit erfolgt eine Bildverarbeitung, beispielsweise eine Gradationsverarbeitung, mit dem Bildsignal unter den optimalen Bildverarbeitungsbedingungen.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der siebten Vorrichtung beschrieben, das heißt der Strahlungsbild-Auslesevorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 13A und 13B sind anschauliche Ansichten von auf anregbaren Leuchstoffblättern gespeicherten Röntgenbildern.
Die Röntgenbilder nach den Fig. 13A und 13B betreffen die rechte Schulter. Allerdings sind in dem Röntgenbild der Fig. 13A Muster der Wirbelkörper 100 enthalten, und der Flächenbereich eines Lungengebiets 76 ist groß.
Andererseits gibt es in dem Röntgenbild der Fig. 13B keine Muster von Wirbelkörpern 10, und der Bereich des Lungengebiets 76 ist klein. Allgemein gesprochen: Bilder von verschiedenen Abschnitten eines Objekts, beispielsweise des Kopfs, der Brust und des Unterleibs, werden auf anregbaren Leuchtstoffblättern gespeichert.
Diese Ausführungsform ist in der gleichen Weise ausgebildet wie die in Fig. 5 gezeigte. Beispiele für die Belichtungsumfang-Operationseinrichtung und die Empfindlichkeits-Operationseinrichtung der siebten Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in das Computersystem 40 inkorporiert.
Fig. 14 zeigt, wie die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen in dem Computersystem 40 justiert werden.
Wenn in das Computersystem 40 das Vorab-Auslese-Bildsignal SP eingespeichert wird, wird dessen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion analysiert, und es wird der Belichtungsumfang Gp aus den Ergebnissen dieser Analyse ermittelt. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird auch in ein neuronales Netzwerk eingespeist, welches die Empfindlichkeit Sk ermittelt.
Das Computersystem 40 speichert Information über Algorithmen, die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen analysieren und Belichtungsumfänge Gp ermitteln, die nach Maßgabe der Charakteristika eines Bildes schwanken, so zum Beispiel eines Teils des Objekts, von dem das Bild aufzeichnet wurde (zum Beispiel der Kopf, der Hals, die Brust oder der Unterleib), der Orientierung, unter der das Objekt plaziert war, als das Bild von dem Objekt aufgezeichnet wurde (zum Beispiel ein Frontbild, ein Bild von hinten oder ein Seitenbild von links), und dem Mittelwert des Bildsignals (zum Beispiel dem Mittelwert der Energiemenge, die auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeichert ist). Das Computersystem 40 speichert außerdem Information über das neuronale Netzwerk (oder die Koeffizienten, die das Gewicht von Verbindungen der das neuronale Netzwerk bildenden Neuronen repräsentieren), welches die für die Charakteristika des Bildes geeignete Empfindlichkeit Sk bestimmt. Wenn das Vorab-Auslese- Bildsignal SP in das Computersystem eingespeist wird, werden die Information, die die entsprechenden Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analysealgorithmen repräsentieren, und die Information, die das entsprechende neuronale Netzwerk repräsentiert, aus dem Speicher des Computersystems ausgelesen. Der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analysealgorithmus und das neuronale Netzwerk bestimmen den Belichtungsumfang Gp und die Empfindlichkeit Sk als die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen. Die an den Photoelektronenvervielfacher 21' gelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26' und dergleichen werden nach Maßgabe der Empfindlichkeit Sk und des Belichtungsumfangs Gp gesteuert.
Im folgenden wird beschrieben, wie der Algorithmus zum Bestimmen des Belichtungsumfangs Gp durch Analysieren einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion arbeitet.
Fig. 15 zeigt eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese- Bildsignals SP, welches von dem in Fig. 13A oder 13B erfaßten Röntgenbild ermittelt wurde. Näherungsweise erhält man die gleichen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen, wenn die Muster der Wirbelkörper in dem Röntgenbild nach Fig. 13A enthalten sind und dort das Lungengebiet groß ist, und wenn keine Muster der Wirbelkörper in dem Röntgenbild der Fig. 13B enthalten sind und dort die Fläche des Lungegebiets klein ist. Deshalb ist in Fig. 15 nur eine einzige Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion dargestellt.
Gemäß Fig. 15 werden die Werte des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, die beim Erfassen des von einem anregbaren Leuchtstoffblatt beim Vorab- Auslesen emittierten Lichts erhalten wurden, auf der horizontalen Achse, die eine logarithmische Skala aufweist, aufgetragen. Die relative Häufigkeit des Auftretens der Werte des Vorab-Auslese-Bildsignals SP ist auf der vertikalen Achse im oberen Teil des Graphen aufgetragen, und die Werte des Bildsignals, die beim endgültigen Auslesen erhalten wurden, sind auf einer logarithmischen Skala der vertikalen Achse im unteren Teil des Graphen aufgezeichnet. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese- Bildsignals SP setzt sich aus vorspringenden Teilen A und B zusammen. Der vorspringende Teil B entspricht einer Hintergrundzone 6 gemäß Fig. 13A und 13B, auf die die Röntgenstrahlen 3 direkt aufgetroffen sind, ohne durch das Objekt 4 hindurchzugehen. Es ist unnötig, die Bildinformation entsprechend dem vorstehenden Teil B zu reproduzieren. Der vorspringende Teil A entspricht der Objektbildzone, auf die die Röntgenstrahlen 3 aufgetroffen sind, nachdem sie das Objekt 4 passiert haben. Die Zone, die reproduziert werden soll, unterscheidet sich für das Bild nach Fig. 13A und das Bild nach Fig. 13B. Die Zone 78 der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion entspricht der Zone in dem in Fig. 13A gezeigten Bild, welches reproduziert werden muß. Die Zone 79 der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion entspricht der Zone in dem in Fig. 13B gezeigten Bild, die reproduziert werden muß. Damit die Auslesebedingungen (die Empfindlichkeit Sk und der Belichtungsumfang Gp) für das endgültige Auslesen so bestimmt werden, daß sie sich für das in Fig. 13A dargestellte Röntgenbild eignen, soll ten die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen in der Weise bestimmt werden, daß beim endgültigen Auslesen der Minimum-Wert SP1 des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, der in die Zone 78 fällt, nachgewiesen werden kann als der Minimum-Bildsignalwert SQmin, und der Maximum-Wert SP2 des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, der in die Zone 78 fällt, nachgewiesen werden kann als der Maximum-Bildsignalwert SQmax. Insbesondere sollten die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen in der Weise festgelegt werden, daß beim endgültigen Auslesen die Bildinformation, die durch Werte des emittierten Lichtsignals repräsentiert wird, die in den Bereich von SP1 bis SP2 fallen, als ein Bildsignal nachgewiesen wird, welches Werte besitzt, die auf der Geraden G1 liegen. Damit die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen so festgelegt werden, daß sie sich für das in Fig. 13B gezeigte Röntgenbild eignen, sollten die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen in der Weise bestimmt werden, daß beim endgültigen Auslesen die Bildinformation, die repräsentiert wird durch Werte des emittierten Lichtsignals, die in den Bereich des Minimum-Werts bis hin zu dem Maximum-Wert des Vorab-Auslese-Bildsignals SP entsprechend dem vorspringenden Teil 79 fallen, als ein Bildsignal mit Werten nachgewiesen wird, die auf der Geraden G2 liegen. Allerdings läßt sich aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion nicht unterscheiden, ob das Röntgenbild gemäß Fig. 13A oder gemäß Fig. 13B aufgezeichnet wurde. Deshalb läßt sich nicht bestimmen, ob die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen entsprechend der Geraden G1 einzustellen ist, oder ob die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen entsprechend der Geraden G2 einzustellen sind.
Deshalb werden beispielsweise die Werte der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit einem Schwellenwert T verglichen, wobei mit dem Wert der Funktion begonnen wird, der sich bei dem Minimum-Wert SP1 des Vorab- Auslese-Bildsignals SP liegt, und in Richtung zunehmender Bildsignalwerte fortgeschritten wird, das heißt entlang der strichpunktierten Linie. Wenn die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion den Schwellenwert T kreuzt, erfolgt eine Berechnung, um herauszufinden, ob die Funktion steigt oder fällt. Auf diese Weise werden ein erster Anstiegspunkt "a" und ein zweiter abfallender Punkt "b" aufgefunden. Die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen werden dann so eingestellt, daß beim endgültigen Auslesen der Minimum-Wert und der Maximum-Wert des Bereichs D zwischen den Punkten "a" und "b" als der Minimum-Wert SQmin bzw. der Maximum-Wert SQmax des Bildsignals SQ erfaßt werden. Insbesondere werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen so eingestellt, daß bei diesem End- Auslesen die Bildinformation, die durch Werte des emittierten Lichtsignals repräsentiert wird, welche in den Bereich D fallen, nachgewiesen wird als ein Bildsignal mit Werten, die auf der Geraden G3 liegen. In solchen Fällen kommt es zu Problemen wie zum Beispiel dem, daß der Belichtungsumfang groß ist und deshalb ein Bild gewonnen wird, welches eine geringe Dichteauflösung hat. Die Empfindlichkeit Sk entspricht den Stellen auf den Geraden G1, G2 und G3 bezüglich der horizontalen Richtung (die Empfindlichkeit Sk ist für eine Gerade auf der linken Seite hoch). Der Belichtungsumfang Gp entspricht der Neigung der Geraden (der Belichtungsumfang Gp ist schmal, wenn der Neigungswinkel der Geraden groß ist). Wenn die Geraden G1 und G2 miteinander verglichen werden, weicht die Empfindlichkeit Sk (das heißt die Stelle bezüglich der horizontalen Richtung) stark ab, und der Belichtungsumfang Gp (das heißt der Neigungswinkel) ist nahezu der gleiche. Es ist bekannt, daß, wenn die interessierende Zone die gleiche ist, der Belichtungsumfang Gp annähernd gleich groß bleibt, selbst wenn sich das Objekt während der Bildaufzeichnungsoperation verschiebt. Daher wird bei dieser Ausführungsform ein vorbestimmter Anteil (zum Beispiel 1/3) des zwischen den Punkten "a" und "b" eingefaßten Bereichs D, der in der oben erläuterten Weise aufgefunden wurde, als der Belichtungsumfang Gp hergenommen. Die Empfindlichkeit Sk wird von dem in Fig. 3 gezeigten neuronalen Netzwerk ermittelt.
Bei dieser Ausführungsform werden Signale F1, F2, ..., Fn1 in die erste Schicht (die Eingabeschicht) des in Fig. 3 gezeigten neuronalen Netzwerks eingespeist, welche die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese- Bildsignals SP sind, die Bildelemente in dem Röntgenbild repräsentieren, wobei die Bildsignalkomponente ausgedünnt wurden. Die von der dritten Schicht (der Ausgabeschicht) erhaltene Ausgangsgröße y bildet das Signal entsprechend der Empfindlichkeit Sk während des End-Auslesens.
Durch Einsatz der in Fig. 5 gezeigten Röntgenbild-Auslesevorrichtung werden Vorab-Auslese-Bildsignale in der oben beschriebenen Weise von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern, die Röntgenbilder speichern, gewonnen, für welche die passenden Auslesebedingungen (Empfindlichkeit Sk) für das End-Auslesen bekannt sind. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird anschließend ausgedünnt. Auf diese Weise erhält man n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1. Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist, und es werden in der gleichen Weise, wie es oben erläutert wurde, die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform repräsentiert das Instruktorsignal die Empfindlichkeit, die für das Bild geeignet ist. Durch Ausführen der Lernoperationen wird das Gewicht der Verbindung W auf einen endgültigen Wert festgelegt. Nachdem das System, ausgestattet mit der Vorrichtung zum Ermitteln der Auslesebedingungen für das End-Auslesen unter Verwendung des neuronalen Netzwerks beim Benutzer aufgestellt ist, werden hier die Lernoperationen fortgesetzt. Deshalb bedeutet der endgültige Wert den endgültigen Wert im Stadium der ursprünglichen Einleitung der Operation beim Benutzer. Wenn die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentiert die Ausgangsgröße y eine etwa passende Empfindlichkeit Sk für das endgültige Auslesen.
