JP2003093375A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
撮像装置及び撮像方法Info
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Abstract
ようにグリッドを駆動して、良好なX線撮影を実現す
る。 【解決手段】 X線照射ボタン210が押されたときに
グリッド130とセンサ部140を制御し、X線とタイ
ミングを合わせる機能を有する撮影制御部180を設
け、更にグリッド130を撮影面内で移動させる機能を
有し、当該移動を制御するグリッド移動制御手段170
を設ける。
Description
ル値として取得する撮像装置及び撮像方法に係わり、特
に散乱線を除去するグリッドを移動させつつ被写体のX
線撮影を行う撮像装置及び撮像方法に関するものであ
る。
が画像に大きな影響を与える。この散乱X線を効率良く
除去するために、撮影面に平行に散乱X線除去手段(以
下、グリッドと記す)を使用し、X線画像のコントラス
トの向上に役立てている。グリッドは、鉛箔がX線発生
源の焦点に対して集束するか、または撮影面に垂直にな
るように配置されている構造を持ち、X線焦点から被写
体を通過して直線的に入射してくるX線は透過し易く、
被写体により散乱されて斜めに入射してくるX線は鉛箔
により遮蔽される機能を持つ。従来からのフィルム/ス
クリーン系によるX線撮影では、グリッドの鉛箔の周波
数を通常(グリッドがないと仮定した場合)のX線画像
の有する周波数成分より高くして、グリッドによってX
線画像にできる縞目を目立たなくしたり、またグリッド
を撮影面に平行に移動させることによりX線画像に生じ
る縞目のコントラストを減じてフィルム上では縞目が見
えないようにして撮影されていた。
体によってX線の強度に比例した可視光に変換し、それ
を光電変換素子を用いて電気信号に変換し、電気信号を
AD変換器でデジタル変換するX線デジタル撮像装置
や、X線を直接吸収しX線の強度に比例した電荷分布を
検知して電気信号に変換して、電気信号をAD変換器で
デジタル変換するX線デジタル撮像装置などが使用され
はじめている。
フィルム/スクリーン系よりもX線吸収率が高い。ま
た、X線デジタル撮像装置で得られたX線画像には、画
像の粒状性を劣化させるフィルムの構造モトルがない。
更に、デジタル値として得られているX線画像はフィル
ムの決まった階調で出力する必要はなく、画像モニター
などで階調を自由に変えてX線画像を見ることができ
る。また、画像処理で周波数解析等を行って画質を改善
することができる。
装置では、散乱線除去のためのグリッドを用いた撮影に
おいて、従来のフィルム/スクリーン系では気にならな
かった問題が発生する。以下にその問題を説明する。
は、散乱線の除去を行う縞目状鉛箔のピッチ(以下、グ
リッド密度と記す)を通常のX線画像のもつ周波数成分
より高くすることでグリッドの縞目を目立たなくしてい
た。しかしながら、X線デジタル撮像装置においてはX
線を電気信号として検出するセンサーの画素ピッチとグ
リッド密度の違いにより、X線画像にモアレが生じる。
このモアレの周波数は、画素とグリッド網目との周期が
一致する周波数であり、通常のX線画像の持つ周波数成
分であるため、グリッドのモアレは非常に目立つ。
要となる。その一つの方法として、グリッドを単に移動
させることにより、当該グリッドによってX線画像に生
じるモアレを減じていた。しかしながら、最近の技術の
進歩により、X線デジタル撮像装置では、従来の撮像装
置よりもX線の吸収率及び解像度が良い。また、画像モ
ニターで自由に階調を変化させることができるため、従
来よりもX線画像上でより細かなグリッドのモアレの像
が問題となる。
像上に現れる散乱X線除去手段(グリッド)のモアレが
目立たないようにグリッドを駆動して、良好なX線撮影
を実現する撮像装置及び撮像方法を提供することを目的
とする。
写体にX線を照射するX線照射手段と、X線デジタル画
像を取得するX線画像取得手段と、前記被写体内で発生
した散乱X線を除去する散乱X線除去手段と、前記散乱
X線除去手段を撮影面内で移動させる機能を有し、前記
散乱X線除去手段の移動のタイミングを制御する移動制
御手段とを含むことを特徴とする。
制御手段による前記散乱X線除去手段の移動のタイミン
グを取得するために、X線強度を時系列に測定するX線
タイミング取得手段を更に含む。
