JP2000316835A - 画像処理方法および装置並びに放射線透視撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の動きの有無に関わらず常に適切な品質
の画像を得る画像処理方法および装置、並びに、そのよ
うな画像処理装置を備えた放射線透視撮影装置を実現す
る。 【解決手段】 撮影対象を放射線で透視して撮影した画
像をリカーシブフィルタで処理するに当たり、ルックア
ップテーブルを複数種類（２２２，２２４，２２６）設
け、放射線に関する撮影対象の相対的な移動速度に応じ
て複数種類のルックアップテーブルを切り換えて（２３
２）使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法およ
び装置並びに放射線透視撮影装置に関し、特に、撮影対
象を放射線で透視して撮影した画像をリカーシブフィル
タ（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒ）で処理する画
像処理方法および装置並びに放射線透視撮影装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】放射線透視撮影装置の一例として、例え
ばＸ線透視撮影装置がある。Ｘ線透視撮影装置において
は、放射線としてはＸ線が利用される。そして、Ｘ線照
射装置から撮影範囲を包含するコーン（ｃｏｎｅ）状の
Ｘ線ビーム（ｂｅａｍ）を照射し、それによる透視像を
イメージ・インテンシファイヤ（ｉｍａｇｅ ｉｎｔｅ
ｎｓｉｆｉｅｒ）で蛍光像に変換し、それをビデオカメ
ラ（ｖｉｄｅｏ ｃａｍｅｒａ）で撮影してＣＲＴディ
スプレー（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅｄｉｓｐ
ｌａｙ）等の表示器に表示するようになっている。

【０００３】ビデオカメラで撮影した透視像はディジタ
ル画像に変換し、メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）への記憶や複
数の画像間での演算等の様々な画像処理が行えるように
している。画像処理の１つの形態として、画像のノイズ
（ｎｏｉｓｅ）を低減するためのリカーシブフィルタを
用いた画像処理がある。

【０００４】これは、入力画像データ（ｄａｔａ）に補
正データを加算して画像データの変化を緩和する処理で
あり、ピクセル（ｐｉｘｅｌ）ごとに１フレーム（ｆｒ
ａｍｅ）前の画像データと最新の入力画像データとの差
を求め、この差に対応した補正データをルックアップテ
ーブル（ＬＵＴ：ｌｏｏｋ−ｕｐ ｔａｂｌｅ）から求
めて入力画像データに加算するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような画像処理
では、画像に動きがある場合は元の位置に残像（ラグ：
ｌａｇ）が残り、画像の品質が低下するという問題があ
った。

【０００６】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、画像の動きの有無に関わら
ず常に適切な品質の画像を得る画像処理方法および装
置、並びに、そのような画像処理装置を備えた放射線透
視撮影装置を実現することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の観点での発明は、撮影対象を放射線で透視し
て撮影した画像をルックアップテーブルを用いたリカー
シブフィルタで処理するに当たり、前記ルックアップテ
ーブルを複数種類設け、前記放射線に関する前記撮影対
象の相対的な移動速度に応じて前記複数種類のルックア
ップテーブルを切り換えて使用することを特徴とする画
像処理方法である。

【０００８】（２）上記の課題を解決する第２の観点で
の発明は、撮影対象を放射線で透視して撮影した画像を
ルックアップテーブルを用いたリカーシブフィルタで処
理する画像処理装置であって、複数種類のルックアップ
テーブルと、前記放射線に関する前記撮影対象の相対的
な移動速度に応じて前記複数種類のルックアップテーブ
ルを切り換える切換手段とを具備することを特徴とする
画像処理装置である。

【０００９】（３）上記の課題を解決する第３の観点で
の発明は、撮影対象を放射線で透視した画像を撮影する
撮影手段と、前記画像をルックアップテーブルを用いた
リカーシブフィルタで処理する画像処理手段とを有する
放射線透視撮影装置であって、前記画像処理手段として
請求項２に記載の画像処理装置を用いることを特徴とす
る放射線透視撮影装置である。

【００１０】（４）上記の課題を解決する他の観点での
発明は、撮影対象を放射線で透視し、前記透視した画像
をルックアップテーブルを用いたリカーシブフィルタで
処理し、前記処理した画像を表示する放射線透視撮影方
法であって、前記ルックアップテーブルを複数種類設
け、前記放射線に関する前記撮影対象の相対的な移動速
度に応じて前記複数種類のルックアップテーブルを切り
換えて使用することを特徴とする放射線透視撮影方法で
ある。

【００１１】（作用）本発明では、リカーシブフィルタ
における複数種類のルックアップテーブルを撮影対象の
移動速度に応じて切り換えて使用し、画像の動きの有無
に関わらず常に適切な品質の画像を得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１にＸ線透視撮影装置の
ブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は、本発明の
放射線透視撮影装置の実施の形態の一例である。本装置
の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一
例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に
関する実施の形態の一例が示される。