Das neuronale Netzwerk, dessen Lernoperationen abgeschlossen sind, wird in der oben beschriebenen Weise vorbereitet. Durch Verwendung des neuronalen Netzwerks werden verschiedene Werte der Empfindlichkeit Sk für die in den Fig. 13A und 13B dargestellten Röntgenbilder ermittelt. Das endgültige Auslesen erfolgt unter Verwendung der Empfindlichkeit Sk, die von dem neuronalen Netzwerk ermittelt wurde, und des Belichtungsumfangs Gp, der auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt wurde.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analyseeinrichtung und dem neuralen Netzwerk justiert. Alternativ können vorbestimmte Auslesebedingungen verwendet werden, wenn das End- Auslesen durchgeführt wird, ungeachtet der Charakteristik des Vorab- Auslese-Bildsignals SP. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analyseeinrichtung und das neuronale Netzwerk können die Bildverarbeitungsbedingungen zur Verwendung bei der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ einstellen. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Analyseeinrichtung und das neuronale Netzwerk können auch sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen.
Fig. 16 zeigt ein Ausführungsbeispiel der achten Vorrichtung gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein anregbares Leuchtstoffblatt verwendet, es erfolgt jedoch kein vorläufiges Auslesen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Ausleseeinrichtung 100' in der gleichen Weise ausgebildet wie die in Fig. 5 gezeigte End-Ausleseeinrichtung 100'. In Fig. 16 sind ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 5.
Das von dem A/D-Wandler 27' erhaltene Bildsignal SQ wird in ein Computersystem 40' eingespeist. Im Computersystem 40' werden die Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das Bildsignal SQ einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, in der gleichen Weise ermittelt wie bei der obigen Ausführungsform der siebten erfindungsgemäßen Vorrichtung, so daß man ein sichtbares Bild gewinnen kann, welches eine geeignete Dichte und einen geeigneten Kontrast besitzt. Als die Bildverarbeitungsbedingungen werden der Belichtungsumfang von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions- Analysiereinrichtung ermittelt, und die Empfindlichkeit wird von dem neuronalen Netzwerk ermittelt. Das durch die Bildverarbeitung gewonnene Bildsignal wird in eine Bildwiedergabevorrichtung (nicht dargestellt) eingespeist, die eine Hartkopie des Strahlungsbilds aus dem Bildsignal erstellt.
Bei den obigen Ausführungsformen der siebten und der achten Vorrichtung gemäß der Erfindung gelangt ein anregbares Leuchtstoffblatt zum Einsatz. Die siebte und die achte Ausführungsform der Erfindung sind aber auch anwendbar bei anderen Aufzeichnungsträgern, beispielsweise einem Röntgenfilm.
Im folgenden wird eine Ausführungsform des neunten Verfahrens gemäß der Erfindung beschrieben, das ist das Verfahren zum Justieren der Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild.
Fig. 17 zeigt die Ausführungsform des neunten Verfahrens gemäß der Erfindung. Die neunte Vorrichtung zum Durchführen des neunten Verfahrens gemäß der Erfindung besitzt eine Einrichtung 302 zum Ermitteln der Stelle des Mittelpunkts des Musters eines Objekts in einem Strahlungsbild auf der Grundlage eines Bildsignals 301, welches das Strahlungsbild des Objekts repräsentiert. Die neunte Vorrichtung ist außerdem mit einem neuronalen Netzwerk 303 ausgestattet, welches die Ausgangssignale von der Objektmittelposition-Bestimmungseinrichtung 302 und das Bildsignal 301 empfängt und die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen einstellt, indem die Lage des Mittelpunkts des Musters des betrachteten Objekts berücksichtigt wird.
Wenn das Bildsignal 301 in das neuronale Netzwerk 303 eingespeist wird und die Information über die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen aus dem neuronalen Netzwerk abgezogen werden, wird die Information über die Lage des Mittelpunkts des Musters des Objekts in dem Bild in das neuronale Netzwerk 303 eingespeist. Deshalb werden in dem neuronalen Netzwerk 303 die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage des Bildsignals justiert, indem die Lage des Mittelpunkts des Musters des Objekts berücksichtigt wird.
Die Ausführungsform der neunten Vorrichtung ist in das in Fig. 5 gezeigte Computersystem 40 inkorporiert.
In dem Computersystem 40 werden bei Bedarf ein Unterteilungsmuster und die Gestalt und die Stelle eines Strahlungsfeldes aus dem Vorab-Auslese- Bildsignal SP ermittelt. Im Anschluß daran werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen, das heißt die Empfindlichkeit Sk und der Belichtungsumfang Gp während des End-Auslesens durch das neuronale Netzwerk auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP ermittelt. Zum Beispiel wird die an einen Photoelektronenvervielfacher 21' gelegte Spannung und der Verstärkungsfaktor eines logarithmischen Verstärkers 26' nach Maßgabe der Empfindlichkeit Sk und des Belichtungsumfangs Gp gesteuert. Hierbei wird die Information über die Lage des Mittelpunkts des Musters des Objekts in das neuronale Netzwerk zusammen mit dem Vorab- Auslese-Bildsignal SP eingespeist. Das neuronale Netzwerk justiert die Empfindlichkeit Sk und den Belichtungsumfang Gp auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP unter Berücksichtigung der Lage des Mittelpunkts des Musters des Objekts.
In dem Computersystem 40 wird das Vorab-Auslese-Bildsignal SP in das neuronale Netzwerk 303 und in die Objektmittelpunkt- Bestimmungseinrichtung 303 eingespeist. Das neuronale Netzwerk 303 justiert die Auslesebedingungen für das End-Auslesen auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP unter Berücksichtigung der Lage des Mittelpunkts des Musters des Objekts.
Um die Lage des Mittelpunkts des Objektmusters zu bestimmen, kann von dem Verfahren Gebrauch gemacht werden, welches in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2(1990)-28782 offenbart ist. Das offenbarte Verfahren zum Bestimmen eines Bildpunkts eines Objektbildes umfaßt folgende Schritte:
i) auf der Grundlage eines Bildsignals, welches Bildsignalkomponenten über Bildinformation an einzelnen Bildelementen auf einem Aufzeichnungs träger (beispielsweise einem anregbaren Leuchtstoffblatt oder einem photographischen Film), auf dem ein Strahlungsbild einschließlich eines Objektbildes aufzeichnet wurde, enthält, werden die jeweiligen Bildelemente gewichtet mit Bildsignalwerten entsprechend den einzelnen Bildelementen oder mit den Reziprokwerten der Bildsignalwerte, um dadurch den Schwerpunkt auf dem Aufzeichnungsträger aufzufinden,
ii) es wird eine Stelle, an der sich der Schwerpunkt befindet, als der Bildpunkt des Objektbildes festgelegt.
Alternativ kann ein Verfahren zum Ermitteln eines Bildpunkts in einem Objektbild verwendet werden, welches folgende Schritte aufweist:
i) auf der Grundlage eines Bildsignals, welches Bildsignalkomponenten über Bildinformation an einzelnen Bildelementen auf einem Aufzeichnungsträger (zum Beispiel einem anregbaren Leuchtstoffblatt oder einem photographischen Film), auf dem ein Strahlungsbild mit einem Objekt aufgezeichnet wurde, enthält, werden Bildsignalwerte entsprechend den jeweiligen Bildelementen oder den Reziprokwerten der Bildsignalwerte derart geordnet, daß die Stellen der Bildsignalwerte oder die Stellen der Kehrwerte der Bildsignalwerte übereinstimmen mit den Stellen der entsprechenden Bildelemente,
ii) es werden die Bildsignalwerte oder die Kehrwerte der Bildsignalwerte entlang jeder von zwei verschiedenen Richtungen auf dem Aufzeichnungsträger kumuliert, und die sich ergebenden kumulativen Werte für die Bildsignalwerte oder die resultierenden kumulativen Werte der Kehrwerte der Bildsignalwerte entlang jeder der zwei unterschiedlichen Richtungen werden aufgezeichnet, um dadurch die Verteilungen der kumulativen Werte entlang der beiden verschiedenen Richtungen aufzufinden,
iii) für jede der Verteilungen der kumulativen Werte wird ein Koordinatenpunkt entlang jeder der zwei unterschiedlichen Richtungen nachgewie sen, wo der kumulative Wert annähernd halb so groß ist wie der maximale kumulative Wert, und
ix) es wird auf dem Aufzeichnungsträger als der Bildpunkt des Objektbildes eine Stelle ermittelt, die definiert wird durch die Koordinatenpunkte, die entlang den beiden unterschiedlichen Richtungen ermittelt wurden.
Bei den zwei Verfahren zum Ermitteln eines Bildpunkts in einem Objektbild erfolgt die Entscheidung darüber, ob die Bildsignalwerte oder die Reziprokwerte der Bildsignalwerte verwendet werden, in folgender Weise: nachdem das Bildsignal erfaßt ist, werden Berechnungen basierend auf dem Bildsignal durchgeführt, um einen ersten repräsentativen Wert aufzufinden, der die Bildsignalwerte entsprechend dem Umfangsbereich des Aufzeichnungsträgers wiederspiegelt, und es wird ein zweiter repräsentativer Wert für die Bildsignalwerte ermittelt, die der Gesamtfläche des Aufzeichnungsmediums entsprechen, oder die etwa dem Mittelbereich des Aufzeichnungsträgers entsprechen. Der erste repräsentative Wert und der zweite repräsentative Wert werden miteinander verglichen, und abhängig von den Ergebnissen des Vergleichs wird ausgewählt, ob die Bildsignalwerte oder deren Reziprokwerte verwendet werden.
Im folgenden soll erläutert werden, wie die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks wiederholt und geeignete Auslesebedingungen für das End- Auslesen eingestellt werden. Das neuronale Netzwerk hat den in Fig. 3 dargestellten Aufbau. Signale F1, F2, ..., Fn1, die in die erste Schicht (Eingabeschicht) eingespeist werden, sind die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, welches die Bildelemente in dem Röntgenbild repräsentiert. Zwei Ausgangsgrößen y und y , die aus der dritten Schicht (der Ausgangsschicht) erhalten werden, sind die Signale, die der Empfindlichkeit und dem Kontrast während des endgültigen Auslesens entsprechen.
In der oben beschriebenen Weise werden Vorab-Auslese-Bildsignale von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern gewonnen, die Röntgenbilder speichern, für die die geeigneten Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen bekannt sind. Auf diese Weise erhält man n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1. Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 dargestellte neuronale Netzwerk eingespeist, und die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks werden in der gleichen Weise wiederholt, wie es oben erläutert wurde. Die Instruktorsignale, die die Auslesebedingungen für das End-Auslesen entsprechend dem Bild repräsentieren, stehen für die Empfindlichkeit und den Kontrast . Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren die beiden Ausgangsgrößen y und y die passende Empfindlichkeit und den passenden Kontrast für das End-Auslesen.
Nachdem die Lernoperationen abgeschlossen sind, wird also, um geeignete Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen zu gewinnen, ein Vorab- Auslese-Bildsignal SP repräsentativ für ein Röntgenbild in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die Ausgangsgrößen y und y , die von dem neuronalen Netzwerk erhalten werden, dienen als Signale für die Auslesebedingungen (das heißt die Empfindlichkeit und den Kontrast) beim endgültigen Auslesen, welche für das betreffende Röntgenbild geeignet sind. Da die Lernoperationen in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden, repräsentieren die Signale aktuell die geeigneten Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen.
In solchen Fällen, in denen die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen unter Verwendung lediglich des neuronalen Netzwerks ermittelt werden, erfolgen Beurteilungen basierend auf dem Bildsignal, welches das gesamte Bild wiederspiegelt. Wenn daher die Lage der Objektbildzone in dem Bild (gemäß Fig. 18B) beträchtlich gegenüber der Standardposition des Bildes gemäß Fig. 18A verschoben ist, so wird bei stattfindenden Beurteilungen das gleiche Gewicht, welches den Bildsignalkomponenten entsprechend der Objektbildzo ne zugemessen wurde, den Bildsignalkomponenten entsprechend der Hintergrundzone zugewiesen, so daß es bei den Beurteilungen zu Fehlern kommt. Da außerdem das Bildsignal direkt in das neuronale Netzwerk eingespeist wird und die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks wiederholt werden, wird, wenn Bildsignale von zahlreichen Bildern mit verschobenen Objektbildzonen in das neuronale Netzwerk eingespeist werden, lange Zeit für die Ausführung der Lernoperationen benötigt.
Deshalb wird bei dem neunten Verfahren gemäß der Erfindung dann, wenn das Bildsignal in das neuronale Netzwerk eingespeist und die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen von dem neuronalen Netzwerk bestimmt werden, die Information über die Lage des Mittelpunkts des Objektmusters in dem Bild in das neuronale Netzwerk eingespeist. In dem neuronalen Netzwerk wird das gesamte Bildsignal nach Maßgabe der Verschiebung des Mittelpunkts des Musters des Objekts in der Weise verschoben, daß die Stelle des Mittelpunkts des Musters des Objekts, die während der Durchführung der Lernoperationen verwendet wurde, zusammenfällt mit der Lage des Mittelpunkts des Musters des Objekts in dem Bild, welches von dem in das neuronale Netzwerk eingespeisten Bildsignal repräsentiert wird. Im Anschluß daran werden die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen ermittelt.
