JP2015227872A - 画像表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像判定員が既存のＤＲ画像の画像判定経験によって、旅客が持っている物品をより正確、快速に検査することができる。ＣＴシステムの画像表示方法を提案する。
【解決手段】、被検体に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得しＳ４１、ＣＴ投影データを所定の間隔で整理しＳ４２、ある固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから基本データを抽出しＳ４３、抽出された基本データに基づいてＤＲ画像を形成しＳ４４、ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成しＳ４５、ＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示するＳ４６。
【選択図】図４

Description

本願は、コンピュータ断層イメージング（ＣＴ）技術に関し、具体にはＣＴシステムにおける画像表示方法に関する。
米国の９・１１事件が発生した後で、航空分野のセキュリティーチェック作業はますます重視されている。ＣＴ技術に基づくセキュリティーチェック製品はたぐいまれな先進性を有しており、性能指標の優勢は明らかである。米国ＴＳＡは、ＣＴ機器及びその検出方法が空港のセキュリティーチェックを実現する重要な方法であると考える。普通の物品機器であるＸ線放射器は透視してイメージングし、明瞭なＤＲ画像を得ることができる。このようなＤＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）画像は、ユーザに固定的な印象が形成されている。ユーザはＤＲ画像をよく知っている。ＤＲシステムにおいて、放射線源および探測器は固定で、回転しないものである。これらのＤＲ画像は、通常、頂視角画像または底視角画像であり、直観的で、便利に見られることができる。画像の読取及び画像の判定から形成される豊富な経験は、いずれも直観的なＤＲ画像に基づくものである。ある優秀な画像判定員は、必ず数万点以上の実際なＤＲ画像を見たことがある。通常に、９０日以上の業務を行うことによって優秀な画像判定員を育成することができる。現在、多数の優秀な画像判定員は、医療、セキュリティーチェックなどの分野で作業している。ＤＲ画像が存在しない場合、これらの経験豊富な画像判定員は、正確な画像判定を行うことができない。
現在のＣＴシステムには既製の３次元データがあるが、ＤＲ画像が存在しない。画像判定員が突然に３次元画像を見たとき、慣れないと感じている。例えば、観察角度の不適宜により、３次元画像における危険物（例えば、ピストル）は小さい集塊であり、形態が不明瞭である。画像判定員が突然に３次元画像を見たとき、如何にしてピストルが小さい集塊となるかを分かることができない。画像判定員が３次元画像を単独に観察しても、旅客が何を持っているかを明瞭にすることができない。このため、３次元画像が存在しても、画像判定員も３次元画像を以前によく知っているＤＲ画像と比較し、この２つの画像を対比し、既存のＤＲ画像の豊富な画像判定経験を利用してほしい。すなわち、画像判定員は、左辺にＤＲ画像を表示するディスプレイが置かれ、右辺にＣＴ画像を表示するディスプレイが置かれるような環境を望んでいる。既存のＤＲ画像の判定経験によって、多数の画像判定員は、旅客が何を持っているかをより迅速、簡便、正確に把握することができる。このように、多くの手間を省くことができる。
また、ＤＲシステムを有するＣＴ機器において、ユーザが特定の位置を選択する場合には、特定の位置のスライスを表示させるためにＤＲ−ＣＴの位置合わせが必要となる。ハードウェア装置のベルト番号に基づいて、特定の位置が荷物のヘッド、中部、又はテールであるかが分かる。しかしながら、搬送過程においてベルト番号が紛失又はなくなりやすく、あるいは、マッチングできない場合があるため、この方法によって正確に位置合わせることができない。新たな効果的な位置合わせ方法が期待されている。
従来技術の１つまたは複数の技術課題を考慮し、ＣＴシステムにＤＲイメージング機器を備えない場合に、ＤＲ画像と被検体の３次元画像とを同時に表示できるＣＴシステムの画像表示方法を提供する。
本発明の一局面において、ＣＴシステムの画像表示方法を提供し、被検体に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得するステップと、ＣＴ投影データを所定の間隔で整理するステップと、ある固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから基本データを抽出するステップと、抽出された基本データに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、ＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記画像表示方法は、前記固定角度に１８０度を加えて最初角度とし、３６０度を間隔として、整理されたＣＴ投影データから補充データを抽出するステップと、抽出された補充データを行列に記憶するステップと、前記行列に対して左右鏡像処理を行うステップと、行を単位として、鏡像処理された行列中の補充データを前記基本データに間隔挿入し、補充された基本データを取得するステップと、補充された基本データに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記画像表示方法は、別の固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから基本データを抽出するステップと、抽出された基本データに基づいて別のＤＲ画像を形成するステップと、前記ＤＲ画像、前記別のＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、ＣＴ投影データを所定の間隔で整理するステップは、サンプリング周波数が所定の間隔あたりにデータを１回投影することより高い場合に、サブサンプリング規則に従って、ＣＴ投影データを所定の間隔あたりにデータを１回投影することに調整するステップと、サンプリング周波数が所定の間隔あたりにデータを１回投影することより低い場合に、線形補間に従って、ＣＴ投影データを所定の間隔あたりにデータを１回投影することに調整するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記基本データが高いエネルギーデータ及び低いエネルギーデータである場合に、物質識別アルゴリズムによって前記基本データを処理して階調データ及び材料データを取得する。