照射手段によるX線の照射は前記散乱X線除去手段の移
動中に行われ、X線の照射が前記散乱X線除去手段の有
効部分で行われるように当該散乱X線除去手段の位置を
測定する位置測定手段を更に含む。
制御手段は、前記X線画像取得手段の前面で前記散乱X
線除去手段を往復運動させ、回転運動を前記往復運動に
変換するリンク機構を更に含む。
制御手段は、前記散乱X線除去手段の移動制御をするに
際し、折り返しの期間近傍までの移動区間と折り返しの
期間以外の移動区間とで移動制御を異ならしめる。
タイミング取得手段により前記X線照射手段が起動され
てから、実際にX線が照射されるまでの遅延時間を測定
する遅延時間測定手段を更に含む。
X線除去手段の移動の折り返し時にX線照射強度を検知
するX線タイミング収得手段と、前記散乱X線除去手段
の移動の折り返しを検知する折り返し位置測定手段とを
更に含む。
し、X線デジタル画像を取得する撮像方法において、前
記被写体内で発生した散乱X線を除去する散乱X線除去
手段を撮影面内で移動させるに際して、当該移動のタイ
ミングを制御することを特徴とする。
X線除去手段の移動のタイミングを取得するために、X
線強度を時系列に測定する。
射を前記散乱X線除去手段の移動中に行い、X線の照射
が前記散乱X線除去手段の有効部分で行われるように当
該散乱X線除去手段の位置を測定する。
取得手段の前面で前記散乱X線除去手段を往復運動さ
せ、回転運動を前記往復運動に変換する。
X線除去手段の移動制御をするに際し、折り返しの期間
近傍までの移動区間と折り返しの期間近傍以後の移動区
間とで移動制御を異ならしめる。
タイミング取得手段により前記X線照射手段が起動され
てから、実際にX線が照射されるまでの遅延時間を測定
する。
X線除去手段の移動の折り返し時にX線照射強度を検知
し、前記散乱X線除去手段の移動の折り返しを検知す
る。
段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを
格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な
ものである。
をコンピュータの制御により実行させるためのプログラ
ムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可
能なものである。
手段としてコンピュータを機能させるためのものであ
る。
順をコンピュータの制御により実行させるためのもので
ある。
施形態を図面とを参照しながら詳細に説明する。
置の概略構成を示すブロック図である。同図において、
X線照射手段110から被写体120にX線が照射さ
れ、被写体120から透過してきたX線が移動するグリ
ッド130を通してセンサ部140に入射する。センサ
部140に入射したX線は電気信号として検出される。
電気信号として検出されたX線画像はデジタル値に変換
されて画像処理手段190にて画像処理により画質を改
善して画像表示、保存手段200にて画像表示または保
存される。撮影制御部180は、X線照射ボタン210
が押されたときにグリッド130とセンサ部140を制
御し、X線とタイミングを合わせる機能を有する。
手段110から被写体120に照射される場合、グリッ
ド130の移動とセンサ部140の駆動は照射されるX
線とのタイミングをみてなされる。
40の駆動のタイミングを制御する撮影制御部180
と、グリッド130を撮影面内で移動させる機能を有
し、当該移動を制御するグリッド移動制御手段170と
について詳しく説明する。
ド130の移動は、例えばパルスモーターの回転運動を
直線往復運動に変換するリンク機構によりなされる。こ
のとき最も簡単なグリッド130の駆動をグリッド13
0のセンサ部140に対する位置(縦軸)と時間(横
軸)の関係として図2に示す。
のセンサの中心線に対するグリッド130の中心線の位
置を表わしている。X線照射手段110からセンサ部1
40のセンサを見て、センサ部140のセンサの中心線
に対しグリッド130の中心線が右側にあるときはグリ
ッド130の位置(縦軸の値)は正の値で、左側にある
ときはグリッド130の位置(縦軸の値)は負の値であ
る。この様子を図3に示す。同図は、グリッド130の
位置が−30mmの場合を表している。図2に表わした
グリッドの駆動の例によれば、グリッド130は、時刻
0(パルスモーターを使用する場合にはパルスモーター