Auch wenn Bildsignale, die zahlreiche Bilder repräsentieren, in denen die Objektbildzonen zueinander verschoben sind, in das neuronale Netzwerk eingespeist werden, können daher die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen effizient und exakt bestimmt werden.
Bei der obigen Ausführungsform des neunten Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen durch das Computersystem 40 ermittelt. Alternativ können die Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das Bildsignal SQ einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, von dem Computersystem 40 ermittelt werden.
Insbesondere kann das Verfahren zum Justieren der Auslesebedingungen für das End-Auslesen durch das Computersystem 40, welches mit dem neuronalen Netzwerk ausgestattet ist, dann angewendet werden, wenn die Bildverarbeitungsbedingungen zu ermitteln sind. In derartigen Fällen kann man vorbestimmte Auslesebedingungen verwenden, wenn das endgültige Auslesen durchgeführt wird, ungeachtet der Charakteristik des Vorab-Auslese- Bildsignals SP. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP kann das Computersystem 40 die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Durchführung der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ zu verwenden sind. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen.
Die obige Ausführungsform des neunten Verfahrens gemäß der Erfindung wird angewendet bei einem Strahlungsbild-Leseverfahren, bei dem das vorläufige Auslesen erfolgt. Allerdings ist das neunte Verfahren gemäß der Erfindung auch bei Strahlungsbild-Leseverfahren einsetzbar, bei denen kein vorläufiges Auslesen erfolgt, sondern lediglich das endgültige Auslesen durchgeführt wird. In solchen Fällen werden als eine Ausführungsform des zehnten Verfahrens gemäß der Erfindung in dem mit dem neuronalen Netzwerk ausgestatteten Computersystem die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundtage des Bildsignals ermittelt, welches durch ein geeignetes Verfahren gewonnen wurde. Die Lage des Mittelpunkts des Objektmusters wird von dem neuronalen Netzwerk berücksichtigt.
Bei der Ausführungsform des zehnten Verfahrens gemäß der Erfindung wird ein auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeichertes Bild ausgelesen. Das zehnte erfindungsgemäße Verfahren ist auch anwendbar, wenn Bildsignale von Bildern, beispielsweise medizinischen Bildern, erfaßt werden, die auf einem konventionellen Röntgenfilm oder dergleichen aufgezeichnet wurden.
Die Information, die die optimalen Bildverarbeitungsbedingungen repräsentiert, und die auf diese Weise eingestellt wurde, wird in die Bildverarbeitungseinheit eingespeist. In der Bildverarbeitungseinheit erfolgt eine Bild verarbeitung, beispielsweise eine Gradationsverarbeitung, bezüglich des Bildsignals unter den optimalen Bildverarbeitungsbedingungen.
Im folgenden wird eine Ausführungsform des elften Verfahrens, das heißt des Verfahrens zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild gemäß der Erfindung erläutert. Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, welches die Ausführungsform des elften Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt. Speziell wird eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 402 eines Bildsignals 401 eines Strahlungsbildes erzeugt. Die Information über die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 402 wird in ein neuronales Netzwerk 404 eingespeist. Alternativ werden sowohl die Information über die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 402 als auch Hilfsinformation, die Besonderheiten des Strahlungsbildes wiederspiegelt, zum Beispiel Information über den Patienten oder die Betriebsweise, in der das Strahlungsbild aufgezeichnet wurde, in das neuronale Netzwerk 404 eingespeist. Das neuronale Netzwerk 404 justiert die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen 405 ein.
Diese Ausführungsform ist in das in Fig. 5 gezeigte Computersystem 40 inkorporiert.
In dem Computersystem 40 erfolgt bei Bedarf die Ermittlung eines Unterteilungsmusters und der Gestalt und der Lage eines Strahlungsfeldes anhand des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Anschließend wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP erzeugt. Die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen, das heißt die Empfindlichkeit Sk und der Belichtungsumfang Gp während des endgültigen Auslesens werden von einem neuronalen Netzwerk auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt. Zum Beispiel werden die Spannung, die an den Photoelektronenvervielfacher 21' gelegt wird, und der Verstärkungsfaktor eines logarithmischen Verstärkers 26' nach Maßgabe der Empfindlichkeit Sk und des Belichtungsumfangs Gp gesteuert. Außerdem werden die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Ergebnisse einer Analyse der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt.
Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird in eine Operationseinrichtung eingespeist, die die Ausführungsform des elften erfindungsgemäßen Verfahrens ausführt. Bei dieser Ausführungsform bildet die Kombination aus Hardware- und Softwarefunktionen, die in das Computersystem 40 zum Realisieren der Funktionen der jeweiligen Mittel des elften erfindungsgemäßen Verfahrens inkorporiert sind, die Beispiele für die jeweiligen Mittel des elften erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 20 zeigt die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese- Bildsignals SP.
Bezugnehmend auf Fig. 20 werden die Werte des Vorab-Auslese- Bildsignals SP auf der horizontalen Achse aufgetragen. Die relative Häufigkeit des Auftretens der Werte des Vorab-Auslese-Bildsignals SP werden auf der vertikalen Achse im oberen Teil des Graphens aufgezeichnet (eine einzelne Bildsignalkomponente des Vorab-Auslese-Bildsignals SP entsprechend jedem Bildelement in dem Röntgenbild wird einmal gezählt). Außerdem werden die Werte des Bildsignals SQ, die beim endgültigen Auslesen erhalten werden, auf der vertikalen Achse im unteren Teil des Graphen aufgetragen.
Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 470 des Vorab-Auslese-Bildsignals SP setzt sich zusammen aus einem vorspringenden Teil A, der der Objektbildzone entspricht, und einem vorspringenden Teil B, der einer Hintergrundzone entspricht und sich auf der Seite der Bildsignalwerte befindet, die größer sind als in dem vorspringenden Teil A. Die Werte der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 470 werden verglichen mit einem Schwellenwert T, beginnend bei dem kleineren Wert des Vorab-Auslese-Bildsignals SP und fortschreitend entlang der Richtung der Zunahme der Bildsignalwerte. Punkte, an denen die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion den Schwellenwert T kreuzt, werden ermittelt. Auf diese Weise ermittelt man einen ersten Punkt "a" und einen zweiten Punkt "b". Die Werte SP1 und SP2 entsprechend den Punkten "a" und "b" werden also aufgefunden. Der Bereich zwischen dem Wert SP 1 und dem Wert SP2 des Vorab-Auslese-Bildsignals SP ergibt sich als Entsprechung zu dem Objektbildmuster des Röntgenbilds. Die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen werden derart eingestellt, daß beim endgültigen Auslesen die von Punkten des Röntgenbildes entsprechend den Werten SP 1 und SP2 des Vorab-Auslese-Bildsignals SP emittierten Lichtmengen nachgewiesen werden als der Minimum-Wert SQ1 bzw. der Maximum-Wert SQ2 des Bildsignals. Insbesondere werden die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen derart eingestellt, daß beim endgültigen Auslesen die Bildinformation, die repräsentiert wird durch Werte des emittierten Lichtsignals, die in den Bereich SP1 bis SP2 fallen, nachgewiesen wird als ein Bildsignal mit Werten, die auf der Geraden G1 liegen. Das endgültige Auslesen erfolgt unter den so eingestellten Auslesebedingungen. Die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen werden bestimmt durch die Lage der Geraden G in Bezug auf die horizontale Richtung in Fig. 20 (die Empfindlichkeit Sk) und die Neigung der Geraden G1 (den Belichtungsumfang Gp).
In solchen Fällen allerdings, in denen man eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 470' erhält, die einen vorspringenden Teil A' aufweist, der den Schwellenwert T kreuzt, würden die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen entsprechend der Geraden G1' falsch sein. Wenn das endgültige Auslesen unter den Auslesebedingungen für das End-Auslesen durchgeführt wird, die derart fälschlich eingestellt wurden, erhält man ein Bildsignal SQ, welches nur dem Bereich zwischen den Werten SP1 und SP2' des Vorab- Auslese-Bildsignals SP entspricht (dieser Bereich entspricht der Zone A' der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion). In diesen Fällen muß eine neue Bildaufzeichnungsoperation ausgeführt werden.
Bei der Ausführungsform des elften Verfahrens gemäß der Erfindung wird, damit die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen entsprechend der Geraden G1 in Fig. 20 auch in solchen Fällen eingestellt werden können, wie sie oben beschrieben wurden, die Information über die Wahr scheinlichkeitsdichtefunktion in das neuronale Netzwerk eingespeist, es werden die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks ausgeführt, und es werden die passenden Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen entsprechend der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt.
In einer Ausführungsform des zwölften Verfahrens gemäß der Erfindung werden, um die Genauigkeit, mit der die Bedingungen eingestellt werden, zu vergrößern, Hilfsinformationen über Besonderheiten des Strahlungsbildes zusammen mit der Information in das neuronale Netzwerk eingespeist, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert. Die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen werden nach Maßgabe der Kombination der Hilfsinformation und der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ermittelt. Auf diese Weise läßt sich die Genauigkeit, mit der die Bedingungen von dem neuronalen Netzwerk eingestellt werden, auf einem hohen Wert halten. Die Hilfsinformation beinhaltet zum Beispiel Information über den Patienten (zum Beispiel den Namen des Patienten, oder den Bereich des Objekts des Bildes, der aufgezeichnet wurde), und die Betriebsart, unter der das Bild aufgezeichnet wurde (zum Beispiel eine Einfachbild- Aufzeichnungsbetriebsart, eine Kontrastbildaufnahme oder eine tomographische Aufnahme).
Im folgenden wird eine Röntgenbild-Lesevorrichtung beschrieben, in der ein Computersystem einer Ausführungsform des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung inkorporiert ist.
Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung. Fig. 22 zeigt eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die gewonnen wurde durch Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, und ein Beispiel für ein neuronales Netzwerk. Bei dieser Ausführungsform wird eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 552 eines Bildsignals 551, welches ein Strahlungsbild repräsentiert, durch eine Operationseinrichtung 559 erzeugt. Der Wert des Bildsignals, welcher die maximale Menge des emittierten Lichts in einem Teil der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 559 repräsentiert, der nicht der einer Hintergrundzone des Strahlungsbilds entsprechende Teil ist, wird als der Maximum-Wert Smax1 hergenommen. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 552 wird in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert Smax1 und dem Minimum-Wert Smin des Bildsignals 551 normiert, um dadurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 554 zu erhalten. Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 554 wird in ein neuronales Netzwerk 555 gemäß Fig. 22 eingespeist, so daß ein vorbestimmter Wert (der Maximum-Wert Smax1 in diesem Fall), der in den Bereich des Maximum-Werts Smax1 und des Minimum-Werts Smin des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 554 fällt, immer in dieselbe Eingabeeinheit (in diesem Fall die unterste Eingabeeinheit) des neuronalen Netzwerks 555 eingespeist wird. Alternativ werden in das neuronale Netzwerk beide Informationen eingespeist, nämlich die, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 554 repräsentiert, und die Hilfsinformation 558, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt. Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen werden aus dem neuronalen Netzwerk 555 ausgegeben. Die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die von der aus dem neuronalen Netzwerk 555 ausgegebenen Information repräsentiert werden, sind bezüglich der Empfindlichkeit korrigiert. Auf diese Weise werden passende Auslesebedingungen und/oder passende Bildverarbeitungsbedingungen eingestellt.
