JP2006105861A - X-ray inspection apparatus and tube voltage/tube current regulation method therefor - Google Patents

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Kiichiro Uyama
喜一郎 宇山
Yuji Ichimaru
勇二 一丸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray inspection apparatus which can easily set the tube voltage and the tube current, even with respect to an unknown specimen. <P>SOLUTION: The X-ray inspection apparatus comprises an X-ray tube, an X-ray control section for controlling the tube voltage and current of the X-ray tube, and an X-ray detector for detecting X rays through the specimen. The X-ray inspection apparatus creates a transmission image from the transmission data of the specimen obtained by the X-ray detector. The X-ray inspection apparatus comprises a tube voltage/tube current setting section for setting the tube voltage and current of the X-ray tube; and a gradation holding means for holding the gradation of the transmission image, displayed at a display section in animation in real time, constant substantially in real time for display, when the setting of the tube voltage or the tube current is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、X線を用いて被検体の透過画像、断面像あるいは3次元画像を作成するX線検査装置に関する。   The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that creates a transmission image, a cross-sectional image, or a three-dimensional image of a subject using X-rays.

従来、電子部品やアルミ鋳物等の工業製品の内部を検査するためのX線透視検査装置が市場に提供されている。   Conventionally, X-ray fluoroscopic inspection apparatuses for inspecting the inside of industrial products such as electronic parts and aluminum castings are provided on the market.

このようなX線検査装置では、操作者がX線管の管電圧Vおよび管電流Iを手動で変化することができる。そのため、操作者は透過画像を観察しながら被検体にあわせた設定を行い、最適画像を得ている。   In such an X-ray inspection apparatus, the operator can manually change the tube voltage V and tube current I of the X-ray tube. For this reason, the operator performs the setting according to the subject while observing the transmission image, and obtains the optimum image.

具体的には、管電圧Vを増加させた場合、X線フォトンの1つ1つのエネルギーEが増大するとともに、フォトン数Nが増大する。また、管電流を増加させた場合、X線フォトンの1つ1つのエネルギーEは変わらず、フォトン数Nが増大する。   Specifically, when the tube voltage V is increased, the energy E of each X-ray photon increases and the number N of photons increases. When the tube current is increased, the energy E of each X-ray photon does not change, and the photon number N increases.

X線検査装置において、X線検出器は、2次元の分解能でX線を検出するが、各検出素子の出力は各素子が受けるX線エネルギー総量(E×N)に比例する。そのため、透過画像は、各検出素子の出力に応じて、明暗を割り当てることで生成される。   In the X-ray inspection apparatus, the X-ray detector detects X-rays with two-dimensional resolution, but the output of each detection element is proportional to the total amount of X-ray energy (E × N) received by each element. Therefore, the transmission image is generated by assigning light and dark according to the output of each detection element.

X線の透過能力はX線フォトンの1つ1つのエネルギーEが高くなるほど大きくなる。そこで、管電圧Vと管電流Iを手動で変更する場合、まず、被検体を透過させることのできる管電圧Vに比例するX線フォトンの1つ1つのエネルギーEを決定する。しかしながら、この管電圧Vに比例するエネルギーEが高すぎた場合、画像のコントラストが低下して最良の画像を得ることができない。   The transmission ability of X-rays increases as the energy E of each X-ray photon increases. Therefore, when manually changing the tube voltage V and the tube current I, first, the energy E of each X-ray photon that is proportional to the tube voltage V that can be transmitted through the subject is determined. However, if the energy E proportional to the tube voltage V is too high, the contrast of the image is lowered and the best image cannot be obtained.

そこで、管電圧Vを下げるが、このとき画像が暗くなるので管電流Iを増やして出力を補う。しかしながら、管電圧Vを下げすぎた場合、得られる画像は、コントラストが大きすぎて白とびや黒つぶれした画像となってしまう。   Therefore, the tube voltage V is lowered, but since the image becomes dark at this time, the tube current I is increased to supplement the output. However, when the tube voltage V is lowered too much, the obtained image is too high in contrast and becomes an overexposed or undercut image.

そのため、従来、既知の被検体に関しては、管電圧Vまたは管電流Iの設定に、以前利用した管電圧Vまたは管電流Iのデータを利用して調整していた。   For this reason, conventionally, with respect to a known subject, the tube voltage V or the tube current I is adjusted using the previously used data of the tube voltage V or the tube current I.

これに対し、未知の被検体に対しても、その透過画像に基づいて、最適なX線条件である管電圧Vや管電流Iを自動設定できる技術もある(たとえば、特許文献1、2)。このような特許文献1や2に記載の技術では、透過画像の中で被検体の観察しようとする範囲が、目視に適した明るさ範囲になる管電圧Vまたは管電流Iが最適なX線条件であるとし、この条件に自動で設定している。
特開2002−14059号公報 特開2003−173895号公報
On the other hand, there is a technique that can automatically set the tube voltage V and the tube current I, which are optimum X-ray conditions, for an unknown subject based on the transmission image (for example, Patent Documents 1 and 2). . In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, an X-ray with an optimum tube voltage V or tube current I in which a range in which a subject is to be observed in a transmission image is in a brightness range suitable for visual observation. It is assumed that this is a condition, and this condition is automatically set.
JP 2002-14059 A JP 2003-173895 A

しかしながら、上述したように、明るさ調整のために管電圧Vまたは管電流Iを自動設定した場合、画像の階調調整との分担に任意性がでてしまい、最適な管電圧Vや管電流Iが決まらない問題が生じる。具体的には、たとえば画像を明るくする際、管電圧Vを上げるか、あるいはウインドウレベルを下げるかを任意に選択して設定する。   However, as described above, when the tube voltage V or the tube current I is automatically set for the brightness adjustment, the sharing with the gradation adjustment of the image becomes arbitrary, and the optimum tube voltage V or tube current is obtained. There arises a problem that I cannot be determined. Specifically, for example, when the image is brightened, whether to increase the tube voltage V or lower the window level is arbitrarily selected and set.

ここで、明るさやコントラストの調整は、画像の階調の調整で自由にできるため、管電圧Vまたは管電流Iは、明るさ調整に使うべきではないと考えることができる。そのため、管電圧Vまたは管電流Iは、観察部分の構造に対して最大のSN比(信号対雑音比)を与えるように設定すべきであると考えられる。   Here, since the brightness and contrast can be adjusted freely by adjusting the gradation of the image, it can be considered that the tube voltage V or the tube current I should not be used for the brightness adjustment. Therefore, it is considered that the tube voltage V or the tube current I should be set so as to give the maximum SN ratio (signal-to-noise ratio) for the structure of the observation portion.

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、未知の被検体に対しても、最大のSN比を与える管電圧Vと管電流Iを設定することができるX線検査装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an X-ray inspection apparatus capable of setting a tube voltage V and a tube current I that give the maximum S / N ratio even to an unknown subject. To do.

画像の階調調整との分担に任意性が生じることにより最適な管電圧Vおよび管電流Iが決まらないという課題を解決するため、発明者は鋭意研究した結果、以下の知見を得た。   In order to solve the problem that the optimum tube voltage V and tube current I cannot be determined due to the occurrence of arbitraryness in the sharing with the gradation adjustment of the image, the inventor has earnestly studied to obtain the following knowledge.

