JP2006125922A - Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線ｃｔ装置における画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来のＸ線ＣＴ装置では、ＣＴ値を２値化処理して「白」か「黒」かの判定を行う場合には、単一の閾値により処理を行うが、様々な厚みを有する被検査物の場合、適切な閾値が各部で異なることとなり、その形状を正確に測定することができなかった。
【解決手段】 被検査物２にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物２の形状を画像表示を行うＸ線ＣＴ装置であって、計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピークのピーク高さを算出するピーク高さ算出部５ｂと、算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較する比較部５ｃと、算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正部５ｄと、補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する２値化処置部５ｅとを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】 被検査物２にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物２の形状を画像表示を行うＸ線ＣＴ装置であって、計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピークのピーク高さを算出するピーク高さ算出部５ｂと、算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較する比較部５ｃと、算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正部５ｄと、補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する２値化処置部５ｅとを備える。
【選択図】 図１
Description
本発明は、被検査物が薄板状物であった場合でも、高精度な計測を行うことが可能なＸ線ＣＴ装置、およびＸ線ＣＴ装置における画像処理方法に関する。
従来から、Ｘ線を被検査物に照射し、Ｘ線の透過量を検出することで被検査物の透過像を得ることができる、Ｘ線ＣＴ装置が知られている。
このＸ線ＣＴ装置においては、被検査物の断面をモザイクにして、そのモザイク１つ１つのＸ線吸収係数を示すＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の断面形状を画像表示する（この画像を、以降ＣＴ画像と記載する）。さらに、被検査物について得られた多数の断層画像を再構成することにより、被検査物の３Ｄ画像を得ることも可能となっている。
このＸ線ＣＴ装置においては、被検査物の断面をモザイクにして、そのモザイク１つ１つのＸ線吸収係数を示すＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の断面形状を画像表示する（この画像を、以降ＣＴ画像と記載する）。さらに、被検査物について得られた多数の断層画像を再構成することにより、被検査物の３Ｄ画像を得ることも可能となっている。
前記Ｘ線ＣＴ装置におけるＣＴ画像は白黒画像にて表示されるが、Ｘ線が被検査物を透過する際の吸収度合いに応じて黒から白に至る輝度（明るさ）が異なり、Ｘ線の吸収が大きい部分はＣＴ値が大きくて白っぽく表わされ、吸収が小さい部分はＣＴ値が小さくて黒っぽく表わされる。そして、ＣＴ値が最大値のときには完全な白となり、最小値のときには完全な黒となり、その間の値のときには白と黒の中間色（つまり灰色）となる。
このように得られるＣＴ画像を表示する際には、あるＣＴ値を閾値として予め設定しておき、閾値に対するＣＴ値の大小によって画像表示の白黒を決定する２値化処理が行われる場合がある。
このような、被検査物に照射したＸ線の透過量を検出することで被検査物の透過像を得るＣＴ装置としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。
特開平７−２２２７４０号公報
このように得られるＣＴ画像を表示する際には、あるＣＴ値を閾値として予め設定しておき、閾値に対するＣＴ値の大小によって画像表示の白黒を決定する２値化処理が行われる場合がある。
このような、被検査物に照射したＸ線の透過量を検出することで被検査物の透過像を得るＣＴ装置としては、例えば特許文献１に示すようなものがある。
前述の如く、Ｘ線を被検査物に照射して得られるＣＴ値は、被検査物によるＸ線の吸収度合いにより変化し、被検査物のＸ線の吸収度合いは被検査物の密度等により変化する。
また、ＣＴ値は、ある単位空間における被検査物の密度分布の平均値であると考えることができる。
従って、被検査物が薄板状部材であった場合（例えば単位空間の厚みよりも薄板状部材の厚みが薄かった場合）や、非常に小さいものであった場合には、単位空間における密度分布の平均値と、実際の被検査物の密度とが一致せず、ＣＴ値が低く計測されてしまう場合がある。つまり、同じ材質で構成される被検査物であっても、その厚さによって得られるＣＴ値が異なることとなる。