の回転開始時)で、センサの中心に対して右側30mm
のところから動き出し、30mm×cos(ωt)の動
作をしながら、200msでセンサの中心に対して左側
30mmのところで折り返して、400msで元のセン
サの中心に対して右側30mmのところに戻る駆動をす
る。
2から分かるように、グリッド130はセンサの前面で
振動の動きをする。この場合、振動の端では、グリッド
130は一時止まって逆方向に動き出す。グリッド13
0の縞目のコントラストが目立たないようにするために
は、図2のグリッド位置が0の付近のとき(グリッド1
30が速く移動しているとき)に、X線が照射されるよ
うにタイミングをとれば良い。これを達成するためにグ
リッド移動制御手段170には、グリッドの位置を判定
するグリッド位置測定手段175が備わっている。グリ
ッド位置測定手段175の例としては図9に示すよう
に、パルスモーターの回転軸に切り欠きを持った円盤を
備えており、切り欠きを通してLEDの発光を検知する
方法で先ず初期位置を決定し、パルスモーターのパルス
数を計数することにより回転角度を決定してグリッド1
30の位置を測定する構成等がある。
X線のタイミングを取るために、X線照射手段110
(例えばX線発生装置)において、X線照射ボタン21
0が押されたときから実際にX線が照射されるまでの遅
延時間を測定することが必要である。そのため、センサ
部140にはX線タイミング取得手段160が備わって
いる。X線タイミング取得手段160は、X線照射ボタ
ン210が押されたときから時系列にX線強度を測定す
る機能を有する。X線画像取得手段150が、時系列に
X線強度を測定する機能を有する場合にはX線タイミン
グ取得手段160はなくても良い。X線画像取得手段1
50を使って遅延時間を測定すれば良い。またX線タイ
ミング取得手段160はセンサ部140ではなく、X線
照射手段110に備わっている場合もある。
とセンサの駆動とX線のタイミングについて説明する。
先ず初めに、X線照射ボタン210がONになってから
センサ部ではX線信号の蓄積を開始する。蓄積はX線タ
イミング取得手段160より取得されるX線強度がなく
なるまで続く。一方、X線発生装置ではX線照射ボタン
210がONになってから、実際にX線が照射されるま
で個々のX線発生装置特有の遅延が存在する。この遅延
をX線タイミング取得手段160を用いて測定し、セン
サ部の蓄積開始時間を決める。
効部分がX線の照射をカバーするように、グリッド移動
のタイミングを合わせる。
分について詳しく説明する。グリッド縞目はX線デジタ
ル画像において図5のように現れる。図5のようなグリ
ッド縞目を含むX線画像の周波数分析を行うと図6のよ
うな結果となる。ここで用いた周波数分析手法は図5に
おける個々の画素の濃度値(ピクセル値)のパワースペ
クトルである。グリッド縞目のコントラストのX線デジ
タル画像における強弱は、図6に示すパワースペクトル
のピーク値で表わされる。グリッドがセンサ画素に対し
て静止していれば、グリッド縞目のパワースペクトルの
ピーク値は強く現れ、X線デジタル画像上でグリッド縞
目が強く認識される。このグリッド縞目のコントラスト
を落とすために、グリッドをセンサ画素に対して移動さ
せる。グリッドの鉛箔をセンサ画素に対して10本以上
移動させるとグリッド縞目のコントラストはかなり落ち
る。従って、X線照射はグリッドがある程度の移動速度
になったときからX線を照射開始し、少なくともグリッ
ドの鉛箔が10本以上移動する時間X線を照射し続ける
と良い。
リッド移動の折り返しでは、グリッドの移動速度が遅く
なり、グリッド縞目のコントラストが強くなる。従っ
て、グリッドが折り返しに来る前までにX線照射が終了
するようにグリッドを移動させる方が良い。
でグリッド縞目のコントラストを小さくするために、X
線照射をどこから開始した後どこで終了するのか、適し
た区間が存在することが分かる。以下、この区間を移動
グリッドの有効部分と呼ぶことにする。以下、短いX線
照射時間に対応したグリッドの移動方法と長いX線照射
時間に対応したグリッドの移動方法について述べる。
リッドの有効部分を示す。X線胸部撮影では、特に3〜
5msという短いX線照射時間の撮影が要求される。グ
リッドの鉛箔はX線発生装置のX線焦点に合焦するよう
に並べられているので、このように短いX線照射時間の
撮影では、図7、図3のグリッドの位置が0mm付近で
グリッドが移動している間にX線照射した方が良い。こ