第1に、物理的に最適なX線条件である管電圧Vおよび管電流Iは、観察部分の構造に対して最大のSN比(信号対雑音比)を与える条件である。また、管電圧V及び管電流Iは、透過画像の見易さとなる階調の調整とは無関係である。そのため、観察部分の構造に対して最大のSN比を与えるように管電圧Vと管電流Iを設定することが主であり、このようにVI決めした画像が視覚的に見やすくなるよう階調変換を行うのが従である。   First, the tube voltage V and the tube current I, which are physically optimum X-ray conditions, are conditions that give the maximum S / N ratio (signal-to-noise ratio) to the structure of the observation portion. Further, the tube voltage V and the tube current I are irrelevant to the gradation adjustment that makes the transmission image easy to see. For this reason, the tube voltage V and the tube current I are mainly set so as to give the maximum S / N ratio to the structure of the observation portion, and the gradation conversion is performed so that the image determined in this way can be easily seen visually. It is subordinate to do.

第2に、手動で物理的に最適な管電圧Vと管電流Iを設定するときの最大の問題点は、観察部分の構造が追跡できなくなってしまうことにある。具体的には、管電圧V及び管電流Iを変化させ、たとえば観察部分の構造である鋳物の中のボイドなどが最大のSN比で見えるようにする際、VI変化により階調が変化することにより、ボイドの見え具合が追跡できなくなってしまう。そのため、VI調整を行う必要が生じ記憶に頼ってSN比を評価しなければならなくなり、時間がかかり、煩わしく精度も低下するものとなる。   Secondly, the biggest problem in manually setting the physically optimum tube voltage V and tube current I is that the structure of the observation portion cannot be tracked. Specifically, when the tube voltage V and the tube current I are changed so that, for example, a void in the casting that is the structure of the observation portion is visible at the maximum SN ratio, the gradation changes due to the VI change. This makes it impossible to track the appearance of the void. Therefore, it is necessary to perform VI adjustment, and it is necessary to evaluate the S / N ratio by relying on the memory, which is time-consuming, cumbersome, and accuracy is lowered.

上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、X線管と、このX線管の管電圧と管電流とを制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有し、このX線検出器で得られた被検体の透過データから透過画像を作成するX線検査装置において、X線管の管電圧と管電流を設定する管電圧管電流設定部と、管電圧または管電流の設定を変えたときに表示部にリアルタイムで動画表示される透過画像の階調をリアルタイムで略一定に保ち表示させるようにする階調保持手段とを有することを要旨としている。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 detects an X-ray tube, an X-ray controller for controlling a tube voltage and a tube current of the X-ray tube, and an X-ray transmitted through the subject. A tube voltage tube for setting a tube voltage and a tube current of an X-ray tube in an X-ray examination apparatus having an X-ray detector and creating a transmission image from transmission data of a subject obtained by the X-ray detector A current setting unit; and a gradation holding unit configured to display the gradation of a transmission image displayed in a moving image in real time on the display unit when the setting of the tube voltage or the tube current is changed, and to display substantially constant in real time. This is the gist.

上記構成の請求項1にかかる本発明によれば、リアルタイムで階調が保持されるように透過画像を調整して管電圧V及び管電流Iを容易に設定することが可能である。   According to the first aspect of the present invention configured as described above, it is possible to easily set the tube voltage V and the tube current I by adjusting the transmission image so that the gradation is maintained in real time.

また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載のX線検査装置において、階調保持手段は、X線検出器で得られた被検体の透過画像の略最大明度を予め定められる第1の値に保ち、X線検出器で得られた被検体の透過画像の略最小明度を予め定められる第2の値に保つよう階調変換することを要旨としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the X-ray inspection apparatus according to the first aspect, wherein the gradation holding means has a predetermined maximum brightness of the transmission image of the subject obtained by the X-ray detector. The gist is to perform gradation conversion so as to maintain the value of 1 and to maintain the substantially minimum brightness of the transmission image of the subject obtained by the X-ray detector at a predetermined second value.

上記構成の請求項2にかかる本発明によれば、リアルタイムで階調が保持される透過画像を、管電圧V及び管電流Iを調整することで、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部分の構造に対して管電圧V及び管電流Iを容易に設定することが可能である。   According to the second aspect of the present invention configured as described above, a transmission image in which gradation is maintained in real time can be transmitted to an unknown subject by adjusting the tube voltage V and the tube current I. It is possible to easily set the tube voltage V and the tube current I for the structure of the observation part based on the data.

さらに、請求項3記載の発明は、管電圧及び管電流を制御してX線管からX線を発生させて被検体に照射させ、被検体を透過したX線を検出して得られた透過データから被検体の透過画像を作成し、管電圧あるいは管電流が変化すると表示部に階調がリアルタイムで略一定に保たれて階調補正された透過画像が動画表示される際、表示部に表示される透過画像の観察部分の構造に対してSN比が最大となるX線管の管電圧及び管電流を調整することを要旨としている。   Further, the invention described in claim 3 is a transmission obtained by controlling the tube voltage and the tube current to generate X-rays from the X-ray tube and irradiating the subject, and detecting the X-rays transmitted through the subject. When a transmission image of the subject is created from the data and the tube voltage or tube current changes, the gradation is kept substantially constant in real time on the display unit. The gist is to adjust the tube voltage and tube current of the X-ray tube with the maximum S / N ratio with respect to the structure of the observed portion of the displayed transmission image.

上記構成の請求項3にかかる本発明によれば、リアルタイムで階調が保持される透過画像を、管電圧V及び管電流Iを調整することで、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部分の構造に対して最大のSN比を与える管電圧V及び管電流Iを容易に設定することが可能である。   According to the third aspect of the present invention configured as described above, a transmission image in which gradation is maintained in real time can be transmitted to an unknown subject by adjusting the tube voltage V and the tube current I. It is possible to easily set the tube voltage V and the tube current I that give the maximum S / N ratio to the structure of the observation portion based on the data.

また、請求項4記載の発明は、請求項3に記載の管電圧管電流調整方法において、階調補正する際、作成された被検体の前記透過画像の略最大明度を予め定められる第1の値に保ち、X線検出器で得られた被検体の透過画像の略最小明度を予め定められる第2の値に保つように階調補正しながらX線管の管電圧及び管電流を調整ことを特徴とすることを要旨としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the tube voltage tube current adjusting method according to the third aspect, when the gradation correction is performed, the substantially maximum brightness of the transmitted image of the created subject is predetermined. The X-ray tube voltage and tube current are adjusted while maintaining the value and gradation correction so that the substantially minimum brightness of the transmission image of the subject obtained by the X-ray detector is maintained at a predetermined second value. It is characterized by the following.

上記構成の請求項4にかかる本発明によれば、リアルタイムで階調が保持される透過画像を、管電圧V及び管電流Iを調整することで、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部分の構造に対して最大のSN比を与える管電圧V及び管電流Iを容易に設定することが可能である。   According to the present invention of claim 4 configured as described above, a transmission image in which gradation is maintained in real time can be transmitted to an unknown subject by adjusting the tube voltage V and the tube current I. It is possible to easily set the tube voltage V and the tube current I that give the maximum S / N ratio to the structure of the observation portion based on the data.