また、ＣＴ値は、ある単位空間における被検査物の密度分布の平均値であると考えることができる。
従って、被検査物が薄板状部材であった場合（例えば単位空間の厚みよりも薄板状部材の厚みが薄かった場合）や、非常に小さいものであった場合には、単位空間における密度分布の平均値と、実際の被検査物の密度とが一致せず、ＣＴ値が低く計測されてしまう場合がある。つまり、同じ材質で構成される被検査物であっても、その厚さによって得られるＣＴ値が異なることとなる。
このように、被検査物の厚さによって計測されるＣＴ値が異なると、ＣＴ値の計測精度が低くなってしまい、被検査物形状の表示画像や３Ｄモデル化を、精密に行うことが困難であった。
特に、ＣＴ値を２値化処理して「白」か「黒」かの判定を行う場合には、単一の閾値により処理を行うが、様々な厚みを有する被検査物の場合、適切な閾値が各部で異なることとなり、その形状を正確に測定することができなかった。
特に、ＣＴ値を２値化処理して「白」か「黒」かの判定を行う場合には、単一の閾値により処理を行うが、様々な厚みを有する被検査物の場合、適切な閾値が各部で異なることとなり、その形状を正確に測定することができなかった。
上記課題を解決するＸ線ＣＴ装置およびＸ線ＣＴ装置における画像処理方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、被検査物にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の形状の画像表示を行うＸ線ＣＴ装置であって、計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピークのピーク高さを算出する算出手段と、算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較する比較手段と、算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正手段と、補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する処理手段とを備える。
これにより、ＣＴ値プロファイルにおける、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまうような小さなピーク高さを有したピークを、一つの閾値により精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物や非常に小さな被検査物についても、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
即ち、請求項１記載の如く、被検査物にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の形状の画像表示を行うＸ線ＣＴ装置であって、計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピークのピーク高さを算出する算出手段と、算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較する比較手段と、算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正手段と、補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する処理手段とを備える。
これにより、ＣＴ値プロファイルにおける、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまうような小さなピーク高さを有したピークを、一つの閾値により精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物や非常に小さな被検査物についても、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
また、請求項２記載の如く、被検査物にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の形状の画像表示を行うＸ線ＣＴ装置における、画像処理方法であって、計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピーク高さを算出し、算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較し、算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正を行い、補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する。
これにより、ＣＴ値プロファイルにおける、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまうような小さなピーク高さを有したピークを、一つの閾値により精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物や非常に小さな被検査物についても、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