のような数10ms以内の誤差範囲内でグリッドの移動
とセンサの駆動とX線照射のタイミングを合わせるため
には、撮影以前にX線発生装置の遅延を測定するために
X線タイミング取得手段160が必要である。
に、X線照射ボタンが押されて短い時間内にX線照射が
できるようにグリッドの有効部分が所定の位置にくるよ
うにグリッドを移動させなくてはならない。そのために
は、グリッドの開始位置は単振動運動の端のみではな
く、単振動運動の中心近くにした方が良い。これを達成
するためには、グリッドの開始位置を測定することがで
きるグリッド位置測定手段が必要である。
リッドの有効部分を示す。長いX線照射時間の場合、図
7に示す折り返し部分でX線を照射するとX線デジタル
画像にグリッドの鉛箔の縞Hがより強く現れる。通常の
X線照射時間の場合には、折り返し部分を使わないよう
な、移動グリッドの有効部分が図7に示すようなグリッ
ドの移動方法が良い。しかし、撮影の種類によっては、
X線の照射時間が予測できなくて、折り返し部分にX線
照射がある場合や長いX線照射時間の撮影で折り返し部
分にX線照射しなくてはならない場合に備えて、図8に
示すように最初の折り返しの手前までは遅い単振動をさ
せ、折り返しの手前からそれまでより速い周期でグリッ
ドを単振動させる方法が良い。なぜならば、遅い単振動
でX線を長く照射することで、折り返し時に画像に蓄積
されるグリッド縞目のコントラストを小さくすることが
できるからである。
大きさに対応しているパワースペクトルに対するグリッ
ド網目のパワースペクトルのピーク値を、前記のグリッ
ド移動速度可変の場合とグリッド移動速度一定の場合で
比べたとき、グリッド移動速度可変の場合のピーク値が
明らかに小さくなることを確認できる。このグリッド移
動速度可変を達成する場合、グリッド位置測定手段と、
グリッドの移動速度を途中で変えることができるグリッ
ド移動制御手段が必要である。例えば、パルスモーター
を備えたグリッド移動制御手段であれば、グリッドの移
動位置をモーターの回転に対応するパルス数で測定する
ことにより、グリッド位置測定手段が得られ、グリッド
の移動速度も途中で変えることができる。
ジタル撮像装置及び撮像方法によれば、画像上に現れる
グリッドのモアレが目立たないようにグリッドを駆動し
て、良好なX線撮影を実現することができる。
を構成する各手段、及び撮像方法を構成する各手順は、
コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログ
ラムが動作することによって実現できる。このプログラ
ム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り
可能な記憶媒体は本発明の実施形態に含まれる。
−ROMのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒
体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラム
を記録する記録媒体としては、CD−ROM以外に、フ
レキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光
磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることが
できる。他方、上記プログラムの伝送媒体としては、プ
ログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するための
コンピュータネットワーク(LAN、インターネットの
等のWAN、無線通信ネットワーク等)システムにおけ
る通信媒体(光ファイバ等の有線回線や無線回線等)を
用いることができる。
ムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現さ
れるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおい
て稼働しているOS(オペレーティングシステム)ある
いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実
施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラ
ムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張
ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形
態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発
明の実施形態に含まれる。
ーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図1
0において、1200はコンピュータPCである。PC
1200は、CPU1201を備え、ROM1202ま
たはハードディスク(HD)1211に記憶された、あ
るいはフレキシブルディスクドライブ(FD)1212
より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、シ
ステムバス1204に接続される各デバイスを総括的に
制御する。
M1202またはハードディスク(HD)1211に記
憶されたプログラムにより、本実施形態の手段1〜5等
の各手段の機能や、ステップ1〜5等の手順が実現され
る。
メモリ、ワークエリア等として機能する。1205はキ
ーボードコントローラ(KBC)で、キーボード(K
B)1209や不図示のデバイス等からの指示入力を制
御する。
C)で、CRTディスプレイ(CRT)1210の表示
を制御する。1207はディスクコントローラ(DK
C)で、ブートプログラム(起動プログラム:パソコン
のハードやソフトの実行(動作)を開始するプログラ
ム)、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザ
ファイルそしてネットワーク管理プログラム等を記憶す
るハードディスク(HD)1211、及びフレキシブル
ディスク(FD)1212とのアクセスを制御する。
ード(NIC)で、LAN1220を介して、ネットワ
ークプリンタ、他のネットワーク機器、あるいは他のP
Cと双方向のデータのやり取りを行う。
乱X線除去手段の移動のタイミングを制御する移動制御
手段を設けることにより、散乱X線除去手段の移動とX
線画像取得手段のセンサの駆動のタイミングを合わせ、
グリッドモアレを可及的に目立たなくし、優れたX線画
像を得ることが可能となる。
強度を時系列に測定するX線タイミング取得手段を設け
たことにより、X線の照射を時系列に測定し、X線死生
装置のボタンを押してからX線発生までの応答時間を測
定することが可能となる。また、X線照射時にグリッド
の移動が折り返しを含んでいるかどうか判定し、必要な
ら画像処理をほどこしグリッド縞目を除去して、良好な
X線画像を取得できる。
線照射が散乱X線除去手段の有効部分で行われるように
散乱X線除去手段の位置を測定するグリッド位置測定手
段を設けたことにより、グリッドモアレの更に目立たな
い画像を取得できる。
転運動を前記往復運動に変換するリンク機構を設けるこ
とにより、回転角度を測定することでグリッドの位置を
測定することを可能にする。
動制御手段により散乱X線除去手段の移動速度を変える
ことにより、X線照射時間が長い撮影時でも、グリッド
縞目の目立たない画像を取得できる。
動する散乱X線除去手段とX線画像取得手段のセンサの
相対位置が最適なタイミングでX線照射することがで
き、グリッド縞目の日立たない画像を取得できる。
乱X線除去手段の移動の折り返し時にX線照射があった
ことを検知して、ユーザーにX線画像にグリッドのモア
レがあることを知らせる効果がある。
及びX線デジタル撮影方法の構成を示すブロック図であ
る。
動方法で時系列のグリッド位置を示す特性図である。
サ部中心に対するグリッド中心位置を示す模式図であ
る。
ッドの移動のタイミング制御を示す特性図である。
目を表わした模式図である。
目成分とX線量子ノイズの関係を示す特性図である。
動方法とX線の照射タイミングを示した特性図である。
動方法とX線の照射タイミングを示した特性図である。
ある。
成を示す模式図である。
Claims (18)
- 【請求項1】 被写体にX線を照射するX線照射手段
と、 X線デジタル画像を取得するX線画像取得手段と、 前記被写体内で発生した散乱X線を除去する散乱X線除
去手段と、 前記散乱X線除去手段を撮影面内で移動させる機能を有
し、前記散乱X線除去手段の移動のタイミングを制御す
る移動制御手段とを含むことを特徴とする撮像装置。 - 【請求項2】 前記移動制御手段による前記散乱X線除
去手段の移動のタイミングを取得するために、X線強度