いくつかの実施例によれば、ＤＲ画像をユーザが要求する解像度に補間して、スクリーンに表示する。
いくつかの実施例によれば、再構成された３次元画像のデータは、物理密度データ、電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データの１つである。
本発明の他の局面において、ＣＴシステムの画像表示方法を提供し、被検体に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得するステップと、ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）をある視角で投影し、この視角でのＤＲデータを取得するステップと、この視角でのＤＲデータに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、ＤＲ画像と３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含み、その中、３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）の各次元のサイズはＸ×Ｙ×Ｚであり、次元ｘは１からＸまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に垂直する方向であり、次元ｙは１からＹまで変化し、この変化は垂直方向の上向き方向であり、次元ｚは１からＺまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に沿う方向である。
いくつかの実施例によれば、前記画像表示方法は、被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を別の視角で投影し、この視角でのＤＲデータを取得するステップと、この別の視角でのＤＲデータに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、２つのＤＲ画像と３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記視角及び前記別の視角は、水平面内におけるベルト運動に垂直する方向、垂直方向及び水平面内におけるベルト運動に沿う方向から選択されるものである。
いくつかの実施例によれば、３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｘの方向に沿って投影し、２次元データＩ(ｙ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
当該２次元データは側視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＹ×Ｚである。
いくつかの実施例によれば、３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙの方向に沿って投影し、２次元データＪ(ｘ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
当該２次元データは底視角または頂視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＸ×Ｚである。
いくつかの実施例によれば、３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｚであるベルト運動の方向に沿って投影し、２次元データＫ(ｘ,ｙ)を取得し、投影式は以下の通りである：
当該２次元データは前視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＸ×Ｙである。
いくつかの実施例によれば、再構成された３次元画像のデータは、物理密度データ、電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データの１つである。
上記技術案によって、ＣＴ投影データを処理してＤＲデータを取得し、ＤＲデータを取得した後で、ＤＲデータ処理アルゴリズムによって、ＤＲ画像を取得する。これにより、画像判定員は既存のＤＲ画像の画像判定経験によって、旅客が持っている物品をより正確、快速に検査することができる。
本発明のまた他の局面において、ＤＲ−ＣＴシステムにおいて画像の位置合わせを行う方法を提供し、前記ＤＲ−ＣＴイメージングシステムはＤＲ機器およびＣＴ機器を含み、前記方法は、ＣＴ機器によって被検体を走査してＣＴ投影データを取得するステップと、前記ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、ＤＲ機器によって被検体を走査してＤＲ画像を取得するステップと、前記ＤＲ画像及び前記３次元画像をスクリーンに表示するステップと、ユーザのＤＲ画像中における特定の位置に対する選択に応答して、ＤＲ画像のデータから対応する列を抽出するステップと、前記３次元画像から前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップと、前記ＤＲ画像の前記列と補助ＤＲデータの各列との関連性を算出するステップと、補助ＤＲデータの、前記ＤＲ画像の前記列との関連性が最大である列に対応するスライス画像と前記ＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記３次元画像から前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップは、次元ｙ方向に沿って被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を投影し、この視角でのＤＲデータを取得するステップを含み、その中、３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）の各次元のサイズはＸ×Ｙ×Ｚであり、次元ｘは１からＸまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に垂直する方向であり、次元ｙは１からＹまで変化し、この変化は垂直方向の上向き方向であり、次元ｚは１からＺまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に沿う方向である。