また、請求項5に記載に発明は、X線管と、このX線管の管電圧と管電流とを制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有し、このX線検出器で得られた被検体の透過データから透過画像を作成するX線検査装置において、前記X線管の管電圧または管電流が変化したとき透過画像の階調を略一定に保つ階調保持手段と、前記X線制御部に管電圧または管電流を変更させ、このとき前記階調保持手段により階調が保たれた透過画像の画像ノイズを計算し、この画像ノイズが最小となる管電圧または管電流を選択して設定する自動管電圧管電流設定手段とを有することを要旨とする。   The invention described in claim 5 is an X-ray tube, an X-ray controller for controlling the tube voltage and tube current of the X-ray tube, and an X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the subject. In the X-ray inspection apparatus for creating a transmission image from the transmission data of the subject obtained by the X-ray detector, the gradation of the transmission image when the tube voltage or tube current of the X-ray tube changes Gradation holding means for keeping the image constant, and the X-ray controller changes the tube voltage or the tube current. At this time, the image noise of the transmission image in which the gradation is maintained by the gradation holding means is calculated. The gist is to have automatic tube voltage tube current setting means for selecting and setting a tube voltage or tube current that minimizes image noise.

上記構成の請求項5にかかる本発明によれば、階調が保持された透過画像の画像ノイズを計算しながら管電圧と管電流を変更することで、画像ノイズが最小となる管電圧と管電流を選択して設定でき、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部分の構造に対して最大のSN比を与える管電圧と管電流を自動的に設定することができる。   According to the present invention of claim 5 configured as described above, by changing the tube voltage and the tube current while calculating the image noise of the transmission image in which the gradation is maintained, the tube voltage and the tube that minimize the image noise are obtained. The current can be selected and set, and the tube voltage and the tube current that give the maximum S / N ratio to the structure of the observation portion can be automatically set even for an unknown subject based on the transmission data. .

以上、説明したように本発明によれば、未知の被検体に対しても、管電圧と管電流を容易に設定できるX線検査装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an X-ray inspection apparatus that can easily set a tube voltage and a tube current even for an unknown subject.

以下に、図面を用いて本発明について説明する。   The present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1に示すように、第1の実施の形態に係るX線検査装置1は、X線管11、X線検出器12、コンピュータ13、表示部14、X線制御部15及び高圧発生部16を有している。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the X-ray inspection apparatus 1 according to the first embodiment includes an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a computer 13, a display unit 14, an X-ray control unit 15, and a high-pressure generation unit 16. have.

X線管11は、被検体21を透過させて透過画像を得るために用いるX線ビーム22を発生させる。   The X-ray tube 11 generates an X-ray beam 22 that is used to transmit a subject 21 and obtain a transmission image.

X線検出器12は、X線管11から発生したX線ビーム22が被検体21を透過したX線を2次元分解能で検出する。このX線検出器12は、たとえば、X線I.I.(Image Intensifier)とテレビカメラより成り、検出したX線像を12bitのディジタル信号として、接続されるコンピュータ13に送信する。   The X-ray detector 12 detects X-rays transmitted by the X-ray beam 22 generated from the X-ray tube 11 through the subject 21 with a two-dimensional resolution. The X-ray detector 12 is, for example, an X-ray I.D. I. (Image Intensifier) and a television camera, and the detected X-ray image is transmitted to the connected computer 13 as a 12-bit digital signal.

コンピュータ13は通常のコンピュータで、CPU、メモリ、ディスク、キーボード、マウス、各種インタフェース等を備えている。また、コンピュータ13は、図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るX線検査装置1を実現するため、ソフトウェア機能ブロックとして、画像のROI(関心領域)設定部13a、階調保持部13b及びVI(管電圧管電流)設定部13cを持つ。   The computer 13 is a normal computer and includes a CPU, a memory, a disk, a keyboard, a mouse, various interfaces, and the like. In addition, as shown in FIG. 1, the computer 13 realizes the X-ray inspection apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, as an image ROI (region of interest) setting unit 13a, It has a gradation holding unit 13b and a VI (tube voltage tube current) setting unit 13c.

ROI設定部13aは、操作者からマウス等の入力手段により指定された領域を、透過画像中においてROIとして設定する。   The ROI setting unit 13a sets an area designated by the operator using an input means such as a mouse as an ROI in the transparent image.

階調保持部13bは、X線検出器12で検出して得られた12bitの透過画像を8bitの透過画像に変換する。また、階調保持部13bは、変換した8bitの透過画像を表示部14に送る。なお、ここで検出された透過画像を12bitとし、変換された透過画像を8bitとしているが、必ずしもこれに限られるものではない。   The gradation holding unit 13b converts a 12-bit transmission image obtained by detection by the X-ray detector 12 into an 8-bit transmission image. Further, the gradation holding unit 13b sends the converted 8-bit transmission image to the display unit 14. Although the detected transmission image is 12 bits and the converted transmission image is 8 bits, the present invention is not necessarily limited to this.

VI設定部13cは、操作者からマウス等の入力手段からの入力に基づいて、管電圧V及び管電流Iを設定する。また、VI設定部13cは、管電圧V及び管電流IをX線制御部15に送信する。   The VI setting unit 13c sets the tube voltage V and the tube current I based on an input from an input device such as a mouse from the operator. Further, the VI setting unit 13 c transmits the tube voltage V and the tube current I to the X-ray control unit 15.

表示部14は、階調保持部13bで変換された透過画像を表示画像として表示させる。   The display unit 14 displays the transmission image converted by the gradation holding unit 13b as a display image.

X線制御部15は、VI設定部13cからの入力に基づいて、X線管11における管電圧Vと管電流Iを設定した値になるように高圧発生部16を制御する。   The X-ray control unit 15 controls the high voltage generation unit 16 so that the tube voltage V and the tube current I in the X-ray tube 11 become set values based on the input from the VI setting unit 13c.

高圧発生部16は、X線制御部15の制御に基づいて、X線を生成するための高電圧を発生させる。   The high voltage generator 16 generates a high voltage for generating X-rays based on the control of the X-ray controller 15.

なお、図1に示すのは、X線検査装置1の概略図である。そのため、被検体を載置するテーブル、テーブルを移動させて視野や画像の倍率を変える機構部、また、X線の漏洩を防ぐ遮蔽箱等は省略している。   FIG. 1 is a schematic diagram of the X-ray inspection apparatus 1. Therefore, a table on which the subject is placed, a mechanism unit that moves the table to change the field of view and the magnification of the image, a shielding box that prevents X-ray leakage, and the like are omitted.

管電圧V及び管電流Iの最適な設定について、以下に説明する。操作者は、観察を開始する場合、被検体21を設定してX線スイッチをONにする。X線スイッチがONにされると、X線管からX線が発生され、コンピュータ13は、被検体21の透過画像を動画像としてリアルタイムで表示部14に表示する。このとき、管電圧V及び管電流Iは最適でないため、得られる画像は見やすいものではない。   The optimum setting of the tube voltage V and the tube current I will be described below. When starting the observation, the operator sets the subject 21 and turns on the X-ray switch. When the X-ray switch is turned on, X-rays are generated from the X-ray tube, and the computer 13 displays the transmission image of the subject 21 on the display unit 14 in real time as a moving image. At this time, since the tube voltage V and the tube current I are not optimal, the obtained image is not easy to see.