Die Ausführungsform des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung ist in das in Fig. 5 gezeigte Computersystem 40 inkorporiert.
In dem Computersystem 40 werden bei Bedarf aus dem Vorab-Auslese- Bildsignal SP ein Unterteilungsmuster und die Form und die Lage eines Strahlungsfeldes ermittelt. Im Anschluß daran wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP erzeugt. Der Wert des Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in dem Teil der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, der sich unterscheidet von demjenigen Teil, der einer Hintergrundzone im Strahlungsbild entspricht, wird als der Maximum-Wert Smax1 verwendet. Die Wahrschein lichkeitsdichtefunktion wird in diesem Teil zwischen dem Maximum-Wert Smax1 und dem Minimum-Wert Smin des Vorab-Auslese-Bildsignals SP normiert, um eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zu erzeugen. Information betreffend die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wird in das in Fig. 22 dargestellte neuronale Netzwerk eingespeist, so daß selbst dann, wenn die Werte des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion schwanken, die Maximum-Werte Smax1 und Smax1 stets in dieselbe Eingangseinheit (in Fig. 22 die unterste Eingangseinheit) des neuronalen Netzwerks eingespeist werden. Das neuronale Netzwerk ermittelt die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen, das heißt die Empfindlichkeit Sk' und den Belichtungsumfang Gp' während des endgültigen Auslesens auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion. Die Empfindlichkeit Sk' und der Belichtungsumfang Gp' werden mit dem Maximum-Wert Smax1 korrigiert. Beispielsweise werden die an den Photoelektronenvervielfacher 21' angelegte Spannung und der Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers 26' nach Maßgabe der Empfindlichkeit Sk und des Belichtungsumfangs Gp, die auf diese Weise korrigiert wurden, gesteuert.
Das endgültige Auslesen erfolgt an der End-Ausleseeinrichtung 100' gemäß Fig. 5 unter den so justierten Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen.
Das durch Digitalisieren in dem A/D-Wandler 27' gewonnene Bildsignal SQ wird in das Computersystem 40 eingespeist. In dem Computersystem 40 wird eine geeignete Bildverarbeitung bezüglich des Bildsignals SQ ausgeführt, und das verarbeitete Bildsignal wird einer (nicht gezeigten) Wiedergabevorrichtung zugeführt. In der Wiedergabevorrichtung wird das Röntgenbild aus dem Bildsignal reproduziert.
In dem Computersystem 40 wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Vorab-Auslese-Bildsignals SP erzeugt. Der Wert des Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in dem Teil der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, der sich unterscheidet von dem Teil ent sprechend der Hintergrundzone in dem Strahlungsbild, wird als der Maximum-Wert Smax1 hergenommen. In diesem Teil wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zwischen dem Maximum-Wert Smax1 und dem Minimum-Wert Smin des Vorab-Auslese-Bildsignals SP normiert, und es wird eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt. Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wird in das in Fig. 22 dargestellte neuronale Netzwerk eingespeist, so daß der Maximum-Wert Smax1 immer in dieselbe Eingabeeinheit (die unterste Eingabeeinheit in Fig. 22) des neuronalen Netzwerks eingespeist wird. Das neuronale Netzwerk bestimmt die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen. Die Bildverarbeitungsbedingungen werden korrigiert mit dem als vorbestimmter Wert hergenommenen maximalen Wert Smax1, der in den Bereich des Maximum-Werts Smax1 und des Minimum-Werts Smin der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt. Auf diese Weise werden die für das Röntgenbild geeigneten Bildverarbeitungsbedingungen eingestellt.
Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird in eine Operationeinrichtung eingespeist, die die Ausführungsform des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung ausführt. Bei dieser Ausführungsform bildet die Kombination aus Hardware- und Softwarefunktionen, die in das Computersystem 40 zum Realisieren der Funktionen der jeweiligen Mittel des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung inkorporiert sind, die Beispiele der jeweiligen Mittel des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung.
Im folgenden wird erläutert, wie die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in der Ausführungsform des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung normiert wird.
Fig. 23 zeigt die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von Vorab-Auslese- Bildsignalen SP. Gemäß Fig. 23 werden die Werte des Vorab-Auslese- Bildsignals SP auf der horizontalen Achse aufgetragen. Die relative Häufigkeit des Auftretens der Werte des Vorab-Auslese-Bildsignals SP wird auf der vertikalen Achse im oberen Teil des Graphen aufgetragen (eine einzelne Bildsignalkomponente des Vorab-Auslese-Bildsignals SP entsprechend einem jeweiligen Bildelement in dem Röntgenbild wird einmal gezählt).
Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 580 des Vorab-Auslese-Bildsignals SP setzt sich zusammen aus einem vorspringenden Teil C entsprechend der Objektbildzone, und einem vorspringenden Teil D, der der Hintergrundzone entspricht und sich auf der Seite größerer Bildsignalwerte im Vergleich zu dem vorspringenden Teil C befindet. Der Wert des Vorab-Auslese- Bildsignals, welcher die maximale Menge emittierten Lichts in dem Teil der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 580 repräsentiert, der sich unterscheidet von dem einer Hintergrundzone des Strahlungsbildes entsprechenden Teil, wird als der Maximal-Wert Smax1 hergenommen. Außerdem wird der Minimum-Wert des Vorab-Auslese-Bildsignals in der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 580 als Smin hergenommen. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wird normiert, wobei ihr Maximalwert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert Smax1 und dem Minimum-Wert Smin des Vorab-Auslese- Bildsignals SP verwendet wird, um dadurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion zu bilden. Die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion entspricht nur der Objektbildzone und ist frei von Bildsignalanteilen, die der Hintergrundzone entsprechen.
In solchen Fällen allerdings, in denen eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 580' erhalten wird, die sich auf ein Vorab-Auslese-Bildsignal bezieht, das Werte aufweist, die sich von denen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion 580 aufgrund einer Änderung der Röntgenstrahldosis unterscheiden, das heißt aufgrund der schwankenden Empfindlichkeit des Bildes unterscheiden, schwanken der Minimum-Wert Smin und der Maximum-Wert Smax1 des Bildsignals. Die Werte des Bildsignals der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion werden in einem großen Bereich in das neuronale Netzwerk eingespeist. Wenn eine solche normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in das neuronale Netzwerk eingespeist wird, wird lange Zeit zum Durchführen der Lernoperationen benötigt. Außerdem kann man nicht die richtigen Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder passende Bildverarbeitungsbedingungen gewinnen.
Deshalb wird bei der Ausführungsform des dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung die Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion derart in das neuronale Netzwerk eingespeist, daß die passenden Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die passenden Bildverarbeitungsbedingungen so eingestellt werden, daß sie von der Empfindlichkeit nicht abträglich beeinflußt werden. Insbesondere wird gemäß Fig. 22 die Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion derart in das neuronale Netzwerk eingespeist, daß ein vorbestimmter Wert (in den Fig. 22 und 23 der Maximum-Wert Smax1), der in den Bereich des Maximum-Werts Smax1 und des Minimum-Werts Smin des Bildsignals der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist wird. Auf diese Weise werden nahezu die gleichen Bedingungen auch dann ermittelt, wenn die Bildsignalwerte der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, die in das neuronale Netzwerk eingespeist werden, Schwankungen unterliegen. Die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die aus dem neuronalen Netzwerk ausgegeben werden, sind nach Maßgabe des vorbestimmten Werts (in Fig. 22 und 23 des Maximum-Werts Smax1) korrigiert, und dadurch werden die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen in für das Bild passender Weise eingestellt.
Bei der obigen Ausführungsform wird der Maximum-Wert Smax1 als der vorbestimmte Wert verwendet, der in den Bereich des Maximum-Werts Smax1 und des Minimum-Werts Smin des Bildsignals innerhalb der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt. Alternativ kann jeder andere Wert verwendet werden, der in den Bereich von Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt. Beispielsweise kann der Minimumwert des Bildsignals, ein Zwischenwert zwischen Maximum- und Minimum-Wert oder ähnliches verwendet werden. In solchen Fällen, in denen der Minimum-Wert als der vorbestimmte Wert verwendet wird, wird er oben in die Eingangseinheit in Fig. 22 eingespeist. In solchen Fällen, in denen der Zwischenwert zwischen Maximum-Wert und Minimum-Wert als der vorbestimmte Wert ver wendet wird, wird dieser in eine Zwischen-Eingangseinheit in Fig. 22 eingespeist.
Wie oben beschrieben, wird der vorbestimmte Wert (der Maximum-Wert Smax1 in diesem Fall) des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist. In diesem Fall werden andere Werte des Bildsignals sequentiell in die Eingangseinheiten eingespeist, die der in Bezug auf den vorbestimmten Wert festgelegten Eingangseinheit benachbart sind. Beispielsweise werden in solchen Fällen, in denen der Maximum-Wert Smax1 in die unterste Eingangseinheit eingespeist wird, die Werte des Bildsignals vom Maximum-Wert Smax1 bis zum Minimum-Wert Smin in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion sequentiell in die Eingangseinheiten eingespeist, die reihenfolgegemäß an die unterste Eingangseinheit bis hin zu der obersten Eingangseinheit anschließen. In den Fällen, in denen der Minimum-Wert als der vorbestimmte Wert verwendet wird, werden die Werte des Bildsignals von dem Minimum-Wert Smin bis zum Maximum-Wert Smax1 in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion sequentiell in Eingangseinheiten reihenfolgegemäß von der obersten zu der untersten Eingangseinheit eingespeist. In den Fällen, in denen in Zwischenwert zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert als vorbestimmter Wert verwendet wird, werden die Werte des Bildsignals vom Minimum-Wert Smin bis zum Maximum-Wert Smax1 in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion sequentiell in Eingangseinheiten in der Reihenfolge von einer Zwischen-Eingangseinheit hin zu der obersten und der untersten Eingangseinheit eingespeist.
Bei einer Ausführungsform des vierzehnten Verfahrens gemäß der Erfindung werden zur gesteigerten Genauigkeit, mit der die Bedingungen justiert werden, Zusatzinformationen über Besonderheiten bezüglich des Strahlungsbilds in das neuronale Netzwerk zusammen mit der Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion eingespeist. Die Lesebedingungen für das End-Auslesen werden nach Maßgabe der Kombination aus Zusatzinformation und der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunkti on ermittelt. Auf diese Weise läßt sich die Genauigkeit, mit der die Bedingungen von dem neuronalen Netzwerk eingestellt werden, auf einem hohen Wert halten.
Im folgenden soll erläutert werden, wie die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks wiederholt und geeignete Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen eingestellt werden. Das neuronale Netzwerk ist in der in Fig. 3 gezeigten Weise aufgebaut. Signale F1, F2, ..., Fn1, die in die erste Schicht (die Eingangsschicht) eingespeist werden, sind die Signale, welche die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion oder die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese- Bildsignals SP entsprechend den Bildelementen des Röntgenbildes repräsentieren. Zwei Ausgangsgrößen y und y , die von der dritten Schicht (der Ausgangsschicht) erhalten werden, sind die Signale entsprechend der Empfindlichkeit und des Belichtungsumfangs während des End-Auslesens.