いくつかの実施例によれば、３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙの方向に沿って投影し、２次元データＪ(ｘ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
この２次元データは底視角または頂視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＸ×Ｚである。
本発明のまた一局面において、ＤＲ−ＣＴシステムにおいて画像の位置合わせを行う方法を提供し、前記ＤＲ−ＣＴイメージングシステムはＤＲ機器およびＣＴ機器を含み、前記方法は、ＣＴ機器によって被検体を走査してＣＴ投影データを取得するステップと、ＤＲ機器によって被検体を走査してＤＲ画像を取得するステップと、前記ＤＲ画像をスクリーンに表示するステップと、ユーザのＤＲ画像中における特定の位置に対する選択に応答して、ＤＲ画像のデータから対応する列を抽出するステップと、前記ＣＴ投影データから前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップと、前記ＤＲ画像の前記列と補助ＤＲデータの各列との関連性を算出するステップと、前記ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、補助ＤＲデータの、前記ＤＲ画像の前記列との関連性が最大である列に対応するスライス画像と前記ＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記ＣＴ投影データから前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップは、ＣＴ投影データを所定の間隔で整理するステップと、ある固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから前記補助データを抽出して取得するステップと、を含む。
いくつかの実施例によれば、前記方法は、前記固定角度に１８０度を加えて最初角度とし、３６０度を間隔として、整理されたＣＴ投影データから補充データを抽出するステップと、抽出された補充データを行列に記憶するステップと、前記行列に対して左右鏡像処理を行うステップと、行を単位とし、鏡像処理された行列中の補充データを前記補助ＤＲデータに間隔挿入し、補充された補助ＤＲデータを取得するステップと、を含む。
以下は、本発明をより良く理解できるように、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
本発明の実施例によるＣＴ機器の構造模式図を示す。 図１に示すようなコンピュータデータプロセッサの構造ブロック図を示す。 本発明の実施形態によるコントローラの構造ブロック図を示す。 本発明の一実施例によるＣＴシステムにおいて画像を表示する方法を説明するフローチャートである。 ＣＴ投影データを整理する過程を説明する模式図である。 ＣＴ投影データから得られたＤＲ画像の模式図を示す。 本発明の別の実施例によるＣＴシステムにおいて画像を表示する方法を説明するフローチャートである。 本発明のまた一実施例によるＣＴシステムにおいてＤＲ画像とＣＴ画像を位置合わせる方法を説明するフローチャートである。 本発明のまた別の一実施例によるＣＴシステムにおいてＤＲ画像とＣＴ画像とを位置合わせる方法を説明するフローチャートである。
以下、本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。ここで説明した実施例は、例として説明するためのものであり、本発明は、これに限らないと理解すべきである。以下の説明において、本発明に対する透徹した理解をさせるため、大量の特定の細部を描写した。しかし、必ずこれらの特定の細部を採用して本発明を実現することではないことが当業者にとって明らかになっている。その他の実例においては、本発明との混同を避けるために、周知の回路、材料または方法に対する具体的な説明を省略した。
本明細書の全体において、言及した「一実施例」、「実施例」、「一示例」または「示例」は、該実施例または示例に結合して描写した特定の特徴、構造または特性が、本発明の少なくとも一実施例に含まれていることを意味する。従って、明細書全体の各箇所に現れた短文「一実施例において」、「実施例において」、「一示例」または「示例」は、必ず同一の実施例または示例を指したものではない。また、何らかの適宜な組み合わせ及び/またはサブ組み合わせによって、特定の特徴、構造または特性を一つまたは複数の実施例または示例に組み合わせることができる。また、当業者は、ここの「及び／又は」という用語が一つ又は複数の関連するアイテムの任意及び全ての組合を含むことを理解すべきである。