操作者は、被検体21の観察部位が視野に入るように図示しない機構を調整し、観察部位としてたとえば試料中のボイド21aを含むようにROI(関心領域)を設定する。これらの操作は、マウスなどの入力手段を用いて行われる。ROI設定部13aは、操作者により、たとえば正方形の図形が入力されると、この入力を記憶するとともに、表示されている透過画像に重ねてROIを表示させる。階調保持部13bは、管電圧V及び管電流Iが変化したときも、このROI内の階調が常に不変になるように階調変換して動画表示させる。   The operator adjusts a mechanism (not shown) so that the observation site of the subject 21 enters the visual field, and sets the ROI (region of interest) so as to include, for example, the void 21a in the sample as the observation site. These operations are performed using input means such as a mouse. When the operator inputs, for example, a square figure, the ROI setting unit 13a stores this input and displays the ROI so as to overlap the displayed transparent image. The gradation holding unit 13b displays the moving image by gradation conversion so that the gradation in the ROI is always unchanged even when the tube voltage V and the tube current I change.

次に、階調変換処理について、図面を用いて具体的に説明する。図2は、階調保持部13bにおける階調保持処理を説明するフローチャートである。   Next, the gradation conversion process will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart for explaining gradation holding processing in the gradation holding unit 13b.

まず、階調保持部13bは、X線検出器12で検出したX線像である1フレーム分の透過画像を取得する(S01)。   First, the gradation holding unit 13b acquires a transmission image for one frame, which is an X-ray image detected by the X-ray detector 12 (S01).

次に、階調保持部13bは、ROI内の画像にローパスフィルタを掛ける(S02)。このローパスフィルタは、たとえば、隣接する4画素の濃度値を平均する処理が挙げられる。   Next, the gradation holding unit 13b applies a low-pass filter to the image in the ROI (S02). An example of this low-pass filter is a process of averaging density values of four adjacent pixels.

続いて、階調保持部13bは、ローパスフィルタ掛けされたROI内の画像について、画素値の最大値Bmaxと最小値Bminを求める(S03)。   Subsequently, the gradation holding unit 13b obtains the maximum value Bmax and the minimum value Bmin of the pixel value for the image in the ROI subjected to the low pass filter (S03).

次に、階調保持部13bは、ステップS01で取得されたローパスフィルタ掛け前の透過画像について、画素値Bから画素値B’への階調変換を行う(S04)。たとえば、図3に示すように、最大値Bmaxを画素値180に、最小値Bminを画素値80になるようにし、12bitの画素値Bを8bitの画素値B’に変換する。ここで、変換式は、たとえば下記の式(1)を用いる。   Next, the gradation holding unit 13b performs gradation conversion from the pixel value B to the pixel value B 'for the transmission image before being subjected to the low-pass filter obtained in step S01 (S04). For example, as shown in FIG. 3, the maximum value Bmax is set to the pixel value 180, the minimum value Bmin is set to the pixel value 80, and the 12-bit pixel value B is converted to the 8-bit pixel value B ′. Here, for example, the following formula (1) is used as the conversion formula.

B’=(B−Bmin)/(Bmax−Bmin)・(180−80)+80 ・・・(1)
ここで、変換は、全画面について行うが、ROI内だけとしてもよい。
B ′ = (B−Bmin) / (Bmax−Bmin) · (180−80) +80 (1)
Here, the conversion is performed for the entire screen, but may be performed only within the ROI.

その後、階調変換された8bitの透過画像を表示画像として表示部14に送り、表示画像を更新させる(S05)。   Thereafter, the 8-bit transmitted image subjected to gradation conversion is sent as a display image to the display unit 14 to update the display image (S05).

続いて、階調保持部13bは、終了命令がされたか否かを判定する(S06)。ここで、終了の指令がされた場合、階調変換処理を終了する。一方、終了の指令がなかった場合、ステップS01に戻り、次の透過画像についてもステップS01〜S05の同様の処理が繰り返される。   Subsequently, the gradation holding unit 13b determines whether or not an end command has been issued (S06). Here, when a termination command is given, the gradation conversion process is terminated. On the other hand, if there is no termination command, the process returns to step S01, and the same processing of steps S01 to S05 is repeated for the next transmission image.

画像が更新され続ける動画像の状態と並行して、VI設定部13cは、操作者に管電圧Vと管電流Iがマウスやキーボードなどの入力手段を用いて入力されると、この管電圧V及び管電流Iの値を、X線制御部15に送る。X線制御部15は、高圧発生部16を介してX線管11の管電圧Vと管電流Iを設定した値になるように制御する。ここでVIが変更されたときに、表示される画像は階調が80と180の間におさまるように階調保持される。   In parallel with the state of the moving image where the image continues to be updated, the VI setting unit 13c, when the tube voltage V and the tube current I are input to the operator using input means such as a mouse or a keyboard, the tube voltage V The value of the tube current I is sent to the X-ray control unit 15. The X-ray control unit 15 controls the tube voltage V and tube current I of the X-ray tube 11 to be set values via the high voltage generation unit 16. Here, when VI is changed, the displayed image is held so that the gradation is between 80 and 180.

一般的に、毎秒30フレームで画像の更新をする場合、動画像として観察できる。しかし、多少のちらつきが許されれば、毎秒15フレーム程度で画像を更新し、動画像とすることもできる。   Generally, when an image is updated at 30 frames per second, it can be observed as a moving image. However, if a slight flicker is allowed, the image can be updated at about 15 frames per second to be a moving image.

操作者は、動画像である表示部14の透過画像を目視しながら、最良画像になるように管電圧V及び管電流Iを調整する。具体的には、ボイド21a等の観察部位のSN比が最大になるように管電圧V及び管電流Iを設定する。   The operator adjusts the tube voltage V and the tube current I so as to obtain the best image while viewing the transmission image of the display unit 14 that is a moving image. Specifically, the tube voltage V and the tube current I are set so that the SN ratio of the observation site such as the void 21a is maximized.

図4は、管電圧V及び管電流Iを管電流上限で変化させた場合のSN比の変化を説明する模式図である。ここで、X線制御部15は、通常どおりにX線管11の保護のため、各管電圧Vに対してそれぞれ管電流Iの上限を設けている。ここでは、この予め定められる管電流Iの上限ラインに沿って管電圧V及び管電流Iを変化させることを想定している。なお、管電流Iの上限は通常イソワットで制限される。イソワット制限とは、V×Iの値を一定に制限することである。なお、VIの変化させ方はこれに限られるものではない。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining changes in the SN ratio when the tube voltage V and the tube current I are changed at the upper limit of the tube current. Here, the X-ray control unit 15 sets an upper limit of the tube current I for each tube voltage V in order to protect the X-ray tube 11 as usual. Here, it is assumed that the tube voltage V and the tube current I are changed along the predetermined upper limit line of the tube current I. The upper limit of the tube current I is usually limited by isowatts. The isowatt limit is to limit the value of V × I to a certain value. Note that the method of changing VI is not limited to this.