Vorab-Auslese-Bildsignale werden in der oben beschriebenen Weise von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern gewonnen, die Röntgenbilder speichern und für die die geeigneten Auslesebedingungen beim End- Auslesen bekannt sind. Das Vorab-Auslese-Bildsignal wird anschließend ausgedünnt. Auf diese Weise erhält man n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1. Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigten neuronale Netzwerk eingespeist, und die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks werden in der gleichen Weise wiederholt, wie dies oben beschrieben wurde. Die Instruktorsignale, welche die Auslesebedingungen für das End-Auslesen repräsentieren, die sich für das Bild eignen, repräsentieren die Empfindlichkeit y und den Belichtungsumfang y . Wenn die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren die Ausgangsgrößen y und y die geeignete Empfindlichkeit und den geeigneten Belichtungsumfang während des End-Auslesens.
Daher wird nach Abschluß der Lernoperationen eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion oder eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP entsprechend einem Röntgenbild erzeugt und in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die Ausgangsgrößen y und y , die von dem neuronalen Netzwerk erhalten werden, dienen als Signale entsprechend den Auslesebedingungen (das heißt der Empfindlichkeit und des Belichtungsumfangs) für das endgültige Auslesen, welche für das betreffende Röntgenbild geeignet sind. Da die Lernoperationen in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden, repräsentieren die Signale genau die geeigneten Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen.
Im folgenden soll erläutert werden, wie die Empfindlichkeit bei der Ausführungsform des dreizehnten erfindungsgemäßen Verfahrens korrigiert wird. Bei dieser Ausführungsform wird gemäß Fig. 22 die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in das neuronale Netzwerk eingespeist, so daß der Maximum-Wert Smax1 stets in dieselbe Eingangseinheit gelangt. Es werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen bestimmt, die nicht von der Empfindlichkeit abhängen, selbst wenn die Empfindlichkeit der Bildsignalwerte in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion schwankt. Deshalb werden die Auslesebedingungen (das heißt die Empfindlichkeit und der Belichtungsumfang) für das End-Auslesen, die von dem neuronalen Netzwerk festgelegt werden, als Information bezüglich der relativen Position ausgegeben, und nicht als Absolutwerte. Wie oben beschrieben, entspricht der Belichtungsumfang dem Verhältnis der größten emittierten Lichtmenge, die in das Bildsignal umgewandelt wird, zu der kleinsten emittierten Lichtmenge, die in das Bildsignal umgewandelt wird. Insbesondere entspricht der Belichtungsumfang dem Verhältnis des Maximalwerts Smax1 zu dem Minimum-Wert Smin. Aus dem neuronalen Netzwerk wird Information über das Verhältnis des Maximum-Werts Smax1 zu dem Minimum-Wert Smin als der Belichtungsumfang ausgegeben. Daher braucht der Belichtungsumfang nicht korrigiert zu werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Empfindlichkeit von dem neuronalen Netzwerk als die Information gewonnen, die die Position zwischen dem Minimum-Wert Smin und dem Maximum-Wert Smax1 betrifft, das heißt als Prozentsatz der Lage der Empfindlichkeit der benötigten Zone (in Fig. 22 ist dies die schraffierte Zone) gegenüber dem Punkt, der dem Minimum-Wert Smin entspricht, in Richtung des Punkts entsprechend dem Maximum-Wert Smax1 des Vorab- Auslese-Bildsignals SP in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion. Da der Minimum-Wert Smin und der Maximum-Wert Smax1 bereits bekannt sind, wird die Empfindlichkeit mit folgender Formel korrigiert:
Empfindlichkeit Sk = Smax1-(Smax1-Smin)·Sk1 (%) .... (24)
Die Bedingungen für das End-Auslesen (Empfindlichkeit und Belichtungsumfang) werden anschließend justiert.
In der oben beschriebenen Weise werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen von dem neuronalen Netzwerk und der Empfindlichkeitskorrektureinrichtung bestimmt. Die an den Photoelektronenvervielfacher 27' angelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor für den Verstärker 26' der End-Auslese-Einrichtung 100' und ähnliches werden nach Maßgabe der Auslesebedingungen für das End-Auslesen gesteuert. Das endgültige Auslesen wird unter den gesteuerten Bedingungen durchgeführt.
Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen des elften und dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen von dem Computersystem 40 eingestellt. Alternativ können vorbestimmte Auslesebedingungen beim End-Auslesen verwendet werden, wenn dieses ungeachtet der Charakteristik des Vorab-Auslese-Bildsignals SP durchgeführt wird. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP kann das Computersystem die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Durchführung der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ heranzuziehen sind. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen.
Die obigen Ausführungsbeispiele des elften und dreizehnten Verfahrens gemäß der Erfindung werden angewendet bei der Strahlungsbildlesevorrichtung, bei der ein Vorab-Auslesen stattfindet. Allerdings sind das elfte und das dreizehnte Verfahren gemäß der Erfindung auch anwendbar bei Strah lungsbildlesevorrichtungen, bei denen kein Vorab-Auslesen erfolgt sondern nur endgültige Leseoperationen durchgeführt werden. In solchen Fällen wird ein Bildsignal mit Hilfe vorbestimmter Auslesebedingungen erhalten. Basierend auf diesem Bildsignal werden Bildverarbeitungsbedingungen von dem Computersystem 40 berechnet. Das Bildsignal wird unter den berechneten Bildverarbeitungsbedingungen verarbeitet.
Eine Ausführungsform der neunzehnten Vorrichtung, das heißt der Strahlungsbildanalysevorrichtung gemäß der Erfindung, wird im folgenden beschrieben. Diese Ausführungsform ist in das in Fig. 5 dargestellte Computersystem 40 integriert.
In dem Computersystem 40 werden die Form und die Lage eines Strahlungsfeldes aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP ermittelt. Anschließend werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen, das heißt die Empfindlichkeit und der Kontrast beim End-Auslesen ermittelt. Beispielsweise wird die an den Photoelektronenvervielfacher 27' angelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 26' der End-Ausleseeinrichtung 100' oder dergleichen nach Maßgabe der Auslesebedingungen für das End- Auslesen gesteuert. Bei dieser Ausführungsform bilden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen die charakteristischen Merkmale der neunzehnten Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Im folgenden wird beschrieben, wie das Computersystem 40 Form und Lage des Strahlungsfeldes aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP ermittelt und die Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen justiert.
Fig. 24 ist eine anschauliche Darstellung eines Beispiels eines Röntgenbildes, eines Vorab-Auslese-Bildsignals SP, welches repräsentativ für das Röntgenbild ist, und von differenzierten Werten ΔSP des Vorab-Auslese- Bildsignals, wobei die anschauliche Darstellung als Hilfe bei der Erläuterung einer Ausführungsform der Bestimmungseinrichtung der neunzehnten Vorrichtung gemäß der Erfindung dient.
Gemäß Fig. 24 wird ein Bild eines Objekts 603 (des Kopfs eines menschlichen Körpers im vorliegenden Fall) in der Zone im Inneren eines Strahlungsfeldes 602 des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 gespeichert. Bei dieser Ausführungsform wird der Mittelpunkt C des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 als der vorbestimmte Punkt ausgewählt, der sich in der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes 602 befindet. Es werden Differenzier-Operationen bezüglich der Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP entsprechend den Bildelementen durchgeführt, die entlang jeweils einer von mehreren Zeilen 605, 605, ... angeordnet sind, die sich radial ausgehend von dem Mittelpunkt C erstrecken. Derjenige Punkt, für den der zugehörige Wert des Vorab-Auslese-Bildsignals SP scharf abfällt, wird als Konturpunkt erfaßt, der sich am Umriß des Strahlungsfeldes befindet.
Im folgenden wird beschrieben, wie ein Konturpunkt entlang der Achse ξ, die eine der Linien 605, 605, ... ist, ermittelt wird.
Die Kurve A repräsentiert die Werte der Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP entsprechend den Bildelementen, die entlang der Achse ξ aufeinanderfolgen.
Die Werte der Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP sind am größten für die Hintergrundzone 606, die sich außerhalb der von dem Objektbild 603 definierten Zone, jedoch innerhalb des Strahlungsfeldes 602 befindet, und auf die Röntgenstrahlen direkt auftreffen. Die Werte der Bildsignalkomponente des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, die der Kontur des Strahlungsfeldes 602 entsprechen, fallen scharf ab.
Die Kurve B repräsentiert die Ergebnisse der Differenzierung der Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, die durch die Kurve A repräsentiert werden, beginnend bei derjenigen Signalkomponente, die dem Mittelpunkt C entspricht, und sich fortsetzend mit Komponenten, die Positionen entsprechen, die in der negativen Richtung entlang der ξ-Achse liegen (das heißt nach links in Fig. 24), und die entlang der positiven Richtung der ξ-Achse liegen (das heißt in Fig. 24 nach rechts).
Die Kurve B besitzt einen einzigen Haupt-Peak a1. der von der Linie, die sich von dem Mittelpunkt C in negativer Richtung der ξ-Achse erstreckt, nach unten wegsteht. Deshalb wird die Stelle des anregbaren Leuchtstoffblatts 11, die dem Peak a1 entspricht, als ein Konturpunkt auf der Linie ermittelt, die von dem Mittelpunkt C in negativer Richtung entlang der ξ- Achse verläuft.
Auf der Linie, die von dem Mittelpunkt C in positiver Richtung der ξ-Achse verläuft, besitzt die Kurve B einen Peak a2, der nach unten weist. Deshalb wird die dem Peak a2 entsprechende Stelle als ein Konturpunkt auf der Linie ermittelt, die sich ausgehend von dem Mittelpunkt C in positiver Richtung der ξ-Achse erstreckt.
In der oben beschriebenen Weise werden Konturpunkte 607, 607, ... auf einer Mehrzahl der Linien 605, 605, ... nachgewiesen, die jeweils den Mittelpunkt C mit der Kante des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 verbinden. Nach dem Feststellen der Konturpunkte 607, 607, ... lassen sich sie verbindende Linien annehmen, die der Kontur des Strahlungsfeldes folgen. Eines von zahlreichen Verfahren dient zum Auffinden der Linien, die die Konturpunkte 607, 607, ... verbinden, beispielsweise ein Verfahren, bei dem nach Durchführung eines Glättungsprozesses verbliebene mögliche Konturpunkte miteinander verbunden werden, ein Verfahren, bei dem die Methode der kleinsten Quadrate angewendet wird, um mehrere gerade Linien aufzufinden, wobei die geraden Linien dann miteinander verbunden werden, oder ein Verfahren, bei dem eine Kurvenlinie oder dergleichen angelegt wird. Bei dieser Ausführungsform werden mit Hilfe einer Hough-Transformation mehrere Geraden aufgefunden, welche die Konturpunkte verbinden. Die Verarbeitung zum Auffinden der geraden Linien wird im folgenden näher erläutert.
Eine Ecke (die untere Ecke am linken Rand) des in Fig. 24 gezeigten anregbaren Leuchtstoffblatts 14 wird als Ursprung hergenommen, die X- und Y-Achsen werden gemäß Fig. 24 eingerichtet. Die Koordinaten der Konturpunkte werden ausgedrückt in der Formel (x1, y1), (x2, y2), ... (xn, yn). Diese Koordinaten werden durch (xo, yo) repräsentiert. Wie in Fig. 25 gezeigt ist, erfolgen Berechnungen zum Auffinden der Kurven in der Form
ρ = xo cosθ + yo sinθ .... (25)
wobei xo und yo feste Zahlen für jede Konturpunkt-Koordinate (xo, yo) sind. Fig. 25 zeigt die so gewonnenen Kurven, wobei die Anzahl der Kurven der Anzahl der Konturpunkt-Koordinaten (xo, yo) gleicht.
Dann werden Berechnungen durchgeführt, um die Koordinaten (po, θo) derjenigen Punkte aufzufinden, an denen die Kurven einander schneiden und an denen die Anzahl der sich schneidenden Kurven an jedem Punkt (po, θo) nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert Q ist. Aufgrund von Fehlern beim Auffinden der Konturpunkt-Koordinaten (xo, yo) werden sich kaum 'viele Kurven exakt am gleichen Punkt schneiden. Deshalb wird beispielsweise dann, wenn mehrere Mengen aus zwei Kurven Schnittpunkte haben, die voneinander nur um eine geringe Distanz entfernt sind, die nicht länger ist als eine vorgegebene Distanz, der Schnittpunkt in der Mitte der Gruppe von Schnittpunkten als der vorerwähnte Schnittpunkt (po, θo) hergenommen. Dann wird für jeden Schnittpunkt (po, θo) eine Gerade berechnet, ausgedrückt in der Form
ρo = x cosθo + y sinθo .... (26)