従来技術のＣＴ機器にＤＲイメージングモジュールを備えないが画像判定の過程において画像判定員がＤＲ画像を表示する必要があるという課題に対して、本発明のいくつかの実施例は、ＣＴ投影データから被検体のＤＲ画像を取得し、それと再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示し、これにより、画像判定員が既存の画像判定の経験によってセキュリティーチェックを行うことを提供する。上記技術案によって、旅客が持っている物品をより正確、快速に検査することができる。いくつかの実施例において、再構成された３次元画像のデータから特定の視角での投影データを抽出し、これらの投影データを組み合わせてこの視角でのＤＲデータとなる。他の実施例において、再構成された３次元画像のデータを異なる視角で投影し、この視角でのＤＲデータを取得し、ＤＲ画像を形成する。
他の実施例において、ＤＲ機器が配置されたＣＴ機器においてベルト番号がなくなり又は紛失したことによるＤＲ画像とＣＴ画像とを位置合わせることができない課題に対して、ＣＴ投影データから、または再構成された３次元画像のデータから、特定の視角でのＤＲ画像を取得し、ＤＲ機器により取得されたＤＲ画像の選択列と、３次元画像のデータから得られたＤＲ画像とに対して関連性分析を行い、関連性が最大である列が位置するスライスを確定して、ＤＲ画像と同時に表示することを提供する。
図１は本発明の実施形態によるＣＴ機器の構造模式図である。図１に示すように、本実施形態によるＣＴ機器は、フレーム２０、搭載機構４０、コントローラ５０、コンピュータデータプロセッサ６０などを含む。フレーム２０は、例えばＸ線放射器という検査用Ｘ放射線を放射する放射線源１０と、探測・採集装置３０とを含む。搭載機構４０は、被検査荷物７０をフレーム２０の放射線源１０と探測・採集装置３０との間の走査領域を通すように搭載するとともに、フレーム２０が被検査荷物７０の直進方向を取り込むように回し、これにより、放射線源１０からの放射線が被検査荷物７０を透過し、被検査荷物７０に対してＣＴ走査を行うことができる。
探測・採集装置３０は、例えば全体モジュール構造を有する探測器・データ採集器であり、例えば平板探測器であり、検出される液体物品を透過する放射線を探測し、アナログ信号を取得し、アナログ信号をデジタル信号に変換し、これにより、被検査荷物７０のＸ放射線に対する投影データを出力する。コントローラ５０は、システム全体の各部分を同期して動作するように制御する。コンピュータデータプロセッサ６０は、データ採集器により採集されたデータを処理し、データを処理して再構成し、結果を出力する。
図１に示すように、放射線源１０は、被検体が放置可能な側に置かれ、探測・採集装置３０は被検査荷物７０の他側に置かれ、探測器・データ採集器を含み、被検査荷物７０の多角度の投影データを取得するためである。データ採集器は、データ拡大成形回路を含み、（電流）積分方式又はパルス（カウント）方式で動作することができる。探測・採集装置３０のデータ出力ケーブルは、コントローラ５０及びコンピュータデータプロセッサ６０に接続され、トリガーコマンドに基づいて、採集されたデータをコンピュータデータプロセッサ６０に記憶する。
図２は図１に示すようなコンピュータデータプロセッサ６０の構造ブロック図を示す。図２に示すように、データ採集器が採集したデータは、インタフェース手段６８及びバス６４によってメモリ６１に記憶される。リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）６２にコンピュータデータプロセッサの配置情報及びプログラムが記憶される。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３は、プロセッサ６６の動作過程に各種のデータを一時に記憶する。なお、メモリ６１に、データ処理を行うためのコンピュータプログラムが更に記憶される。内部バス６４は、上記したメモリ６１、リードオンリーメモリ６２、ランダムアクセスメモリ６３、入力装置６５、プロセッサ６６、表示装置６７及びインタフェース手段６８を接続している。
ユーザが例えばキーボード及びマウスなどの入力装置６５によって操作コマンドを入力した後で、コンピュータプログラムの指令コードコマンドプロセッサ６６は、所定のデータ処理アルゴリズムを実行し、データ処理の結果を取得した後で、それを例えばＬＣＤディスプレイなどの表示装置６７に表示し、あるいは、例えば印刷などのハードコピーの形式によって処理結果を出力する。
図３は本発明の実施形態によるコントローラの構造ブロック図を示す。図３に示すように、コントローラ５０は、コンピュータ６０からの指令によって、放射線源１０、搭載機構４０、探測・採集装置３０を制御する制御手段５１と、制御手段の制御によって、放射線源１０、探測・採集装置３０、搭載機構４０の動作をトリガーするためのトリガーコマンドを生成するトリガー信号生成手段５２と、トリガー信号生成手段５２が制御手段５１の制御によって生成したトリガーコマンドに基づいて、搭載機構４０を被検査荷物７０を搬送するように駆動する第１の駆動機器５３と、トリガー信号生成手段５２が制御手段５１の制御によって生成したトリガーコマンドに基づいて、フレーム２０を回転するように駆動する第２の駆動機器５４と、を含む。探測・採集装置３０により取得された投影データがコンピュータ６０に記憶され、ＣＴ断層画像の再構成を行って、被検査荷物７０の断層画像データを取得する。そして、コンピュータ６０は、例えばソフトウェアを実行することにより、断層画像データから被検査荷物７０の少なくとも１つの視角でのＤＲ画像を取得し、再構成された３次元画像と同時に表示し、これにより、画像判定員がセキュリティーチェックを便利に行うことができる。他の実施例によって、上記ＣＴイメージングシステムは、ダブルエネルギーＣＴシステムであってもよく、すなわち、フレーム２０の放射線源１０は、高いエネルギー及び低いエネルギーという２つの放射線を放射することができ、探測・採集装置３０が異なるエネルギーレベルの投影データを探測した後で、コンピュータデータプロセッサ６０によってダブルエネルギーＣＴの再構成を行って、被検査荷物７０の各断層の同価原子番号及び同価電子密度データを取得する。