これにより、ＣＴ値プロファイルにおける、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまうような小さなピーク高さを有したピークを、一つの閾値により精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物や非常に小さな被検査物についても、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
本発明によれば、ＣＴ値プロファイルにおける、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまうような小さなピーク高さを有したピークを、一つの閾値により精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物や非常に小さな被検査物についても、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
図１に示すＸ線ＣＴ装置は、被検査物２に対してＸ線を照射するＸ線源１と、被検査物２を透過してＸ線を検出するＸ線検出装置３と、検出したＸ線を処理する処理部５と、処理部５により処理された被検査物２の断面画像であるＣＴ像または３Ｄ画像を表示するモニタ等の表示装置６と、検出したＸ線データ等を記憶しておく記憶部７を備えている。
Ｘ線源１から照射され被検査物２を透過したＸ線は、Ｘ線検出装置３にて検出されると処理部５へ入力される。処理部５では、入力されたＸ線データをＣＴ値計測部５ａにてＣＴ値に変換する。
その後、処理部５の補正部５ｄによるＣＴ値の補正処理や２値化処理部５ｅによる２値化処理等の処理を施した上で、画像演算部５ｆによりＣＴ値に基づく画像処理を行って、ＣＴ像または３Ｄ画像が構築される。構築されたＣＴ像または３Ｄ画像は、表示装置６にて表示される。
その後、処理部５の補正部５ｄによるＣＴ値の補正処理や２値化処理部５ｅによる２値化処理等の処理を施した上で、画像演算部５ｆによりＣＴ値に基づく画像処理を行って、ＣＴ像または３Ｄ画像が構築される。構築されたＣＴ像または３Ｄ画像は、表示装置６にて表示される。
以下に、処理部５における画像処理について説明する。
まず、処理部５のＣＴ値計測部５ａでは、Ｘ線検出装置３にて検出されたＸ線データをＣＴ値に変換して、図２に示すようなＣＴ値プロファイルを得る。ＣＴ値は、被検査物２の断面をモザイクにして、そのモザイク１つ１つのＸ線吸収係数を示したものであり、例えば、水を透過したＸ線のＣＴ値は０で表され、空気を透過したＣＴ値は−１０００で表わされる。また、あるアルミ合金のＣＴ値は３６００、鉄鋳物のＣＴ値は１００００、合成樹脂のＣＴ値は２０００で表わされる、といったように、被検査物２の材質によって固有のＣＴ値が存在する。
まず、処理部５のＣＴ値計測部５ａでは、Ｘ線検出装置３にて検出されたＸ線データをＣＴ値に変換して、図２に示すようなＣＴ値プロファイルを得る。ＣＴ値は、被検査物２の断面をモザイクにして、そのモザイク１つ１つのＸ線吸収係数を示したものであり、例えば、水を透過したＸ線のＣＴ値は０で表され、空気を透過したＣＴ値は−１０００で表わされる。また、あるアルミ合金のＣＴ値は３６００、鉄鋳物のＣＴ値は１００００、合成樹脂のＣＴ値は２０００で表わされる、といったように、被検査物２の材質によって固有のＣＴ値が存在する。
図２に示すＣＴ値プロファイルは、単一の材質にて構成され、場所により厚みが異なる形状を有した被検査物２にＸ線を照射した場合に得られるＣＴ値プロファイルであり、このＣＴ値プロファイルでは、Ｘ線の照射範囲の中で被検査物２が存在する箇所でＸ線の吸収係数が大きくなっており、ＣＴ値も大きな値を示している。
図２においては、このＣＴ値が大きな値を示している箇所として、第１ピークＰＫ１、第２ピークＰＫ２、第３ピークＰＫ３、および第４ピークＰＫ４が存在しており、第１ピークＰＫ１の部分の被検査物の板厚がｔ１、第２ピークＰＫ２の部分の板厚がｔ２、第３ピークＰＫ３の部分の板厚がｔ３、第４ピークＰＫ４の部分の板厚がｔ４となっている。
この場合の、各部分の板厚は、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３＞ｔ４といった関係にあり、各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・の大きさは板厚により異なっている。
この場合の、各部分の板厚は、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３＞ｔ４といった関係にあり、各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・の大きさは板厚により異なっている。
つまり、板厚の厚い箇所のピークが大きくなっており、板厚が厚い箇所に表れた第１ピークＰＫ１と第２ピークＰＫ２のＣＴ値は適正値ｐｒに達しているが、板厚が薄い箇所に表れた第３ピークＰＫ３と第４ピークＰＫ４は小さくて、ＣＴ値が適正値ｐｒよりも小さくなっている。
なお、ＣＴ値の適正値ｐｒは、被検査物の材質に特有の値を示すものであり、被検査物の厚みが一定寸法以上であれば、ピークの最大値が適正値ｐｒとなるが、被検査物の厚みが一定寸法よりも薄ければピークの最大値が適正値ｐｒに達しなくなる。
なお、ＣＴ値の適正値ｐｒは、被検査物の材質に特有の値を示すものであり、被検査物の厚みが一定寸法以上であれば、ピークの最大値が適正値ｐｒとなるが、被検査物の厚みが一定寸法よりも薄ければピークの最大値が適正値ｐｒに達しなくなる。