in dem orthogonalen x-y-Koordinatensystem. Mehrere Konturpunkt- Koordinaten (xo, yo) liegen auf der so berechneten Geraden. In solchen Fällen, in denen die Konturpunkte 607, 607, ... gemäß Fig. 24 verteilt sind, erhält man die Geraden L1, L2, L3, L4 und L5 gemäß Fig. 26. Sie sind Verlängerungen der die Kontur des Strahlungsfeldes 602 in Fig. 24 bildenden Linien. Dann wird die von den so erhaltenen mehreren Geraden L1, L2, L3, ... Ln umgebene Zone ermittelt, und diese Zone wird als das Strahlungsfeld 602 erfaßt. Beispielsweise wird die Gestalt der Zone speziell in der oben beschriebenen Weise ermittelt. Das Computersystem 40 spei chert die Koordinaten für Liniensegmente M1, M2, M3, ..., Mm, die die Ecken des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 mit dem Mittelpunkt C verbinden (vier Liniensegmente in solchen Fällen, in denen das anregbare Leuchtstoffblatt 11 rechteckig ist), und ermittelt, ob jedes der Liniensegmente M1 bis Mm sich mit jeder der Geraden L1 bis Ln schneidet oder nicht. In solchen Fällen, an denen ein Schnittpunkt vorhanden ist, unterteilt das Computersystem 40 das anregbare Leuchtstoffblatt 11 in zwei Zonen: die eine, die die Ecke des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 enthält, an die das Liniensegment angeschlossen wird und die von der Geraden beschrieben wird, und die andere, welche den Rest des anregbaren Leuchtstoffblatts 11 enthält. Dann läßt das Computersystem 40 die die Ecke enthaltende Zone fallen. Dieser Vorgang wird für sämtliche Geraden L1 bis Ln und Liniensegmente M1 bis Mm durchgeführt, und die von den Geraden L1 bis Ln umgebene Zone wird nicht fallengelassen. Die so gewonnene Zone wird als das in Fig. 24 gezeigte Strahlungsfeld 602 erhalten.
Nach dem Auffinden der Form und der Lage des Strahlungsfeldes 602 wird das Vorab-Auslese-Bildsignal SP entsprechend der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes in das neuronale Netzwerk eingespeist. Die Auslesebedingungen für das End-Auslesen werden derart eingestellt, daß während des End-Auslesens das der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes entsprechende Bildsignal unter geeigneten Auslesebedingungen erfaßt wird.
Fig. 27 zeigt einige der sich in der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes eines Röntgenbildes befindenden Bildelemente. Jede quadratische Zelle repräsentiert ein einzelnes Bildelement.
Für diese Ausführungsform werden nach Ermitteln von Form und Lage des Strahlungsfeldes 602 nur die Bildsignalkomponente des Vorab-Auslese- Bildsignals SP, die die in Fig. 27 schraffierten Bildelemente repräsentieren, von jenen Bildelementen abgetastet, die den Bildelementen in der Zone im Inneren des Strahlungfeldes 602 entsprechen. Die abgetasteten Bildsignalkomponenten werden in das neuronale Netzwerk eingespeist. Das Vorab- Auslese-Bildsignal SP entsprechend der Zone im Inneren des Strahlungsfel des 602 muß nicht unbedingt ausgedünnt werden. Wenn allerdings das der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes 602 entsprechende Vorab-Auslese- Bildsignal SP ausgedünnt und dann in das neuronale Netzwerk eingespeist wird, läßt sich die Anzahl von Eingangspunkten des neuronalen Netzwerks noch weiter verringern.
In den meisten Bildern befindet sich der Hauptbestandteil des Bildes in der Nähe des Mittelbereichs in der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes. Deshalb läßt sich das Vorab-Auslese-Bildsignal SP entsprechend der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes 602 derart ausdünnen, daß mehr Bildsignalkomponente verbleiben, die dem Mittelteil der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes 602 entsprechen, und weniger Komponenten verbleiben, die den Umfangsbereichen entsprechen.
Das neuronale Netzwerk ist gemäß Fig. 3 aufgebaut. In die erste Schicht (die Eingangsschicht) eingespeiste Signale F1, F2, ..., Fn1 sind die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP, die die Bildelemente in der Zone im Inneren des Strahlungsfeldes 602 des Röntgenbildes repräsentieren. Das Vorab-Auslese-Bildsignal wird in der gleichen Weise ausgedünnt, wie oben in Verbindung mit Fig. 27 erläutert wurde. Die von der dritten Schicht (der Ausgangsschicht) erhaltenen beiden Ausgangsgrößen y und y sind die Signale, die der Empfindlichkeit und dem Kontrast während des End-Auslesens entsprechen.
In der oben beschriebenen Weise werden Vorab-Auslese-Bildsignale von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern gewonnen, die Röntgenbilder speichern, von denen die passenden Auslesebedingungen für das End- Auslesen bekannt sind. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird dann in der in Fig. 27 dargestellten Weise ausgedünnt. Auf diese Weise wird eine Anzahl N1 von Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 erhalten. Die n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist, und die Lernoperationen des neuronalen Netzwerks werden in der gleichen Weise wiederholt, wie oben beschrieben wurde. Die die Auslesebedingungen für das End-Auslesen, die sich für das Bild eignen, reprä sentierenden Instruktursignale sind die Empfindlichkeit und der Kontrast . Zum Zeitpunkt, zu dem die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren die beiden Ausgangsgrößen y und y die geeignete Empfindlichkeit und den geeigneten Kontrast während des endgültigen Auslesens.
Nach Abschluß der Lernoperationen wird also ein Vorab-Auslese-Bildsignal SP entsprechend einem Röntgenbild erhalten, für das die geeigneten Auslesebedingungen beim End-Auslesen nicht bekannt sind. Gestalt und Lage des Strahlungsfeldes innerhalb des Röntgenbildes werden dann aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP ermittelt. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP entsprechend der Zone im Inneren des Strahlungfeldes wird in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die von dem neuronalen Netzwerk erhaltenen Ausgangsgrößen y und y werden als Signale verwendet, die die Auslesebedingungen (das heißt die Empfindlichkeit und den Kontrast) für das End-Auslesen repräsentieren, die für das Röntgenbild geeignet sind. Da die Lernoperationen in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden, repräsentieren die Signale exakt die passenden Auslesebedingungen für das End-Auslesen.
Bei der oben geschilderten Ausführungsform der neunzehnten Vorrichtung gemäß der Erfindung ermittelt das Computersystem die Auslesebedingungen für das End-Auslesen. Alternativ können vorbestimmte Auslesebedingungen verwendet werden, wenn das End-Auslesen stattfindet, ungeachtet der Charakteristika des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP kann das Computersystem 40 die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Durchführung der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ zu verwenden sind. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen festlegen.
Die oben erläuterte Ausführungsform der neunzehnten Vorrichtung gemäß der Erfindung wird angewendet bei der Strahlungsbildauslesevorrichtung, bei der ein Vorab-Auslesen stattfindet. Alledings kann die neunzehnte Vorrichtung gemäß der Erfindung auch bei Strahlungsbildauslesevorrichtungen verwendet werden, bei denen kein Vorab-Auslesen stattfindet, sondern lediglich End-Auslese-Vorgänge durchgeführt werden. In solchen Fällen erfolgt das endgültige Auslesen unter vorbestimmten Auslesebedingungen, und hierdurch wird ein Bildsignal gewonnen. In dem Computersystem werden auf der Grundlage des Bildsignals Bildverarbeitungsbedingungen eingestellt. Das Bildsignal wird unter den so festgestellten Bildverarbeitungsbedingungen einer Bildverarbeitung unterzogen.
Die neunzehnte Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auch anwendbar bei konventionellem Röntgenfilm oder dergleichen.
Außerdem ist die neunzehnte Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht beschränkt auf die Ermittlung der Auslesebedingungen für das endgültige Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen. Beispielsweise kann der aufgezeichnete Abschnitt des Objekts des Bildes oder dergleichen als charakteristische Merkmalsmenge verwendet werden.
Eine Ausführungsform der zwanzigsten Vorrichtung, das heißt der Strahlungsbildanalysevorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden beschrieben.
Diese Ausführungsform ist in das in Fig. 5 gezeigte Computersystem 40 inkorporiert.
In dem Computersystem 40 werden die Form und die Lage eines Strahlungsfeldes aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP ermittelt. Im Anschluß daran werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen, nämlich die Empfindlichkeit und der Kontrast während des End-Auslesen, ermittelt. Beispielsweise wird die an den Photoelektronenvervielfacher 27' angelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 26' der End- Ausleseeinrichtung 100' oder ähnliches nach Maßgabe der Auslesebedingungen für das End-Auslesen gesteuert.
In dem Computersystem 40 werden aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP unter Verwendung des neuronalen Netzwerks das Aufteilungsmuster der Strahlungsbilder, Form und Lage eines Strahlungsfeldes, die Orientierung, unter der das Objekt bei Aufzeichnung des Objektbildes gelegen hatte, und/oder der Bereich des Bildobjekts, der aufgezeichnet wurde, ermittelt. Im Anschluß daran werden die Auslesebedingungen für das End-Auslesen festgestellt.
Wie in Fig. 28 gezeigt ist, wird das Vorab-Auslese-Bildsignal SP in ein neuronales Netzwerk 745 eingespeist. Das neuronale Netzwerk 745 ermittelt das Aufteilungsmuster der Strahlungsbilder, Form und Lage eines Strahlungsfeldes, die Orientierung, unter der das Objekt bei Aufnahme des Bildes des Objekts orientiert war, und/oder der Bereich des Bildobjekts, der aufgezeichnet wurde, aus dem Vorab-Auslese-Bildsignal SP ermittelt. Die Ergebnisse dieser Ermittlung werden als charakteristische Merkmale aus dem neuronalen Netzwerk 745 ausgegeben.
Wie in Fig. 27 gezeigt ist, können auch nur die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP abgetastet werden, die die Bildelemente repräsentieren, welche in Fig. 27 schraffiert sind. Nur die abgetasteten Bildsignalkomponenten brauchen dann in das neuronale Netzwerk 745 eingespeist zu werden. Auf diese Weise läßt sich die Anzahl von Eingangspunkten des neuronalen Netzwerks reduzieren. Bei den meisten Bildern befindet sich der Hauptbestandteil des Bildes in der Nähe des Mittelteils des Bildes. Deshalb läßt sich das Vorab-Auslese-Bildsignal SP derart ausdünnen, daß mehr Bildsignalkomponenten verbleiben, die dem Mittelteil des Bildes entsprechen, und weniger Komponenten verbleiben, die den Umfangsbereichen entsprechen.
Das neuronale Netzwerk ist gemäß Fig. 3 ausgebildet. Signale F1, F2, ..., Fn1, die in die erste Schicht (die Eingangsschicht) eingespeist werden, sind die Bildsignalkomponenten des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Das Vorab- Auslese-Bildsignal wurde in der oben in Verbindung mit Fig. 27 beschriebenen Weise ausgedünnt. Zwei von der dritten Schicht (die Ausgangs schicht) erhaltene Ausgangsgrößen y und y sind die Signale, welche die Form und die Lage des Strahlungsfeldes (eines kreisförmigen Strahlungsfeldes, eines rechteckigen Strahlungsfeldes oder dergleichen) und den Teil des Objekts des Bildes, der aufgezeichnet wurde (der Kopf, die Brust, die Schulter, der Arm oder dergleichen) repräsentieren.
Vorab-Auslese-Bildsignale werden in der oben beschriebenen Weise von mehreren anregbaren Leuchtstoffblättern gewonnen, die Röntgenbilder speichern, bei denen Form und Lage des Strahlungsfeldes und des Teils des Objekts, von dem eine Bildaufnahme gemacht wurde, bekannt sind. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird dann in der in Fig. 27 gezeigten Weise ausgedünnt. Auf diese Weise werden n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 gewonnen. Diese n1 Eingangsgrößen F1, F2, ..., Fn1 werden in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist, und es werden die gleichen Lernoperationen des neuronalen Netzwerks wiederholt, wie sie oben beschrieben wurden. Die die Ergebnisse dieser Bestimmung repräsentierenden Instruktorsignale, die eine Korrektur für das Bild darstellen, repräsentieren die X-Koordinate und die Y-Koordinate . Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Lernoperationen abgeschlossen sind, repräsentieren die beiden Ausgangsgrößen y und y exakt die Form und die Lage des Strahlungsfeldes und desjenigen Teils des Objekts, von dem eine Bildaufnahme gemacht wurde.
In solchen Fällen, in denen das das Strahlungsfeld repräsentierende Signal beispielsweise nur angibt, ob das Strahlungsfeld kreisförmig oder rechteckig ist, kann eines der beiden Ausgangssignale eine 1 repräsentieren (für ein kreisförmiges Strahlungsbild) oder eine 0 (für eine rechteckiges Strahlungsfeld). In solchen Fällen kann die Ermittlung von dem neuronalen Netzwerk in sehr einfacher Weise durchgeführt werden.
Außerdem können für denjenigen Teil des Objekts, für den eine Bildaufnahme erfolgt ist, mehrere Abschnitte des Objekts durch Ziffern repräsen tiert werden. Auf diese Weise kann die Ermittlung von dem neuronalen Netzwerk in sehr einfacher Weise durchgeführt werden.