図４は本発明の一実施例によるＣＴシステムにおいて画像を表示する方法を説明するフローチャートである。図４に示すように、ステップＳ４１において、ＣＴシステムによって被検体７０に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得する。ここのＣＴ投影データは、物理密度又は電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データであってもよいが、これらに限定されるものではない。この実施例において、探測器の列数は１列を例とする。探測器が複数列である場合、複数列を全体１列としてデータ処理を行う。
ステップＳ４２において、ＣＴ投影データを所定の間隔で整理する。例えば、ＣＴ投影データが１度を間隔として整理される。すなわち、１度あたりに、１回のデータ投影がある。いくつかの実施例において、サンプリング周波数が１度あたりにデータを１回投影することより高い場合に、サブサンプリング規則に従って、１度あたりにデータを１回投影することに調整する。サンプリング周波数が低すぎる場合に、線形補間に従って、１度あたりにデータを１回投影することに調整する。
例えば、ＣＴ投影データであるサイノグラムを行列Ａに整理して並ぶことができる。そのエレメントをＡ(ｍ,ｎ)にする。ｎは探測器のアレイ要素を示し、ｎは探測器アレイの１〜Ｎに変化し、Ｎは探測器アレイにおけるアレイ要素の個数である。ｍは角度を示し、ｍの変化は角度数の変化であり、すなわち、行列Ａの第１行目は第１度の探測器アレイの１〜Ｎデータであり、第２行目は第２度の探測器アレイの１〜Ｎデータである。全ての角度は３６０を周期とし、図５のように周期的に配列される：１度〜３６０度、３６１度〜７２０度、７２１度〜１０８０度、１０８１度〜１４４０度…。
ステップＳ４３において、固定角度を最初角度とし、３６０度を間隔として、基本データを整理されたＣＴ投影データから抽出する。例えば、ＣＴ投影データから、円周期３６０度を間隔として、固定の最初角度Ｓで、例えば、１度、３６１度、７２１度、１０８１度、１４４１度という若干の角度のデータを抽出する。仮に、固定の最初角度がＳであれば、第ｉ回目の抽出で対応する角度数Ａｎｇｌｅは以下の通りである：
Ａｎｇｌｅ＝Ｓ＋ｉ×３６０
ただし、ｉ＝０,１,２, … （１）
抽出された基本データを行列Ｂに改めて組み合わせる。
ステップＳ４４において、図６に示すように、抽出された基本データに基づいてＤＲ画像を形成する。例えば、組み合わせ直された行列Ｂを既存のＤＲデータ処理アルゴリズムに従って処理してＤＲ画像を形成する。データが高いエネルギーデータ及び低いエネルギーデータである場合に、物質識別アルゴリズムによって階調データ及び材料データを取得する。
ステップＳ４５において、コンピュータデータプロセッサ６０は、ソフトウェアを運行してＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成する。
ステップＳ４６において、ＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示する。いくつかの状況において、ＤＲ画像をユーザが要求する解像度に補間して、ディスプレイに表示する。
他の実施例において、行列Ｂのデータ量が不十分であり、データを増加する必要がある場合、以下の式に基づいて抽出を続ける。仮に、固定の最初角度がＳであれば、第ｉ回目の抽出で対応する角度数Ａｎｇｌｅは、以下の通りである：
Ａｎｇｌｅ＝ Ｓ＋ｉ×３６０＋１８０
ただし、ｉ＝０,１,２, … （２）
抽出されたデータを行列Ｂ１に改めて組み合わせる。
そして、行列Ｂ１に対して左右鏡像処理を行い、すなわち、左右に対称するエレメントを互いに交換する。式は以下の通りである：
Ｂ１(ｍ,１)<＝＝>Ｂ１(ｍ,Ｎ)
Ｂ１(ｍ,２)<＝＝>Ｂ１(ｍ,Ｎ−１) （３）
……
次に、行を単位として、得られた行列Ｂ１を行列Ｂに間隔挿入し、行列Ｂと組み合わせて、行列Ｃを形成する。データの次元サイズはＭ×Ｎである。組み合わせの式は以下の通りである：
最後に、行列Ｃを既存のＤＲデータ処理アルゴリズムに従って処理してＤＲ画像を形成する。データが高いエネルギーデータ及び低いエネルギーデータである場合に、物質識別アルゴリズムによって階調データ及び材料データを取得する。
上記実施例において、固定の最初角度ＳはＤＲ画像の視角方向を決定した。例えば、Ｓ＝１である場合に、頂視角を得ることができる；Ｓ＝１８０である場合に、底視角を得ることができる；Ｓ＝９０である場合に、左側視角を得ることができる；Ｓ＝２７０である場合に、右側視角を得ることができる。
以上の実施例において、１つの視角でのＤＲ画像を取得する。必要であれば、上記角度Ｓと異なる別の固定角度を最初角度として当該角度のＤＲデータを形成することができ、対応するＤＲ画像を取得した後で上記ＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示し、画像判定員がセキュリティーチェックを行う。
また、いくつかの実施例において、ＣＴシステムの探測器が一列又は複数列であってもよく、そして、ＣＴデータによっていずれか１つの視角（頂視角、底視角、側視角を含む）の画像を取得してもよい。あるいは、ＣＴデータによっていずれか２つの、すなわち、ダブル視角の画像を取得してもよい。そして、ＣＴデータによっていずれか複数の、すなわち、複数視角の画像を取得してもよい。
図７は本発明の別の実施例によるＣＴシステムにおいて画像を表示する方法を説明するフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ７１において、ＣＴシステムによって被検体に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得し、そして、ステップＳ７２において、コンピュータ６０によってＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成する。ここの再構成された３次元データは、物理密度又は電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データであることができるが、これらに限定されるものではない。