図4は、管電圧Vを横軸にしてボイド21aのプロファイルの変化を管電圧Vが過小な場合を(a)で、最適な場合を(b)で、過大な場合を(c)で示している。管電圧V及び管電流Iを変えたときにも、リアルタイムで階調が保持される。具体的には、画素値が目視に適した明度範囲である画素値80ないし画素値180となるため、画像を目視しながら容易にSN比が最大になる最適な管電圧V及び管電流Iを設定できる。   4A and 4B show changes in the profile of the void 21a with the tube voltage V as the horizontal axis when the tube voltage V is excessive, (b) when it is optimal, and (c) when it is excessive. ing. Even when the tube voltage V and the tube current I are changed, gradation is maintained in real time. Specifically, since the pixel value becomes the pixel value 80 to the pixel value 180 that is a brightness range suitable for visual observation, the optimum tube voltage V and tube current I that easily maximize the SN ratio while viewing the image are determined. Can be set.

ここで、プロファイルに現れるノイズはほとんどがX線フォトンの揺らぎによるノイズである。管電圧Vが小さすぎると透過率が落ち、X線フォトン数が減ることでSN比が低下する。一方、管電圧Vが大きすぎるとコントラストが低下することでシグナルSが小さくなり、SN比が低下する。   Here, most of the noise appearing in the profile is noise caused by fluctuations in X-ray photons. If the tube voltage V is too small, the transmittance is lowered, and the S / N ratio is lowered by reducing the number of X-ray photons. On the other hand, if the tube voltage V is too large, the contrast is lowered, the signal S is reduced, and the SN ratio is lowered.

なお、図2で示す階調変換処理のステップS02において、ローパスフィルタ掛けを行うのは、最大値Bmax及び最小値Bminを求める際、画像ノイズの影響を受けにくくし、表示画像のちらつきを少なくするためである。   Note that in step S02 of the gradation conversion process shown in FIG. 2, the low-pass filter is applied so that the maximum value Bmax and the minimum value Bmin are less affected by image noise and the flicker of the display image is reduced. Because.

上述した第1の実施の形態に係るX線検査装置1によれば、リアルタイムで階調が保持される透過画像を目視しながら管電圧V及び管電流Iを調整することで、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部分の構造に対して最大のSN比を与える管電圧Vと管電流Iを容易に設定することができる。   According to the X-ray inspection apparatus 1 according to the first embodiment described above, an unknown subject can be obtained by adjusting the tube voltage V and the tube current I while viewing a transmission image in which gradation is maintained in real time. On the other hand, the tube voltage V and the tube current I that give the maximum S / N ratio to the structure of the observation portion can be easily set based on the transmission data.

[第2の実施の形態]
図5は、第2の実施の形態に係るX線検査装置2の概略構成図である。図1と同じ構成要素は同じ番号を付し、説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the X-ray inspection apparatus 2 according to the second embodiment. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

X線検査装置2は、X線管11、X線検出器12、コンピュータ13、表示部14、X線制御部15及び高圧発生部16を有している。X線検査装置2は、X線検査装置1と比較して、キャプチャーボード17を有している点で異なる。また、X線検査装置2のコンピュータ13は、階調保持部13bに代えて階調保持部13dを有している点で異なる。   The X-ray inspection apparatus 2 includes an X-ray tube 11, an X-ray detector 12, a computer 13, a display unit 14, an X-ray control unit 15, and a high pressure generation unit 16. The X-ray inspection apparatus 2 is different from the X-ray inspection apparatus 1 in that it has a capture board 17. The computer 13 of the X-ray inspection apparatus 2 is different in that it has a gradation holding unit 13d instead of the gradation holding unit 13b.

キャプチャーボード17は、X線検出器12で検出されたX線像であるアナログ透過画像を1フレームごとに8bitのディジタル透過画像に変換する。また、キャプチャーボード17は、変換したディジタル信号を階調保持部13dと表示部14に送る。このキャプチャーボード17は、階調保持部13dからの入力に基づいて、オフセット値Ofとゲイン値gを変えることで透過画像の階調を変えている。   The capture board 17 converts an analog transmission image which is an X-ray image detected by the X-ray detector 12 into an 8-bit digital transmission image for each frame. The capture board 17 sends the converted digital signal to the gradation holding unit 13 d and the display unit 14. The capture board 17 changes the gradation of the transmission image by changing the offset value Of and the gain value g based on the input from the gradation holding unit 13d.

階調保持部13dは、コンピュータ13のソフトウェア機能ブロックである。この階調保持部13dは、上述した階調保持部13bと異なる。具体的には、階調保持部13dは、8bit透過画像を入力すると、キャプチャーボード17のオフセット値Of及びゲイン値gをROI部の階調を保持するように制御する。   The gradation holding unit 13 d is a software function block of the computer 13. The gradation holding unit 13d is different from the gradation holding unit 13b described above. Specifically, when an 8-bit transmission image is input, the gradation holding unit 13d controls the offset value Of and the gain value g of the capture board 17 so as to hold the gradation of the ROI unit.

図6に示すのは、階調保持部13dにおける階調保持処理を説明するフローチャートである。まず、階調保持部13dは、X線検出器12で検出したX線像である1フレーム分の透過画像を取得する(S11)。次に、階調保持部13dは、ROI内の画像にローパスフィルタを掛ける(S12)。続いて、階調保持部13dは、ローパスフィルタ掛けされたROI内の画像について画素値の最大値Bmaxと最小値Bminを求める(S13)。ここまでの処理は、第1の実施例と同様である。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the gradation holding process in the gradation holding unit 13d. First, the gradation holding unit 13d acquires a transmission image for one frame, which is an X-ray image detected by the X-ray detector 12 (S11). Next, the gradation holding unit 13d applies a low-pass filter to the image in the ROI (S12). Subsequently, the gradation holding unit 13d obtains the maximum value Bmax and the minimum value Bmin of the pixel value for the image in the ROI subjected to the low pass filter (S13). The processing so far is the same as in the first embodiment.

次に、階調保持部13dは、現在のオフセット値Of及びゲイン値gから、修正後のオフセット値Of’及びゲイン値g’を求める(S14)。具体的な求め方としては、図7に示す方法がある。横軸をアナログの画素値Pとし、縦軸を8bitの画素値Bとする。アナログの画素値Pはキャプチャーボード17への入力(ボルト値)であり、8bitの画素値Bは出力である。また、キャプチャーボード17の特性を表すのが、オフセット値Ofとゲイン値gである。   Next, the gradation holding unit 13d obtains a corrected offset value Of 'and gain value g' from the current offset value Of and gain value g (S14). As a specific method of obtaining, there is a method shown in FIG. The horizontal axis is an analog pixel value P, and the vertical axis is an 8-bit pixel value B. The analog pixel value P is an input (volt value) to the capture board 17, and the 8-bit pixel value B is an output. Further, the offset value Of and the gain value g represent the characteristics of the capture board 17.

画素値Bと画素値Pには、以下の(2)式の関係がある。   The pixel value B and the pixel value P have the following relationship (2).