【００１３】図１に示すように、本装置はＸ線管２を有
する。Ｘ線管２は支柱４で支持されている。支柱４はそ
の根本部がベース（ｂａｓｅ）６に結合している。ベー
ス６はその上に天板８を有する。天板８の上には撮影対
象１０が載置される。

【００１４】Ｘ線管２はＸ線管コントローラ（ｃｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｒ）３００によって制御され、撮影対象１０
に例えばコーン状のＸ線ビーム１２を照射する。Ｘ線管
２は、また、Ｘ線管昇降コントローラ３０２によって制
御されて、支柱４に沿って昇降する。支柱４は支柱傾斜
コントローラ３０４によって制御され、図における時計
回り方向または反時計回り方向の傾きが変わる。ベース
６はベース起倒コントローラ３０６により制御され、図
における時計回り方向または反時計回り方向に起倒角度
が変化する。天板８は天板送りコントローラ３０８で制
御されて、ベース６の上面に沿って移動する。

【００１５】ベース６の内部には、イメージ・インテン
シファイヤ１４が取り付けられている。イメージインテ
ンシファイヤを以下Ｉ．Ｉ．という。Ｉ．Ｉ．１４はＸ
線入射面をＸ線管２に向けている。Ｉ．Ｉ．１４にはビ
デオカメラ（ｖｉｄｅｏ ｃａｍｅｒａ）１６が結合さ
れている。ビデオカメラ１６は、Ｉ．Ｉ．１４の出力画
像を撮影したビデオ信号を出力する。Ｘ線管２、Ｉ．
Ｉ．１４およびビデオカメラ１６からなる部分は、本発
明における撮影手段の実施の形態の一例である。

【００１６】ビデオカメラ１６は画像処理部２２の入力
側に接続されている。画像処理部２２は、ビデオカメラ
１６から入力されるビデオ信号を、後述のようにリカー
シブフィルタで処理して表示画像データを生成する。画
像処理部２２は、本発明における画像処理手段の実施の
形態の一例である。画像処理部２２の出力側には表示部
２４が接続されている。表示部２４は画像処理部２２か
ら入力された画像データに基づき可視像を表示する。表
示部２４は例えばグラフィックディスプレー（ｇｒａｐ
ｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。

【００１７】画像処理部２２には制御部２６が接続され
ている。制御部２６は、画像処理部２２に制御信号を与
えてその動作を制御する。制御部２６および画像処理部
２２からなる部分は、本発明の画像処理装置の実施の形
態の一例である。本画像処理装置の構成によって、本発
明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本画像
処理装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の
形態の一例が示される。

【００１８】制御部２６は、Ｘ線管コントローラ３０
０、Ｘ線管昇降コントローラ３０２、支柱傾斜コントロ
ーラ３０４、ベース起倒コントローラ３０６および天板
送りコントローラ３０８に接続されている。制御部２６
はそれら各部に制御信号を与えてそれぞれの動作を制御
する。

【００１９】制御部２６には操作部２８が接続され、操
作者が適宜の指令や情報等を制御部２６に入力できるよ
うになっている。操作部２８は、各種操作キー（ｋｅ
ｙ）、アルファニューメリック・キーボード（ａｌｐｈ
ａ−ｎｕｍｅｒｉｃ ｋｅｙｂｏａｒｄ）、トラックボ
ール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）等のポインティングデバ
イス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）、および、Ｘ
線管２の昇降、支柱４の傾斜、ベース６の起倒、天板８
の送りを操作するための操作スティック（ｓｔｉｃｋ）
等を備えている。

【００２０】図２に、画像処理部２２におけるリカーシ
ブフィルタのブロック図を示す。同図に示すように、画
像処理部２２はルックアップテーブル２２２，２２４，
２２６を有する。ルックアップテーブル２２２，２２
４，２２６は、例えばメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に書き込
まれたデータテーブル（ｄａｔａ ｔａｂｌｅ）等で構
成される。ルックアップテーブル２２２，２２４，２２
６は、本発明におけるルックアップテーブルの実施の形
態の一例である。以下、ルックアップテーブルをＬＵＴ
という。

【００２１】ＬＵＴ２２２，２２４，２２６には、減算
器２２８で求めた１フレーム遅延回路２３０の出力デー
タｅｉ−１と撮影入力データｅｉとの差Δｅを入力デー
タとし、それに対応した出力データｕ１，ｕ２，ｕ３を
それぞれ生じる。ＬＵＴ２２２，２２４，２２６の入出
力特性をそれぞれ図３、図４および図５に示す。