また、このＣＴ値プロファイルにおいては、２値化処理部５ｅにて２値化処理を行う際の閾値ｐｂが予め設定されており、記憶部７に記憶されている。そして、ＣＴ値が閾値ｐｂよりも大きければその部分は「白」と判定され、閾値ｐｂよりも小さければその部分は「黒」と判定されることとなる。
なお、２値化処理を行うための閾値ｐｂは１水準のみ設定されているものであり、例えば前記適正値ｐｒの半値（適正値ｐｒの２分の１の値）に設定されている。
なお、２値化処理を行うための閾値ｐｂは１水準のみ設定されているものであり、例えば前記適正値ｐｒの半値（適正値ｐｒの２分の１の値）に設定されている。
このように閾値ｐｂが設定されたＣＴ値プロファイルについて、そのまま２値化処理を行うと、ＣＴ値が閾値ｐｂよりも大きな値を示している部分、つまり、第１ピークＰＫ１を示している箇所の範囲Ｒ１、第２ピークＰＫ２を示している箇所の範囲Ｒ２、および第３ピークＰＫ３を示している箇所の範囲Ｒ３が「白」と判定され、ＣＴ値が閾値ｐｂ以下であるその他の範囲は「黒」と判定される。
ここで、第４ピークＰＫ４が表れている部分についても被検査物２が存在しているが、第４ピークＰＫ４のＣＴ値が閾値ｐｂよりも小さいため「白」とは判定されずに「黒」と判定されてしまう。
また、２値化処理を行う際には、各ピークにおけるピーク高さの半値を閾値として白黒の判定を行った場合に、精度良く２値化処理を行うことができる。例えば第３ピークＰＫ３についてみると、ピーク高さＰｍ３の半値Ｐｍ３／２を閾値として判定した範囲Ｒ３ａを「白」とした場合に最も処理精度が良好となる。
また、２値化処理を行う際には、各ピークにおけるピーク高さの半値を閾値として白黒の判定を行った場合に、精度良く２値化処理を行うことができる。例えば第３ピークＰＫ３についてみると、ピーク高さＰｍ３の半値Ｐｍ３／２を閾値として判定した範囲Ｒ３ａを「白」とした場合に最も処理精度が良好となる。
しかし、第３ピークＰＫ３のピーク高さは適正値ｐｒよりも小さいため、範囲Ｒ３ａと範囲Ｒ３とは一致せず、閾値ｐｂにて２値化処理を行った場合の範囲Ｒ３は、範囲Ｒ３ａに比べて精度が悪くなる。
さらに、第４ピークＰＫ４についても、ピーク高さＰｍ４の半値Ｐｍ４／２を閾値として判定した範囲Ｒ４ａを「白」とした場合に最も処理精度が良好となる。
さらに、第４ピークＰＫ４についても、ピーク高さＰｍ４の半値Ｐｍ４／２を閾値として判定した範囲Ｒ４ａを「白」とした場合に最も処理精度が良好となる。
そこで、本発明においては、第３ピークＰＫ３や第４ピークのように、ピーク高さが適正値ｐｒよりも小さなピークが存在したときにも、精度良く２値化処理を行うことができるように、２値化処理を行う前に次のような処理を行うようにしている。
図３に示すように、まず、前述の如く、Ｘ線検出装置３にて検出されたＸ線データを処理部５にてＣＴ値に変換した後（Ｓ０１）、各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・のピーク高さを、ピーク高さ算出部５ｂにより計測する（Ｓ０２）。このピーク高さの計測は、例えば、Ｍｉｎ−Ｍａｘフィルタを用いて各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・の最小値と最大値との差を計測することにより行われる。
図３に示すように、まず、前述の如く、Ｘ線検出装置３にて検出されたＸ線データを処理部５にてＣＴ値に変換した後（Ｓ０１）、各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・のピーク高さを、ピーク高さ算出部５ｂにより計測する（Ｓ０２）。このピーク高さの計測は、例えば、Ｍｉｎ−Ｍａｘフィルタを用いて各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・の最小値と最大値との差を計測することにより行われる。
計測した各ピークＰＫ１・ＰＫ２・・・のピーク高さは、比較部５ｃにより所定の基準値と比較され、ピーク高さが基準値よりも小さいピークがあれば、補正部５ｄにより、そのピークに対してＣＴ値の補正処理を施す（Ｓ０３）。補正処理は、例えば「ピーク値が適正値ｐｒの何十％以下であるピーク」に対して行われるように設定されており、その補正処理を行うか否かの判断基準となる基準値は記憶部７に記憶されている。
図２に示したＣＴ値プロファイルの場合、ピーク高さが適正値ｐｒと同じ値となっている第１ピークＰＫ１および第２ピークＰＫ２に対しては補正処理を行わず、ピーク高さが小さな第３ピークＰＫ３および第４ピークＰＫ４に対して補正処理を行う。
補正処理は、図４に示すように、ピーク高さが低い第３ピークＰＫ３および第４ピークＰＫ４を、ピーク高さが適正値ｐｒに達するように引き伸ばして増幅する補正処理を行う。
このピークに対する補正処理を行った後に、２値化処理部５ｅにて、閾値ｐｂを用いたＣＴ値プロファイルの２値化処理を行う（Ｓ０４）。
補正処理は、図４に示すように、ピーク高さが低い第３ピークＰＫ３および第４ピークＰＫ４を、ピーク高さが適正値ｐｒに達するように引き伸ばして増幅する補正処理を行う。
このピークに対する補正処理を行った後に、２値化処理部５ｅにて、閾値ｐｂを用いたＣＴ値プロファイルの２値化処理を行う（Ｓ０４）。