B=g・(P−Of) ・・・(2)
ここで、現在のオフセット値Ofとゲイン値gに対して最大値Bmaxと最小値Bminが分かっている。これを用いて、最大値を180にし、最小値を80になるように、修正したオフセット値Of’及びゲイン値g’を計算する。導出については省略するが、具体的には下記の(3)式から(6)式を計算することで、オフセット値Of’とゲイン値g’が求められる。
B = g · (P−Of) (2)
Here, the maximum value Bmax and the minimum value Bmin are known with respect to the current offset value Of and gain value g. Using this, the corrected offset value Of ′ and gain value g ′ are calculated so that the maximum value is 180 and the minimum value is 80. Although derivation is omitted, specifically, the offset value Of ′ and the gain value g ′ are obtained by calculating the following equations (3) to (6).

Pmax=Bmax/g+Of ・・・(3)
Pmin=Bmin/g+Of ・・・(4)
g’=(180−80)/(Pmax−Pmin) ・・・(5)
Of’=(180・Pmin−80・Pmax)/(180−80) ・・・(6)
その後、階調保持部13dは、求められたオフセット値Of’及びゲイン値g’をキャプチャーボード17に送り、オフセット値、ゲイン値を更新させる(S15)。
Pmax = Bmax / g + Of (3)
Pmin = Bmin / g + Of (4)
g ′ = (180−80) / (Pmax−Pmin) (5)
Of ′ = (180 · Pmin−80 · Pmax) / (180−80) (6)
Thereafter, the gradation holding unit 13d sends the obtained offset value Of ′ and gain value g ′ to the capture board 17 to update the offset value and gain value (S15).

続いて、階調保持部13dは、終了指令があるか否かを判定し(S16)、終了の指令がされた場合、終了する。一方、終了の指令がなかった場合、ステップS11に戻り、次の透過画像について、同様の処理が繰り返される。   Subsequently, the gradation holding unit 13d determines whether or not there is an end command (S16), and ends when the end command is issued. On the other hand, if there is no termination command, the process returns to step S11, and the same processing is repeated for the next transmission image.

次のフレームでは、画素値Bmaxが画素値180に、また、画素値Bminが画素値80に合わされることになり、操作者が管電圧V及び管電流Iを変更した場合、1フレーム遅れて階調が保持される。管電圧Vと管電流Iを急速に変更しない限り、階調は一定に保たれる。   In the next frame, the pixel value Bmax is adjusted to the pixel value 180, and the pixel value Bmin is adjusted to the pixel value 80. When the operator changes the tube voltage V and the tube current I, the level is delayed by one frame. Key is maintained. As long as the tube voltage V and the tube current I are not rapidly changed, the gradation is kept constant.

上述した第2の実施の形態に係るX線検査装置2によれば、リアルタイムで階調が保持される透過画像を目視しながら管電圧V及び管電流Iを調整することで、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部分の構造に対して最大のSN比を与える管電圧Vと管電流Iを容易に設定することができる。   According to the X-ray inspection apparatus 2 according to the second embodiment described above, an unknown subject can be obtained by adjusting the tube voltage V and the tube current I while viewing a transmission image in which gradation is maintained in real time. On the other hand, the tube voltage V and the tube current I that give the maximum S / N ratio to the structure of the observation portion can be easily set based on the transmission data.

[変形例]
階調変換は、上述した実施の形態に限られるものではない。たとえば、最大値Bmaxの変換後の値を画素値180とし、最小値Bminの変換後の値を画素値80としたが、これらの値に限られるものではなく、目視に適した範囲であればよい。
[Modification]
The gradation conversion is not limited to the above-described embodiment. For example, the converted value of the maximum value Bmax is set to the pixel value 180, and the converted value of the minimum value Bmin is set to the pixel value 80. Good.

また、最大値をBmaxとし、最小値をBminとしたが、別の求め方で求めても良い。図8は、別の方法でBmax及びBminを求める場合の一例を示している。図8に示す例は、ROI内のヒストグラムであり、横軸を画素値Bとし、縦軸を画素数とした各画素値の頻度を示している。図8に示すヒストグラムで、面積で上から10%の位置をBmaxとし、下から10%の位置をBminとしている。なお、図8に示す例では10%でなく、任意の値を設定することができる。この求め方によれば、画像ノイズの影響を受けにくく、安定してBmax及びBminを求めることができ、表示画像のちらつきをさらに減少させることができる。   Further, although the maximum value is Bmax and the minimum value is Bmin, it may be determined by another method. FIG. 8 shows an example of obtaining Bmax and Bmin by another method. The example shown in FIG. 8 is a histogram in the ROI, and shows the frequency of each pixel value with the horizontal axis as the pixel value B and the vertical axis as the number of pixels. In the histogram shown in FIG. 8, the position of 10% from the top in the area is Bmax, and the position of 10% from the bottom is Bmin. In the example shown in FIG. 8, an arbitrary value can be set instead of 10%. According to this method, Bmax and Bmin can be obtained stably without being affected by image noise, and the flicker of the display image can be further reduced.

また、階調変換は実施例では線型変換であったが非線型変換としてもよい。特に対数変換を用いると被検体の厚さに比例した明るさ表示となり好ましい。   The gradation conversion is linear conversion in the embodiment, but may be non-linear conversion. In particular, logarithmic conversion is preferable because brightness is displayed in proportion to the thickness of the subject.

さらに、階調変換処理範囲を全画面でなく、ROIのみとし、処理速度を上げることもできる。また、ROIの設定は自由で、画面全体をROIとすることも可能である。   Furthermore, the gradation conversion processing range is not limited to the full screen, but only the ROI, and the processing speed can be increased. The ROI can be set freely, and the entire screen can be set as the ROI.

第1及び第2の実施の形態では、手動でVIを調整しているが、自動とすることができる。この場合、コンピュータ5にはソフトウェア機能ブロックとしてVI設定部13cに替えて、自動VI設定部13eが設けられる。   In the first and second embodiments, the VI is adjusted manually, but can be automatic. In this case, the computer 5 is provided with an automatic VI setting unit 13e instead of the VI setting unit 13c as a software function block.

自動VI設定部13eは階調保持部13bまたは13dからの階調が変換された透過画像(階調保持画像)を入力する。また、自動VI設定部13eは、電圧Vと電流IをX線制御部15に送信する。   The automatic VI setting unit 13e inputs a transmission image (tone holding image) obtained by converting the tone from the tone holding unit 13b or 13d. The automatic VI setting unit 13 e transmits the voltage V and current I to the X-ray control unit 15.

図9に示すのは、自動VI設定部13eにおけるVI設定処理を説明するフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart for explaining the VI setting process in the automatic VI setting unit 13e.

まず、X線管11からX線が発生すると(S21)、自動VI設定部13eは、X線制御部15を操作し、管電圧V及び管電流Iを予め定められた初期値に設定する(S22)。   First, when X-rays are generated from the X-ray tube 11 (S21), the automatic VI setting unit 13e operates the X-ray control unit 15 to set the tube voltage V and the tube current I to predetermined initial values ( S22).