ステップＳ７３において、被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を一視角で投影し、当該視角でのＤＲデータを取得し、その中、３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）の各次元のサイズはＸ×Ｙ×Ｚであり、次元ｘは１からＸまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に垂直する方向であり、次元ｙは１からＹまで変化し、この変化は垂直方向の上向き方向であり、次元ｚは１からＺまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に沿う方向である；
例えば、必要な視角で投影すると、具体的には３つの状況に分かられる：
(１)３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｘの方向に沿って投影し、２次元データＩ(ｙ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
当該２次元データは側視角のＤＲデータである。データの次元サイズはＹ×Ｚである。
(２)３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙの方向に沿って投影し、２次元データＪ(ｘ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
当該２次元データは底視角または頂視角のＤＲデータである。データの次元サイズはＸ×Ｚである。
(３)３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｚであるベルト運動の方向に沿って投影し、２次元データＫ(ｘ,ｙ)を取得し、投影式は以下の通りである：
この２次元データは前視角のＤＲデータである。データの次元サイズはＸ×Ｙである。
ステップＳ７４において、この視角でのＤＲデータに基づいてＤＲ画像を形成する。例えば、ＤＲデータを取得した後で、既存のＤＲデータ処理アルゴリズムによって処理してＤＲ画像を形成する。データが高いエネルギーデータ及び低いエネルギーデータである場合、物質識別アルゴリズムによって、階調データ及び材料データを取得する。
ステップＳ７５において、ＤＲ画像と３次元画像とを同時にスクリーンに表示する。例えば、ＤＲ画像をユーザが要求する解像度に補間して、ディスプレイに表示する。
上記にＣＴシステムにＤＲ機器を備えない状況が記述されるが、ＤＲ機器を備えるいくつかのＣＴシステムにおいて、ＤＲ画像とスライス画像とを位置合わせる必要がある。例えば、ＤＲシステムを備えるＣＴ機器には、ユーザがＤＲ画像のある所をクリックした後で、３次元データからスライスの正確な位置が荷物のヘッド、中部又はテールに位置するかを取得して、当該スライスを表示することが要求される。３次元データに若干のスライスがあり、３次元データから正確な位置を取得してスライスを表示するために、ハードウェア装置のベルト番号に基づいて荷物のヘッド、中部又はテールであるかを分かることができる。しかしながら、ベルト番号が搬送過程において紛失し又はなくなり、あるいは、マッチングできない場合に、当該方法によって正確に位置合わせることができない。
上記課題に対して、本発明の実施例は、ＤＲ機器により得られたＤＲ画像の一列と再構成された３次元画像から抽出されたＤＲデータの各列に対して関連性算出を行い、関連性が最大である列に対応するスライス画像とＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示することを提供する。ここのＤＲデータは、物理密度又は電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データなどであることができるが、これらに限定されるものではない。
図８は本発明のまた一実施例によるＣＴシステムにおいてＤＲ画像とＣＴ画像を位置合わせる方法を説明するフローチャートである。
ステップＳ８１において、ＣＴ機器によって被検体を走査してＣＴ投影データを取得する。ステップＳ８２において、コンピュータ６０がソフトウェアを実行することによってＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成する。
ステップＳ８３において、ＤＲ機器によって被検体を走査してＤＲ画像を取得し、そして、ステップＳ８４において、ＤＲ機器により得られたＤＲ画像と再構成された３次元画像をスクリーンに表示し、画像判定員が便利にセキュリティーチェックを行う。
画像判定員は、より正確な検査を行うため、ＤＲ画像のある列に対応するスライス画像を見たい場合には、例えばマウスなどの入力装置６５を操作して、ＤＲ画像のその列をクリックする。ステップＳ８５において、ユーザのＤＲ画像中における特定の位置に対する選択に応答して、ＤＲ画像のデータから対応する列を抽出する。次に、ステップＳ８６において、コンピュータ６０は、３次元画像から、ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得する。
例えば、ＤＲシステムはＤＲデータを生成し、ユーザは、当該ＤＲデータにおいて、ある位置をマウスで指定する。この位置が位置するＤＲデータを探測器アレイ要素の方向に沿って広げて、Ａｒｒａｙ０(ｎ)として記述し、ただし、ｎは１からＮまで変化する。Ｎは探測器アレイのアレイ要素の個数である。当該データは、実際に配列であり、全ての探測器アレイ要素のデータが記憶されている。
図７に示すような方法によって、ＣＴデータからＤＲデータを取得し、行列Ｊとして記述し、そのエレメントはＪ(ｘ,ｚ)である。行列Ｊを入り替えてＪ１を取得し、そのエレメントはＪ１(ｚ,ｘ)であり、Ｊ１を要求された次元サイズＭ×Ｎに従って補間して行列Ｃを取得し、データの次元サイズはＭ×Ｎである。