Nach dem Abschluß der Lernoperationen wird ein Vorab-Auslese- Bildsignal SP des Röntgenbildes erhalten, bei dem Form und Lage des Strahlungsfeldes und der Teil des Objekts, von dem eine Bildaufnahme gemacht wurde, nicht bekannt sind. Das Vorab-Auslese-Bildsignal SP wird in das in Fig. 3 gezeigte neuronale Netzwerk eingespeist. Die Ausgangsgrößen y und y , die von dem neuronalen Netzwerk kommen, dienen als Signale für Form und Lage des Strahlungsfeldes und des Teils des Objekts, von dem eine Bildaufzeichnung erstellt wurde. Da die Lernoperationen in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden, repräsentieren die Signale exakt die Form und die Lage des Strahlungsfeldes und den Teil des Objekts, von dem eine Bildaufzeichnung durchgeführt wurde.
Beispielsweise werden die an den Photoelektronenvervielfacher 27' angelegte Spannung, der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 26' der End- Ausleseeinrichtung 100' oder dergleichen nach Maßgabe der Signale gesteuert, die exakt die Form und die Lage des Strahlungsfeldes und denjenigen Teil des Objekts repräsentieren, von dem die Bildaufzeichnung gemacht wurde, wobei die Signale von dem neuronalen Netzwerk erhalten wurden. Das End-Auslesen erfolgt unter diesen gesteuerten Bedingungen.
Bei der obigen Ausführungsform der zwanzigsten Vorrichtung gemäß der Erfindung werden Form und Lage des Strahlungsfeldes und des Teils des Objekts, von dem eine Bildaufnahme aufgezeichnet wurde, durch das neuronale Netzwerk ermittelt. Das Unterteilungsmuster und die Orientierung, in der sich das Objekt bei der Bildaufnahme des Objekts befand, lassen sich in der gleichen Weise von dem neuronalen Netzwerk ermitteln. In solchen Fällen werden als die beiden Ausgangsgrößen diejenigen Signale generiert, die das Aufteilungsmuster und die Orientierung, in der sich das Objekt bei der Bildaufnahme befunden hat, repräsentieren.
In solchen Fällen, in denen das Signal über die Orientierung, in der sich das Objekt bei der Aufzeichnung des Bildes befunden hat, eine 1 darstellt (frontseitige Orientierung) oder eine 0 (seitliche Orientierung), läßt sich das Ermitteln von dem neuronalen Netzwerk in sehr einfacher Weise durchführen.
Außerdem kann das das Aufteilungsmuster repräsentierende Signal Ziffern repräsentieren, die vier Mustern zugeordnet sind (beispielsweise ein Zwei- auf-Eins-Aufteilungsmuster, bei dem zwei Strahlungsbilder vertikal aneinander angrenzen, ein Zwei-auf-Eins-Aufteilungsmuster, bei dem zwei Strahlungsbilder horizontal nebeneinander liegen, ein Vier-auf-Eins- Aufteilungsmuster, bei dem vier Strahlungsbilder vertikal und horizontal benachbart sind, und ein Eins-zu-Eins-Muster). Auf diese Weise kann die Ermittlung von dem neuronalen Netzwerk in sehr einfacher Weise durchgeführt werden.
Im folgenden soll beschrieben werden, wie ein binäres Mustersignal, repräsentativ für Form und Lage des Strahlungsfeldes, die von dem neuronalen Netzwerk ermittelt wurden, einer Nachbehandlung unterzogen werden.
Das aus dem neuronalen Netzwerk kommende Signal y spiegelt Form und Lage des Strahlungsfeldes wieder. Allerdings ist das Signal etwas ungenau an der Kante des Strahlungsfeldes. Deshalb ist die Form des Strahlungsfeldes, die auf der Grundlage des binären Mustersignals erstellt wurde, nicht vollständig gerade bezüglich dem Rand des Strahlungsfeldes.
Deshalb sollte vorzugsweise bezüglich des binären Mustersignals aus dem neuronalen Netzwerk ein binärer Bildprozeß durchgeführt werden. Mit einem solchen Prozeß läßt sich ein Signal gewinnen, welches exakt den Rand des Strahlungsfeldes repräsentiert.
Zunächst soll im folgenden beschrieben werden, wie ein Figurenverschmelzungsprozeß (ein binärer Bildglättungsprozeß) durchgeführt wird, bei dem es sich um ein Beispiel des binären Bildprozesses handelt. Im allgemeinen setzt sich der Figurenverschmelzungsprozeß aus zwei grundlegenden Prozessen zusammen: das heißt einer Zusammenziehung und einer Längung.
Der Zusammenziehungsprozeß wird auch als Erosionsprozeß bezeichnet. Mit diesem Prozeß werden sämtliche Bildelemente, die sich an der Grenze einer Figur befinden, eliminiert (das heißt diejenigen Elemente, die auf "1" gesetzt waren, werden in Bildelemente umgewandelt, die auf "0" gesetzt sind). Insbesondere wird ein Bildelement in einem Eingangsbild fij umgewandelt in ein Bildelement eines Ausgangsbildes gij, wobei sich der Umwandlungsprozeß folgendermaßen ausdrückt:
Der Längungsprozeß wird auch als Expansionsprozeß oder Ausbreitungsprozeß bezeichnet. Mit dem Längungsprozeß werden die Bildelemente an der Grenze einer Figur erhöht (das heißt Bildelemente, die auf "0" gesetzt waren, werden in Bildelemente "1" umgewandelt). Insbesondere wird ein Bildelement eines Eingangsbildes fij umgewandelt in ein Bildelement eines Ausgangsbildes gij, wobei die Umwandlung sich folgendermaßen ausdrückt:
Wenn die grundlegenden Zusammenziehungs- und Längungsprozesse kombiniert werden, läßt sich der größte Teil der Rauschkomponenten in einem binären Bild eliminieren. Deshalb kann das binäre Bild geglättet werden.
Wie zum Beispiel in Fig. 29A gezeigt ist, wird in solchen Fällen, in denen ein isolierter Punkt "a", der auf "1" im ursprünglichen Bild gesetzt ist, zum Eliminieren dieses isolierten Punkts "a" der Zusammenziehungsprozeß be züglich des ursprünglichen Bildes durchgeführt, wodurch das Bild in das in Fig. 29B dargestellte Bild umgewandelt wird. Anschließend erfolgt der Längungsprozeß zum Umwandeln des Bildes nach Fig. 29B in das Bild gemäß Fig. 29C. In den Fig. 29A, 29B, 29C, 30A, 30B und 30C zeigen Kreise die auf "1" gesetzten Bildelemente an, Punkte bezeichnen Bildelemente, die auf "0" gesetzt wurden.
In dem erhaltenen Bild gemäß Fig. 29C ist kein isolierter Punkt "a" vorhanden. Auf diese Weise läßt sich der isolierte Punkt "a" eliminieren.
Wie in Fig. 30A gezeigt ist, wird in den Fällen, in denen ein fehlender Punkt "b" (das heißt ein auf 0 gesetzter isolierter Punkt) in dem ursprünglichen Bild vorhanden ist, zum Eliminieren des fehlenden Punkts "b" der Längungs-Prozeß bezüglich des Originalbildes durchgeführt, das so umgewandelte Bild ist in Fig. 30B gezeigt. Anschließend wird ein Zusammenziehungs- oder Kontraktionsprozeß durchgeführt, um das Bild nach Fig. 30B in das Bild nach Fig. 30C umzusetzen. In dem so erhaltenen Bild gemäß Fig. 30C gibt es keinen fehlenden Punkt "b". Auf diese Weise läßt sich der fehlende Punkt "b" eliminieren.
Fig. 31 zeigt ein Beispiel dafür, wie der Figurenverschmelzungsprozeß auf das Binärmustersignal angewendet wird, welches Form und Lage des Strahlungsfeldes repräsentiert.
Bezüglich Fig. 31 werden ein Kontraktionsprozeß 701 und ein Längungsprozeß 702 in dieser Reihenfolge bezüglich des Binärsignalmusters durchgeführt, welches von dem neuronalen Netzwerk erhalten wurde und die Form und die Lage des Strahlungsfeldes repräsentiert. Anschließend werden ein Längungsprozeß 703 und ein Kontraktionsprozeß 704 in dieser Reihenfolge durchgeführt.
Durch das Durchführen des Kontraktionsprozesses 701 und des anschließenden Durchführens des Längungsprozesses 702 bezüglich des Binärmustersignals von Form und Lage des Strahlungsfeldes können isolierte Punkte in der Nähe des Randes des Strahlungsfeldes beseitigt werden. Durch den Längungsprozeß 703 und den daran anschließenden Kontraktionsprozeß 704 bezüglich des Binärmustersignals von Form und Lage des Strahlungsfeldes können fehlende Punkte in der Nähe des Randes des Strahlungsfeldes eliminiert werden.
Wenn daher die Prozesse zum Eliminieren isolierter Punkte und fehlender Punkte nacheinander bezüglich des Binärmustersignals über Form und Lage des Strahlungsfeldes durchgeführt werden, läßt sich die Grenze des Binärmusters glätten. Als Ergebnis kann man ein Binärmustersignal erhalten, welches exakt die Form und die Lage des Strahlungsfeldes wiederspiegelt.
Im folgenden wird ein anderes Beispiel für den Binärbildprozeß erläutert.
Bezugnehmend auf Fig. 32 wird bei diesem Beispiel der Rand des Strahlungsfeldes exakt dadurch nachgewiesen, daß eine Differenzierung bezüglich der Signalkomponenten des Bildmustersignals vom Rand des Strahlungsfeldes durchgeführt wird.
Bei dem Binärmustersignal, welches aus dem neuronalen Netzwerk gewonnen wurde, und welches die Form und die Lage des Strahlungsbildes repräsentiert, stimmt die Grenze des binären Musters nicht notwendigerweise überein mit dem Rand des Strahlungsfeldes. Allerdings ist das Ausmaß eines solchen Fehlers gering. Deshalb läßt sich durch eine Differenzierung lediglich der Signalkomponenten des Binärmustersignals entsprechend der Grenze des binären Musters der Rand des Strahlungsfeldes genau nachweisen.
Auf der Grundlage der Form und der Lage des Strahlungsfeldes, die von den obigen beiden Binärbildprozessen erhalten wurden, lassen sich die Auslesebedingungen für das End-Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen ermitteln.
Im folgenden wird beschrieben, wie das von dem neuronalen Netzwerk erhaltene Signal bezüglich des Teils des Objekts, von dem eine Bildaufnahme vorgenommen wurde, einer Nachbearbeitung unterzogen wird.
Wie oben beschrieben, werden die Auslesebedingungen für das End- Auslesen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Information ermittelt, die von dem neuronalen Netzwerk gewonnen wird und den Teil des Objekts des Bildes repräsentiert, von dem eine Bildaufzeichnung gemacht wurde. In solchen Fällen, in denen ein Muster eines künstlichen Knochens oder eines Gipsverbandes in dem Bild enthalten ist, kann die gewöhnliche Bildanalyse bezüglich der Ermittlung der Bedingungen nicht durchgeführt werden.
In solchen Fällen beurteilt das neuronale Netzwerk, ob ein Muster eines künstlichen Knochens oder ein Gipsverband in dem Bild enthalten ist oder nicht.
Die Beurteilung erfolgt auf der Grundlage des Signals y , welches von dem neuronalen Netzwerk gewonnen wurde und denjenigen Teil des Objekts repräsentiert, von dem eine Bildaufnahme gemacht wurde.
In den Fällen, an denen anhand des Signals y von dem Teil des Objekts, von dem eine Bildaufnahme gemacht wurde, festgestellt wurde, daß ein Muster eines künstlichen Knochens in dem Bild vorhanden ist, wird keine übliche Bildanalyse durchgeführt, sondern für das Muster eines künstlichen Knochens erfolgt eine Spezialanalyse. Wie zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 61(1986)-170729 offenbart ist, wird der üblichen Bildanalyse ein vorbestimmter kumulativer Korrekturwert hinzugefügt. In den Fällen, in denen ermittelt wurde, daß in dem Bild das Muster eines Gipsverbandes enthalten ist, wird die übliche Bildanalyse nicht durchgeführt, sondern es wird ein Lesevorgang mit fester Empfindlichkeit durchgeführt. Alternativ wird ein Alarmsignal abgegeben, und es erfolgt eine manuelle Bildanalyse (eine interaktive Verarbeitung gemäß der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 61(1986)-156250.
Die übliche Bildanalyse wird in solchen Fällen durchgeführt, in denen sich aus dem Signal y über den Teil des Objekts, von dem eine Bildaufzeichnung gemacht wurde, ergibt, daß sich in dem Bild kein Muster eines künstlichen Knochens oder eines Gipsverbandes befindet.
Bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der zwanzigsten Vorrichtung gemäß der Erfindung ermittelt das Computersystem die Auslesebedingungen für das End-Auslesen. Alternativ können vorbestimmte Auslesebedingungen verwendet werden, wenn das End-Auslesen durchgeführt wird, ungeachtet der Charakteristika des Vorab-Auslese-Bildsignals SP. Auf der Grundlage des Vorab-Auslese-Bildsignals SP kann das Rechnersystem 40 die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen, die bei der Durchführung der Bildverarbeitung des Bildsignals SQ zu verwenden sind. Das Computersystem 40 kann außerdem sowohl die Auslesebedingungen als auch die Bildverarbeitungsbedingungen einstellen.
Die oben erläuterte Ausführungsform der zwanzigsten Vorrichtung gemäß der Erfindung wird angewendet bei der Bildauslesevorrichtung, bei der ein Vorab-Auslesen durchgeführt wird. Allerdings kann die zwanzigste erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei einer Bildauslesevorrichtung angewendet werden, bei der keine Vorab-Auslesevorgänge durchgeführt werden, sondern nur die oben erläuterten endgültigen Ausleseoperationen stattfinden. In solchen Fällen erfolgt die Bildausleseoperation unter vorbestimmten Auslesebedingungen, und hierdurch wird ein Bildsignal gewonnen. In dem Computersystem werden die Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage dieses Bildsignals ermittelt. Das Bildsignal wird einer Bildverarbeitung unter den so ermittelten Bildverarbeitungsbedingungen unterzogen.
Die zwanzigste Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auch anwendbar, wenn ein konventioneller Röntgenfilm oder dergleichen verwendet wird.