ステップS22で管電圧V及び管電流Iが初期値に設定されると、自動VI設定部13eは、階調保持部13bまたは13dからNフレームの階調保持画像を取得する(S23)。取得した階調保持画像を記憶させる(S24)。   When the tube voltage V and the tube current I are set to initial values in step S22, the automatic VI setting unit 13e acquires an N-frame gradation holding image from the gradation holding unit 13b or 13d (S23). The acquired gradation holding image is stored (S24).

ここで、Nフレームの画像とは、例えば10フレームの画像であるが、これに限られず、任意の数に設定される。またこのとき、階調保持部13bではNフレームの透過画像が同一の階調変換を施されて、自動VI設定部13eに入力される。具体的には、1フレーム目ではステップS01〜S05に示す処理により階調変換されるが、2フレーム目からはステップS02及びS03の処理は省略し、1フレーム目で求められた最大値Bmax及び最小値Bminを使用する。また、階調保持部13dでも同様に、Nフレームが同一の階調変換を施される。具体的には0フレーム目でステップS11〜S15に示す処理によりオフセット値、ゲイン値が設定され、1〜Nフレームの画像はS12ないしS15の処理が省略され、そのまま自動VI設定部13eに送られる。   Here, the N frame image is, for example, an image of 10 frames, but is not limited to this, and is set to an arbitrary number. At this time, the N-frame transmission image is subjected to the same gradation conversion in the gradation holding unit 13b and is input to the automatic VI setting unit 13e. Specifically, tone conversion is performed by the process shown in steps S01 to S05 in the first frame, but the processes in steps S02 and S03 are omitted from the second frame, and the maximum values Bmax and Bmax obtained in the first frame are omitted. The minimum value Bmin is used. Similarly, in the gradation holding unit 13d, N frames are subjected to the same gradation conversion. Specifically, the offset value and gain value are set by the processing shown in steps S11 to S15 at the 0th frame, and the processing of S12 to S15 is omitted for the images of 1 to N frames, and sent to the automatic VI setting unit 13e as they are. .

自動VI設定部13eは、Nフレームの階調保持画像を取得すると(S25)、これらの画像によりノイズが計算される(S26)。   When the automatic VI setting unit 13e acquires N-frame gradation holding images (S25), noise is calculated from these images (S26).

このノイズは、例えば、下記の式(7)及び式(8)により計算される。   This noise is calculated by, for example, the following expressions (7) and (8).

画素ijのノイズ
=√{(B’(ij)−B’(ij)のフレーム間平均)2のフレーム間平均}・・・(7)
画像ノイズ=(画素ijのノイズ)のROI内平均・・・(8)
ここで、B’(ij)は画素ijでの画素値である。S23では、電圧V値、電流I値と求めた画像ノイズを記憶する。
Pixel ij noise
= √ {(B ′ (ij) −B ′ (ij) average between frames) 2 Average between frames} (7)
Average within ROI of image noise = (noise of pixel ij) (8)
Here, B ′ (ij) is a pixel value at the pixel ij. In S23, the voltage V value and current I value and the obtained image noise are stored.

ステップS26でノイズが計算されると、処理終了されるか否かが確認され(S27)、次の電圧V及び電流Iを設定してステップS23からの処理を繰り返す(S28)。   When noise is calculated in step S26, it is confirmed whether or not the process is terminated (S27), the next voltage V and current I are set, and the process from step S23 is repeated (S28).

ステップS28で次の電圧V及び電流Iを設定する方法としては、例えば電圧Vを一定間隔でステップ上昇させ、電流Iは各電圧Vに対する上限値をとるように変化させる方法が考えられる。しかし、これに限られるものではない。   As a method of setting the next voltage V and current I in step S28, for example, a method in which the voltage V is stepped up at regular intervals and the current I is changed to take an upper limit value for each voltage V can be considered. However, it is not limited to this.

また、ステップS27で処理が終了されることが確認されると、ノイズが最小であった電圧V及び電流Iを選択し、この電圧V及び電流Iの値を最適の電圧V値及び電流I値とする(S29)。   When it is confirmed in step S27 that the process is completed, the voltage V and current I with the smallest noise are selected, and the values of the voltage V and current I are set to the optimum voltage V value and current I value. (S29).

図9に示す例では、予め定めた電圧V及び電流Iの組み合わせの全てに対して順番にノイズを計算し、ノイズが最小となる電圧V及び電流Iを最適な電圧V及び電流Iとしている。しかしながら、最適な電圧V及び電流Iの求め方についてはこのような方法に限られるものではない。例えば、はじめに粗いステップ間隔でいくつかの電圧V及び電流Iの組み合わせ組に対してノイズを計算してノイズの小さな電圧V値及び電流I値の領域を選び、このノイズの小さな領域について細かいステップで電圧V値及び電流I値を変化させてノイズを計算して段階的に最適な電圧V及び電流Iを求める方法であってもよい。また、一般的によく知られている計算されたノイズを用いて電圧V及び電流Iの変化を求める計算方法などを用いれば、最適な電圧V及び電流Iをより短時間で求めることが可能である。   In the example shown in FIG. 9, noise is calculated in order for all combinations of a predetermined voltage V and current I, and the voltage V and current I at which the noise is minimized are set as the optimum voltage V and current I. However, the method for obtaining the optimum voltage V and current I is not limited to such a method. For example, first, noise is calculated for several combinations of voltage V and current I at a rough step interval, and a region of voltage V value and current I value with low noise is selected. A method may be used in which noise is calculated by changing the voltage V value and the current I value to obtain the optimum voltage V and current I step by step. In addition, if a calculation method for obtaining changes in voltage V and current I using generally well-known calculated noise is used, the optimum voltage V and current I can be obtained in a shorter time. is there.

また、図9に示す例では、ステップS24及びS25でNフレームの画像記憶を行っているが、Nフレームの画像記憶を必要とするものではない。例えば、一般的によく知られているように、1フレームを次々に上書きするような構成であっても、1パス方式で式(7)及び式(8)と等価な画像ノイズの計算が可能である。   In the example shown in FIG. 9, N frames of image storage are performed in steps S24 and S25, but N frames of image storage are not required. For example, as is generally well known, even if the configuration is such that one frame is overwritten one after another, image noise equivalent to equations (7) and (8) can be calculated by the one-pass method. It is.

さらに、式(8)で用いるROIは階調保持処理で用いるROIと同じROIであってもよいが、新たに設定した別のROIであってもよい。   Furthermore, the ROI used in Expression (8) may be the same ROI used in the gradation holding process, or may be another newly set ROI.

上述した変形例によれば、階調が保持されることでシグナル(図4のS)が一定に保たれつつ、ノイズ(図4のN)を最小とすることができ、未知の被検体に対しても、その透過データに基づいて観察部位の構造に対して最大のSN比を与える電圧Vと電流Iを自動的に設定することができる。   According to the above-described modification, the tone (N in FIG. 4) can be minimized while the signal (S in FIG. 4) is kept constant by maintaining the gradation, and the unknown object can be detected. On the other hand, the voltage V and the current I that give the maximum S / N ratio to the structure of the observation site can be automatically set based on the transmission data.