このように、第３ピークＰＫ３および第４ピークＰＫ４のピーク高さが適正値ｐｒとなるようにピーク高さを補正することで、元々ピーク高さが低かったピークに対して、閾値ｐｂを用いた２値化処理を行った場合でも、ピーク高さ（即ち適正値ｐｒ）の半値（即ち閾値ｐｂ）を閾値として２値化処理を行うことができる。
これにより、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまう第３ピークＰＫ３および第４ピークＰＫ４を、一つの閾値ｐｂにより精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物２や非常に小さな被検査物２についても、画像演算部５ｆで画像処理を行うことで、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
これにより、そのままの状態で２値化処理を行うと白黒の判定誤差が大きくなってしまう第３ピークＰＫ３および第４ピークＰＫ４を、一つの閾値ｐｂにより精度良く処理することが可能となり、様々な厚みを有した被検査物２や非常に小さな被検査物２についても、画像演算部５ｆで画像処理を行うことで、高精度なＣＴ像または３Ｄ画像を得ることが可能となる。
１ Ｘ線源
２ 被検査物
３ Ｘ線検出装置
５ 処理部
５ａ ＣＴ値計測部
５ｂ ピーク高さ算出部
５ｃ 比較部
５ｄ 補正部
５ｅ ２値化処理部
２ 被検査物
３ Ｘ線検出装置
５ 処理部
５ａ ＣＴ値計測部
５ｂ ピーク高さ算出部
５ｃ 比較部
５ｄ 補正部
５ｅ ２値化処理部
Claims (2)
- 被検査物にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の形状の画像表示を行うＸ線ＣＴ装置であって、
計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピークのピーク高さを算出する算出手段と、
算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較する比較手段と、
算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正手段と、
補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する処理手段とを、備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。 - 被検査物にＸ線を照射してＣＴ値を計測し、計測したＣＴ値を用いて被検査物の形状の画像表示を行うＸ線ＣＴ装置における、画像処理方法であって、
計測したＣＴ値プロファイルにおける各ピーク高さを算出し、
算出したピーク高さと予め設定された基準値との大きさを比較し、
算出したピーク高さが基準値よりも小さかったピークについて、ピーク高さを予め設定しておいた適正値にまで増幅する補正を行い、
補正後のピークにより構成されるＣＴ値プロファイルを２値化処理する、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置における画像処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004312114A JP2006125922A (ja) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線ｃｔ装置における画像処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004312114A JP2006125922A (ja) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線ｃｔ装置における画像処理方法 |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=36720816
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2006125922A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100080433A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computer tomography apparatus and image processing apparatus |
-
2004
- 2004-10-27 JP JP2004312114A patent/JP2006125922A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100080433A1 (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computer tomography apparatus and image processing apparatus |
| US8284893B2 (en) * | 2008-09-29 | 2012-10-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computer tomography apparatus and image processing apparatus |
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