いくつかの実施例において、３次元画像から前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップは以下のことを含む：被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙ方向に沿って投影し、この視角でのＤＲデータを取得し、その中、３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）の各次元のサイズはＸ×Ｙ×Ｚであり、次元ｘは１からＸまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に垂直する方向であり、次元ｙは１からＹまで変化し、この変化は垂直方向の上向き方向であり、次元ｚは１からＺまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に沿う方向である。例えば、３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙの方向に沿って投影し、上記式（６）を参照して２次元データＪ(ｘ,ｚ)を取得する。
そして、ステップＳ８７において、コンピュータ６０は前記ＤＲ画像の前記列と補助ＤＲデータの各列との関連性を算出し、ステップＳ８８において、補助ＤＲデータの、前記ＤＲ画像の前記列との関連性が最大である列に対応するスライス画像と前記ＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示する。
例えば、行列Ｃのある行を抽出し、例えばｍ＝１である場合、ｎは１からＮまで変化し、配列Ａｒｒａｙ１(ｎ)に記入する。下記の式に基づいて誤差Ｅを算出する。
行列Ｃの全ての行が走査されるまでに、上記ステップを繰返し、次の行を抽出し、例えばｍ＝２である場合に、ｎは１からＮまで変化し、配列Ａｒｒａｙ１(ｎ)に記入する。最後に、全てのＥから逐一に探して最小値に対応するｍを見つけて、この位置をマッチングする。３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）のスライスデータＨ(ｘ,ｙ,ｚ＝ｍ)を抽出して、ＤＲ画像と同時にディスプレイに表示する。
上記には、３次元画像を再構成した後で補助ＤＲデータを取得して位置合わせる実施例が記述されている。類似的には、３次元画像を再構成する前に、補助ＤＲデータを取得し、画像の位置合わせに用いてもよい。図９は、本発明のまた別の実施例によるＣＴシステムにおいてＤＲ画像とＣＴ画像を位置合わせる方法を説明するフローチャートである。
図９に示すようなＤＲ−ＣＴシステムにおいて画像の位置合わせを行う方法では、ＤＲ−ＣＴイメージングシステムは、ＤＲ機器およびＣＴ機器を含む。ステップＳ９１において、ＣＴ機器によって被検体を走査してＣＴ投影データを取得し、ステップＳ９２において、ＤＲ機器によって被検体を走査してＤＲ画像を取得する。そして、ステップＳ９３において、前記ＤＲ画像をスクリーンに表示する。
画像判定員は、より正確な検査を行うため、ＤＲ画像のある列に対応するスライス画像を見たい場合には、例えばマウスなどの入力装置６５を操作して、ＤＲ画像のある列をクリックする。ステップＳ９４において、ユーザのＤＲ画像中における特定の位置に対する選択に応答して、ＤＲ画像のデータから対応する列を抽出する。
ステップＳ９５において、前記ＣＴ投影データから前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得する。
ステップＳ９６において、前記ＤＲ画像の前記列と補助ＤＲデータの各列との関連性を算出する。
ステップＳ９７において、前記ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成する。
ステップＳ９８において、補助ＤＲデータの、前記ＤＲ画像の前記列との関連性が最大である列に対応するスライス画像と前記ＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示する。
いくつかの実施例において、ＣＴ投影データから前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップは以下のことを含む：ＣＴ投影データを所定の間隔で整理する；ある固定角度を最初角度として３６０度を間隔として、整理されたＣＴ投影データから前記補助データを抽出して取得する。
他の実施例において、上記方法は以下のステップを更に含んでいる：この固定角度に１８０度を加えて最初角度とし、３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから補充データを抽出する。抽出された補充データを行列に記憶する；前記行列に対して左右鏡像処理を行う；行を単位として、鏡像処理された行列中の補充データを前記補助ＤＲデータに間隔挿入して、補充された補助ＤＲデータを取得する。
以上、詳細の記載は、模式図、フローチャット及び/または例を使用することによって、画像表示方法及び画像を位置合わせる方法に係る数多くの実施例を説明した。このような模式図、フローチャット及び/または例が、機能及び/または操作が一つまたは複数含まれた場合には、当業者は、このような模式図、フローチャットまたは例における各機能及び/または操作が、各種の構造、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたは実質上のこれらの任意の組み合わせで、個別及び/または共同で実現できると理解すべきである。一つの実施例において、本発明の実施例の前記主題のいつかの部品は、専用集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはその他の集積フォーマットで実現できる。しかしながら、当業者は、ここで公開した実施例の一部が、全体または部分的に集積回路で同じく実現することができる。例えば、一台または複数台のコンピュータ上で運行する一つまたは複数のコンピュータプログラム（例えば、一台または複数台のコンピュータシステム上で運行する一つまたは複数のプログラム）によって実現させても良いし、一つまたは複数のプロセッサ上で運行する一つまたは複数のプログラム（例えば、一つまたは複数のマイクロプロセッサ上で運行する一つまたは複数のプログラム）によって実現させても良いし、ファームウェアまたは実質上に上記形態の任意組み合わせによって実現させても良いと理解すべきである。また、当業者は、本開示を元に、回路の設計及び/またはソフトウェアの書き込み及び/またはファームウェアのコーディングの能力を備える。また、当業者には理解されるように、本開示の前記主題のメカニズムは、複数の形態のプログラム製品として配分できると共に、実際に配分の信号載置媒体の具体的な類型が何かであろうか、本開示の前記主題の実施例は何れも適用できる。信号載置媒体の例示は、例えば、ソフトディスク、ハートディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリ等の記録可能な記録型媒体、及び例えば、デジタル及び/またはアナログ通信媒体（例えば、光ファイバ、導波管、有線通信リング、無線通信リングなど）の搬送型媒体を含むが、それらに限らない。