第1及び第2の実施の形態に係るX線検査装置の最適な管電圧V及び管電流Iの調整は、他にもたとえば、断層撮影装置等の他の装置にも適応させることもできる。断層撮影装置に適応させた場合、断層撮影装置は、円軌道、円弧軌道、直線軌道、多軌道など何れの方式を用いていても良い。また、コンピュータ断層撮影装置(CT)であってもよい。この場合、スキャン中に最も透過が悪くなるX線パスについて、最適なVI調整を行うようにすれば良い。   The adjustment of the optimum tube voltage V and tube current I of the X-ray inspection apparatus according to the first and second embodiments can be applied to other apparatuses such as a tomography apparatus. When applied to a tomography apparatus, the tomography apparatus may use any method such as a circular orbit, an arc orbit, a linear orbit, and a multi-orbit. Moreover, a computer tomography apparatus (CT) may be used. In this case, the optimum VI adjustment may be performed for the X-ray path that is most difficult to transmit during scanning.

本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   It goes without saying that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の第1の実施の形態に係るX線検査装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an X-ray inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る階調保持処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the gradation holding | maintenance process which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る階調変換を説明する図である。It is a figure explaining the gradation conversion which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 管電圧Vと管電流Iをイソワット変化させた場合のSN比変化の模式図である。It is a schematic diagram of the SN ratio change when the tube voltage V and the tube current I are changed by isowatts. 本発明の第2の実施の形態に係るX線検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the X-ray inspection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る階調保持処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the gradation holding | maintenance process which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. オフセット値Of’とゲイン値g’の求め方を説明する図である。It is a figure explaining how to obtain | require offset value Of 'and gain value g'. 本発明の変形例に係る階調変換を説明する図である。It is a figure explaining the gradation conversion which concerns on the modification of this invention. 本発明の変形例に係る自動VI設定のフローチャートである。It is a flowchart of the automatic VI setting which concerns on the modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,2…X線検査装置
11…X線管
12…X線検出器
13…コンピュータ
13a…ROI設定部
13b,13d…階調保持部
13c…VI設定部
14…表示部
15…X線制御部
16…高圧発生部
17…キャプチャーボード
21…被検体
22…X線ビーム
21a…ボイド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... X-ray inspection apparatus 11 ... X-ray tube 12 ... X-ray detector 13 ... Computer 13a ... ROI setting part 13b, 13d ... Gradation holding part 13c ... VI setting part 14 ... Display part 15 ... X-ray control part 16 ... High-pressure generator 17 ... Capture board 21 ... Subject 22 ... X-ray beam 21a ... Void

Claims (5)

X線管と、このX線管の管電圧と管電流とを制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有し、このX線検出器で得られた被検体の透過データから透過画像を作成するX線検査装置において、
前記X線管の管電圧と管電流を設定する管電圧管電流設定部と、
管電圧または管電流の設定を変えたときに表示部にリアルタイムで動画表示される透過画像の階調をリアルタイムで略一定に保ち表示させるようにする階調保持手段と、
を有することを特徴とするX線検査装置。
An X-ray tube, an X-ray controller that controls the tube voltage and tube current of the X-ray tube, and an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject. In an X-ray inspection apparatus that creates a transmission image from transmission data of the obtained subject,
A tube voltage tube current setting unit for setting a tube voltage and a tube current of the X-ray tube;
A gradation holding means for causing the gradation of a transmission image displayed in a moving image in real time to be displayed in real time on the display unit when the setting of the tube voltage or the tube current is changed;
An X-ray inspection apparatus characterized by comprising:
請求項1に記載のX線検査装置において、
前記階調保持手段は、前記X線検出器で得られた被検体の透過画像の略最大明度を予め定められる第1の値に保ち、前記X線検出器で得られた被検体の透過画像の略最小明度を予め定められる第2の値に保つように、階調変換することを特徴とするX線検査装置。
The X-ray inspection apparatus according to claim 1,
The gradation holding means maintains the substantially maximum brightness of the transmission image of the subject obtained by the X-ray detector at a predetermined first value, and the transmission image of the subject obtained by the X-ray detector. An X-ray inspection apparatus characterized in that gradation conversion is performed so as to keep the substantially minimum brightness at a predetermined second value.
管電圧および管電流を制御してX線管からX線を発生させて被検体に照射させ、被検体を透過したX線を検出して得られた透過データから被検体の透過画像を作成し、管電圧あるいは管電流が変化すると表示部に階調がリアルタイムで略一定に保たれて階調補正された透過画像が動画表示される際、
前記表示部に表示される透過画像の観察部分の構造に対してSN比が最大となる前記X線管の管電圧および管電流を調整するX線検査装置の管電圧管電流調整方法。
Control the tube voltage and tube current, generate X-rays from the X-ray tube, irradiate the subject, and create a transmission image of the subject from transmission data obtained by detecting the X-rays transmitted through the subject When the tube voltage or tube current changes, the display unit displays a moving image of the gradation corrected with the gradation kept substantially constant in real time.
A tube voltage tube current adjusting method for an X-ray inspection apparatus, which adjusts the tube voltage and tube current of the X-ray tube that maximizes the SN ratio with respect to the structure of the observation part of the transmission image displayed on the display unit.
請求項3に記載のX線検査装置の管電圧管電流調整方法において、
階調補正する際、作成された被検体の前記透過画像の略最大明度を予め定められる第1の値に保ち、前記X線検出器で得られた被検体の透過画像の略最小明度を予め定められる第2の値に保つように階調補正しながら前記X線管の管電圧および管電流を調整ことを特徴とするX線検査装置の管電圧管電流調整方法。
In the tube voltage tube current adjustment method of the X-ray inspection apparatus according to claim 3,
When the gradation correction is performed, the substantially maximum brightness of the transmission image of the created subject is maintained at a predetermined first value, and the substantially minimum brightness of the transmission image of the subject obtained by the X-ray detector is set in advance. A tube voltage tube current adjusting method for an X-ray inspection apparatus, characterized in that the tube voltage and tube current of the X-ray tube are adjusted while correcting a gradation so as to maintain a predetermined second value.
X線管と、このX線管の管電圧と管電流とを制御するX線制御部と、被検体を透過したX線を検出するX線検出器とを有し、このX線検出器で得られた被検体の透過データから透過画像を作成するX線検査装置において、
前記X線管の管電圧または管電流が変化したとき透過画像の階調を略一定に保つ階調保持手段と、
前記X線制御部に管電圧または管電流を変更させ、このとき前記階調保持手段により階調が保たれた透過画像の画像ノイズを計算し、この画像ノイズが最小となる管電圧または管電流を選択して設定する自動管電圧管電流設定手段と、
を有することを特徴とするX線検査装置。

An X-ray tube, an X-ray controller that controls the tube voltage and tube current of the X-ray tube, and an X-ray detector that detects X-rays transmitted through the subject. In an X-ray inspection apparatus that creates a transmission image from transmission data of the obtained subject,
Gradation holding means for maintaining the gradation of the transmission image substantially constant when the tube voltage or tube current of the X-ray tube changes;
The X-ray controller changes the tube voltage or the tube current, calculates the image noise of the transmission image in which the gradation is maintained by the gradation holding means at this time, and the tube voltage or the tube current that minimizes the image noise Automatic tube voltage tube current setting means to select and set,
An X-ray inspection apparatus characterized by comprising:

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