Claims

1. Verfahren zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des Bildsignals eingestellt werden, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert,

wobei das Verfahren zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte aufweist:

i) es wird Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk eingegeben, und

ii) aus dem neuronalen Netzwerk wird Information abgezogen, die die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte:

i) Eingeben von Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, und von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk, und

3. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte:

i) Hernehmen desjenigen Werts des Bildsignals, der die Maximum- Menge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, der sich von dem Teil unterscheidet, welcher einer Hintergrundzone des Strahlungsbildes entspricht, als Maximum-Wert,

ii) Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum- Wert des Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird,

iii) Einspeisen von Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich von Maximum-Wert und Minimum- Wert des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann,

iv) Abziehen von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk,

v) Korrigieren der Bildverarbeitungsbedingungen, die repräsentiert werden durch die von dem neuronalen Netzwerk abgezogene Information, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts,

vi) um dadurch die endgültigen Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend folgende Schritte:

iii) Einspeisen von Information, welche die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk derart, daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich von Maximum-Wert und Minimum-Wert des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, stets in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann,

vi) um dadurch die endgültigen Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen.

5. Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei dem ein erstes Bildsignal, welches ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, dadurch gewonnen wird, daß ein anregbares Leuchtstoffblatt, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen exponiert wird, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf ihm während der Strahlungsexposition gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,

ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut Anregungsstrahlen ausgesetzt wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht detektiert wird, und

Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu gewinnen ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,

wobei das Verfahren zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild folgende Schritte enthält:

i) Eingeben von Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk, und

ii) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk.

6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend die Schritte:

i) Eingeben von Information, die eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, und von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk, und

i) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk.

7. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend die Schritte:

i) Hernehmen desjenigen Werts des ersten Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in dem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, der sich unterscheidet von demjenigen Teil, der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entspricht, als den Maximum-Wert,

ii) Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum- Wert des ersten Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird,

iii) Einspeisen von Information, welche die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, in ein neuronales Netzwerk, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, stets in dieselbe Eingabeeinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann,

iv) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk,

v) Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die von dem neuronalen Netzwerk abgezogene Information repräsentiert werden, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts,

vi) um dadurch die endgültigen Auslesebedingungen und/oder endgültigen Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen.

8. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend folgende Schritte:

ii) Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum- Wert des ersten Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird;

iii) Einspeisen von Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt, in ein neuronales Netzwerk in der Weise, daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichtkeitsdichtefunktion fällt, stets in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann,

iv) Abziehen von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen von dem neuronalen Netzwerk,

v) Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuronalen Netzwerk abgezogene Information repräsentiert wird, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts,

vi) um dadurch die endgültigen Auslesebedingungen und/oder die endgültigen Bildverarbeitungsbedingungen einzustellen.

9. Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen ein Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentierenden Bildsignals eingestellt werden, wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Bildverarbeitungsbedingungen für das Strahlungsbild umfaßt:

i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und

ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, zum Einstellen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und zum Ausgeben von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise eingestellt wurden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, umfassend:

i) die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert,

i) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild wiedergibt, und

iii) das neuronale Netzwerk zum Empfangen der Information über die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, zum Empfangen der Hilfsinformation von der Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung, zum Einstellen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion und der Hilfsinformation, und zum Ausgeben von Information, die die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentiert, die auf diese Weise eingestellt wurden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, umfassend:

i) eine Operationseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals, zum Erfassen desjenigen Werts des Bildsignals, der die maximale Menge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Bildsignals repräsentiert, der ein anderer ist als der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entsprechende Teil, Hernehmen des Werts des Bildsignals, der auf diese Weise aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erfaßt wurde, als Maximum-Wert, Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum- Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird, und Ausgeben von Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion,

i) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Operationseinrichtung, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, Bestimmen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise festgelegt wurden, und

iii) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die von dem neuronalen Netzwerk ausgegebene Information repräsentiert werden, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, umfassend:

ii) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das Strahlungsbild angibt,

iii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Operationseinrichtung, und der Hilfsinformation von der Hilfsinformations- Ausgabeeinrichtung, so daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, Bestimmen der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise bestimmt wurden, und

iv) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die Information repräsentiert werden, welche aus dem neuronalen Netzwerk ausgegeben wurde, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.

13. Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild, bei der ein erstes Bildsignal, welche ein Strahlungsbild eines Objekts repräsentiert, durch Belichten eines anregbaren Leuchtstoffblatts erhalten wird, auf dem das Strahlungsbild gespeichert wurde, mit Anregungsstrahlen, die das anregbare Leuchtstoffblatt veranlassen, Licht im Verhältnis zu der Energiemenge zu emittieren, die auf dem Blatt während ihrer Belichtung mit Strahlung gespeichert wurde, wobei das emittierte Licht erfaßt wird,

ein zweites Bildsignal, welches das Strahlungsbild repräsentiert, anschließend dadurch erhalten wird, daß das anregbare Leuchtstoffblatt erneut mit Anregungsstrahlen belichtet wird, wobei das von dem anregbaren Leuchtstoffblatt emittierte Licht erfaßt wird, und

Auslesebedingungen, unter denen das zweite Bildsignal zu erhalten ist, und/oder Bildverarbeitungsbedingungen, unter denen das erhaltene zweite Bildsignal einer Bildverarbeitung zu unterziehen ist, auf der Grundlage des ersten Bildsignals eingestellt werden,

wobei die Vorrichtung zum Einstellen von Auslesebedingungen und/oder Bildverarbeitungsbedingungen für ein Strahlungsbild aufweist:

i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, und

ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, Einstellen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise eingestellt wurden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend:

i) eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals und zum Ausgeben von Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion darstellt,

ii) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild angibt, und

iii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion repräsentiert, von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktions-Erzeugungseinrichtung, zum Empfangen der Hilfsinformation von der Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung, zum Einstellen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion und der Hilfsinformation, und Ausgeben von Information, die die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen repräsentieren, die auf diese Weise eingestellt wurden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend:

i) eine Operationseinrichtung zum Erzeugen einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals, zum Erfassen desjenigen Werts des ersten Bildsignals, der die Maximalmenge des emittierten Lichts in einem Teil einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ersten Bildsignals repräsentiert, der sich unterscheidet von dem Teil, der einer Hintergrundzone in dem Strahlungsbild entspricht, Hernehmen dieses Werts des ersten Bildsignals, der auf diese Weise von der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erhalten wurde, als Maximum-Wert, Normieren der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit ihrem Maximum-Wert in ihrem Teil zwischen dem Maximum-Wert und dem Minimum-Wert des ersten Bildsignals, wodurch eine normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion erzeugt wird, und Ausgeben von Information, die repräsentativ ist für die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion,

ii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information, die repräsentativ ist für die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, von der Operationseinrichtung in der Weise, daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum-Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, immer in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, zum Bestimmen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und zum Ausgeben von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise bestimmt wurden, und

iii) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuro nalen Netzwerk ausgegebene Information repräsentiert werden, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend:

ii) eine Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben von Hilfsinformation, die Besonderheiten über das auf dem anregbaren Leuchtstoffblatt gespeicherte Strahlungsbild wiedergibt,

iii) ein neuronales Netzwerk zum Empfangen der Information über die normierte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von der Operationseinrichtung und der Hilfsinformation von der Hilfsinformations-Ausgabeeinrichtung in der Weise, daß ein vorbestimmter Wert, der in den Bereich des Maximum- Werts und des Minimum-Werts des Bildsignals in der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion fällt, stets in dieselbe Eingangseinheit des neuronalen Netzwerks eingespeist werden kann, zum Bestimmen der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen auf der Grundlage der normierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion, und Ausgeben von Information über die Auslesebedingungen und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, die auf diese Weise bestimmt wurden, und

iv) eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Auslesebedingungen und/oder der Bildverarbeitungsbedingungen, die durch die aus dem neuronalen Netzwerk ausgegebene Information repräsentiert werden, auf der Grundlage des vorbestimmten Werts.