【００２２】図３に示すように、ＬＵＴ２２２は、例え
ば±１０２３の入力データの階調のスパン（ｓｐａｎ）
に対して、±５１１のスパンの出力データをリニア（ｌ
ｉｎｅａｒ）生じるものである。ＬＵＴ２２４は、図４
に示すように、同じ入力スパンのデータに対して、±１
／２スパンまではリニアな出力を生じるがそれ以降は出
力が±１２７で飽和するものである。ＬＵＴ２２６は、
図５に示すように、同じ入力スパンのデータに対して、
スパンの±１／４の範囲で±２０までほぼリニアに増加
する出力データを生じ、スパンの±１／４から±１／２
まではほぼリニアに減少する出力データを生じ、±１／
２以降は０となる出力データを生じる。

【００２３】このようなＬＵＴ２２２，２２４，２２６
の出力データｕ１，ｕ２，ｕ３のうちのいずれかが切換
器２３２を通じて加算器２３４に入力される。切換器２
３２の切り換えは制御部２６によって制御される。切換
器２３２および制御部２６からなる部分は、本発明にお
ける切換手段の実施の形態の一例である。

【００２４】制御部２６は、Ｘ線管２に対する撮影対象
１０の相対的な移動速度に応じて切換器２３２の切り換
えを制御する。すなわち、相対的な移動速度ｖが第１の
基準値Ｖ１以下のときは切換器２３２をＬＵＴ１側に切
り換える。移動速度ｖが第１の基準値Ｖ１を越え第２の
基準値Ｖ２以下のときは切換器２３２をＬＵＴ２側に切
り換える。移動速度ｖが第２の基準値Ｖ２を越えるとき
は切換器２３２をＬＵＴ３側に切り換える。

【００２５】Ｘ線管２に対する撮影対象１０の相対的な
移動速度ｖは、Ｘ線管昇降コントローラ３０２、支柱傾
斜コントローラ３０４、ベース起倒コントローラ３０６
および天板送りコントローラ３０８にそれぞれ与える制
御信号に基づいて制御部２６が算出する。なお、移動速
度ｖは、個々のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ）で検出したＸ線
管２、支柱４、ベース６および天板８の移動速度から算
出しても良いのはもちろんである。

【００２６】加算器２３４は撮影入力データｅｉと切換
器２３２の出力データｕｊ（ｊ：１，２または３）を加
算して出力データｅｏを生成する。出力データｅｏは表
示部２４に入力されるとともに１フレーム遅延回路２３
０に入力される。

【００２７】出力データｅｏは次式で与えられる。

【００２８】

【数１】

【００２９】（１）において、右辺の第２項がフレーム
間の画像データの変化を緩和する補正データとなる。補
正データｕｊは、図３〜図５に示したようにＬＵＴごと
に異なる特性を有する。

【００３０】本装置の動作を説明する。図６に、本装置
の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。本装置は、操作
者の操作に基づき制御部２６による制御の下で動作す
る。先ず、ステップ６０２で撮影条件の設定を行う。こ
れによって撮影部位に応じたＸ線照射条件が設定され
る。Ｘ線照射条件には、例えばＸ線管電圧、Ｘ線管電
流、Ｘ線絞りの開度、Ｘ線焦点距離等が含まれる。

【００３１】次に、ステップ６０４で撮影が行われる。
すなわち、Ｘ線管２からＸ線が照射され、撮影対象１０
の透視像がＩ．Ｉ．１４およびビデオカメラ１６を経て
画像処理部２２に入力される。画像処理部２２では図２
に示したリカーシブフィルタにより画像データのフィル
タリングを行う。その際、Ｘ線管２に対する撮影対象１
０の相対的な移動速度ｖに応じてＬＵＴ１〜ＬＵＴ３の
うちのいずれか１つが使用される。

【００３２】すなわち、ステップ６０６において移動速
度ｖを基準値Ｖ１，Ｖ２に基づいて判定し、ｖ≦Ｖ１の
ときはステップ６０８でＬＵＴ１を選択し、Ｖ１＜ｖ≦
Ｖ２のときは、ステップ６１０でＬＵＴ２を選択し、Ｖ
２＜ｖのときはステップ６１２でＬＵＴ３を選択する。
そして、選択したＬＵＴを用いてステップ６１４でリカ
ーシブフィルタ処理を行う。

【００３３】これにより、Ｘ線管２の昇降、支柱４の傾
斜運動、ベース６の起倒または天板８の送りのいずれも
行われていないときは、ｖ≦Ｖ１となることによりＬＵ
Ｔ１を用いたリカーシブフィルタ処理が行われる。ＬＵ
Ｔ１から出力される図３に示したような補正データｕ１
によって静止画像に適したノイズ低減処理が行われる。