を時系列に測定するX線タイミング取得手段を更に含む
こと特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 【請求項3】 前記X線照射手段によるX線の照射は前
記散乱X線除去手段の移動中に行われ、 X線の照射が前記散乱X線除去手段の有効部分で行われ
るように当該散乱X線除去手段の位置を測定する位置測
定手段を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の撮
像装置。 - 【請求項4】 前記移動制御手段は、前記X線画像取得
手段の前面で前記散乱X線除去手段を往復運動させ、 回転運動を前記往復運動に変換するリンク機構を更に含
むことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 【請求項5】 前記移動制御手段は、前記散乱X線除去
手段の移動制御をするに際し、折り返しの期間近傍まで
の移動区間と折り返しの期間以外の移動区間とで移動制
御を異ならしめることを特徴とする請求項3に記載の撮
像装置。 - 【請求項6】 前記X線タイミング取得手段により前記
X線照射手段が起動されてから、実際にX線が照射され
るまでの遅延時間を測定する遅延時間測定手段を更に含
むことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 【請求項7】 前記散乱X線除去手段の移動の折り返し
時にX線照射強度を検知するX線タイミング収得手段
と、 前記散乱X線除去手段の移動の折り返しを検知する折り
返し位置測定手段とを更に含むことを特徴とする請求項
3に記載の撮像装置。 - 【請求項8】 被写体にX線を照射し、X線デジタル画
像を取得する撮像方法において、 前記被写体内で発生した散乱X線を除去する散乱X線除
去手段を撮影面内で移動させるに際して、当該移動のタ
イミングを制御することを特徴とする撮像方法。 - 【請求項9】 前記散乱X線除去手段の移動のタイミン
グを取得するために、X線強度を時系列に測定すること
を特徴とする請求項8に記載の撮像方法。 - 【請求項10】 X線の照射を前記散乱X線除去手段の
移動中に行い、 X線の照射が前記散乱X線除去手段の有効部分で行われ
るように当該散乱X線除去手段の位置を測定することを
特徴とする請求項9に記載の撮像方法。 - 【請求項11】 X線画像取得手段の前面で前記散乱X
線除去手段を往復運動させ、 回転運動を前記往復運動に変換することを特徴とする請
求項10に記載の撮像方法。 - 【請求項12】 前記散乱X線除去手段の移動制御をす
るに際し、折り返しの期間近傍までの移動区間と折り返
しの期間近傍以後の移動区間とで移動制御を異ならしめ
ることを特徴とする請求項10に記載の撮像方法。 - 【請求項13】 前記X線タイミング取得手段により前
記X線照射手段が起動されてから、実際にX線が照射さ
れるまでの遅延時間を測定することを特徴とする請求項
9に記載の撮像方法。 - 【請求項14】 前記散乱X線除去手段の移動の折り返
し時にX線照射強度を検知し、前記散乱X線除去手段の
移動の折り返しを検知することを特徴とする請求項10
に記載の撮像方法。 - 【請求項15】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の
撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるため
のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ
読み取り可能な記憶媒体。 - 【請求項16】 請求項8〜14のいずれか1項に記載
の撮像方法の手順をコンピュータの制御により実行させ
るためのプログラムを格納したことを特徴とするコンピ
ュータ読み取り可能な記憶媒体。 - 【請求項17】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の
撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるため
のプログラム。 - 【請求項18】 請求項8〜14のいずれか1項に記載
の撮像方法の手順をコンピュータの制御により実行させ
るためのプログラム。
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