【００３４】操作者が、Ｘ線管２の昇降、支柱４の傾斜
運動、ベース６の起倒または天板８の送りのうちの少な
くともどれか１つを行いながら撮影を行った場合は、そ
れらの運動の速度に応じて、Ｖ１＜ｖ≦Ｖ２またはＶ２
＜ｖとなることによりＬＵＴ２またはＬＵＴ３を用いた
リカーシブフィルタ処理がそれぞれ行われる。

【００３５】速度が中程度でＶ１＜ｖ≦Ｖ２のときは、
ＬＵＴ２から出力される図４に示したような特性を持つ
補正データｕ２により、フレーム間のデータ差が比較的
小さい間はほぼリニアな補正によりノイズ低減を行い、
フレーム間のデータ差が大きくなると補正データを一定
にしてラグの増大を防ぐようにしている。

【００３６】速度が高速でＶ２＜ｖとなったときは、Ｌ
ＵＴ３から出力される図５に示したような特性を持つ補
正データｕ３により、リニア補正によるノイズ低減はフ
レーム間のデータ差が小さい範囲のみに限定し、それを
越える範囲では補正データを０にして撮影入力データ優
先のデータ処理を行う。これにより動きのある画像にラ
グを伴うことがなくなる。

【００３７】このようにリカーシブフィルタ処理された
画像がステップ６１６で表示部２４に表示される。表示
画像は、上記のようなリカーシブフィルタ処理により、
静止画像についてはノイズが適切に低減された画像と
し、移動画像についてはその速度に応じてノイズ低減と
ラグ低減との調和がとれた画像とすることができる。撮
影の継続中はステップ６１８からステップ６０４に戻っ
て、上記の動作が繰り返され、静止画像および動画像が
いずれも適切に撮影される。

【００３８】以上、ＬＵＴを３種類用いる例で説明した
が、ＬＵＴは３種類に限るものではなく適宜の複数種類
設けて良い。また、放射線としてＸ線を用いた例につい
て説明したが、放射線はＸ線に限るものではなく、例え
ばγ線等の他の種類の放射線であっても良い。ただし、
現時点では、Ｘ線がその発生、検出および制御等に関し
実用的な手段が最も充実している点で好ましい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、画像の動きの有無に関わらず常に適切な品質の画
像を得る画像処理方法および装置、並びに、そのような
画像処理装置を備えた放射線透視撮影装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】図１に示した装置におけるリカーシブフィルタ
のブロック図である。

【図３】図２に示したリカーシブフィルタで使用するル
ックアップテーブルの入出力特性を示すグラフである。

【図４】図２に示したリカーシブフィルタで使用するル
ックアップテーブルの入出力特性を示すグラフである。

【図５】図２に示したリカーシブフィルタで使用するル
ックアップテーブルの入出力特性を示すグラフである。

【図６】図１に示した装置の動作のフロー図である。

【符号の説明】

２ Ｘ線管 ４ 支柱 ６ ベース ８ 天板 １０ 撮影対象 １２ Ｘ線ビーム １４ イメージ・インテンシファイヤ １６ ビデオカメラ ２２ 画像処理部 ２４ 表示部 ２６ 制御部 ２８ 操作部 ３００ Ｘ線管コントローラ ３０２ Ｘ線管昇降コントローラ ３０４ 支柱傾斜コントローラ ３０６ ベース起倒コントローラ ３０８ 天板送りコントローラ ２２２，２２４，２２６ ルックアップテーブル ２２８ 減算器 ２３０ １フレーム遅延回路 ２３２ 切換器 ２３４ 加算器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影対象を放射線で透視して撮影した画
   像をルックアップテーブルを用いたリカーシブフィルタ
   で処理するに当たり、 前記ルックアップテーブルを複数種類設け、 前記放射線に関する前記撮影対象の相対的な移動速度に
   応じて前記複数種類のルックアップテーブルを切り換え
   て使用する、ことを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 撮影対象を放射線で透視して撮影した画
   像をルックアップテーブルを用いたリカーシブフィルタ
   で処理する画像処理装置であって、 複数種類のルックアップテーブルと、 前記放射線に関する前記撮影対象の相対的な移動速度に
   応じて前記複数種類のルックアップテーブルを切り換え
   る切換手段と、を具備することを特徴とする画像処理装
   置。
3. 【請求項３】 撮影対象を放射線で透視した画像を撮影
   する撮影手段と、前記画像をルックアップテーブルを用
   いたリカーシブフィルタで処理する画像処理手段とを有
   する放射線透視撮影装置であって、 前記画像処理手段として請求項２に記載の画像処理装置
   を用いる、ことを特徴とする放射線透視撮影装置。