以上、本発明の典型的な実施例に基づいて本発明を説明したが、当業者は、使用された用語が、説明するための例であって、本発明を限定する用語ではないと理解すべきである。また、本発明は、精神及び主旨を逸脱しない限りに、種々の形態で具体的に実施できるので、上記の実施例は、前述の詳細に限らず、特許請求の範囲によって限定されるものとして、広く解釈できると理解すべきである。特許請求の範囲または等価の範囲内での全ての変化や改良は、特許請求の範囲内に含まれていることを理解すべきである。

Claims (20)

  1. 被検体に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得するステップと、
    ＣＴ投影データを所定の間隔で整理するステップと、
    ある固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから基本データを抽出するステップと、
    抽出された基本データに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、
    ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、
    ＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む、ＣＴシステムの画像表示方法。
  2. 前記固定角度に１８０度を加えて最初角度とし、３６０度を間隔として、整理されたＣＴ投影データから補充データを抽出するステップと、
    抽出された補充データを行列に記憶するステップと、
    前記行列に対して左右鏡像処理を行うステップと、
    行を単位として、鏡像処理された行列中の補充データを前記基本データに間隔挿入し、補充された基本データを取得するステップと、
    補充された基本データに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、を含む、請求項１に記載の画像表示方法。
  3. 別の固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから基本データを抽出するステップと、
    抽出された基本データに基づいて別のＤＲ画像を形成するステップと、
    前記ＤＲ画像、前記別のＤＲ画像と再構成された３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む、請求項１に記載の画像表示方法。
  4. ＣＴ投影データを所定の間隔で整理するステップは、
    サンプリング周波数が所定の間隔あたりにデータを１回投影することより高い場合に、サブサンプリング規則に従って、ＣＴ投影データを所定の間隔あたりにデータを１回投影することに調整するステップと、
    サンプリング周波数が所定の間隔あたりにデータを１回投影することより低い場合に、線形補間に従って、ＣＴ投影データを所定の間隔あたりにデータを１回投影することに調整するステップと、を含む、請求項１に記載の画像表示方法。
  5. 前記基本データが高いエネルギーデータ及び低いエネルギーデータである場合に、物質識別アルゴリズムによって前記基本データを処理して階調データ及び材料データを取得する、請求項１に記載の画像表示方法。
  6. ＤＲ画像をユーザが要求する解像度に補間して、スクリーンに表示する、請求項１に記載の画像表示方法。
  7. 再構成された３次元画像のデータは、物理密度データ、電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データの１つである、請求項１に記載の画像表示方法。
  8. 被検体に対してＣＴ走査を行い、ＣＴ投影データを取得するステップと、
    ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、
    被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）をある視角で投影し、この視角でのＤＲデータを取得するステップと、
    この視角でのＤＲデータに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、
    ＤＲ画像と３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含み、
    その中、３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）の各次元のサイズはＸ×Ｙ×Ｚであり、次元ｘは１からＸまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に垂直する方向であり、次元ｙは１からＹまで変化し、この変化は垂直方向の上向き方向であり、次元ｚは１からＺまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に沿う方向である、ＣＴシステムの画像表示方法。
  9. 被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を別の視角で投影し、この視角でのＤＲデータを取得するステップと、
    この別の視角でのＤＲデータに基づいてＤＲ画像を形成するステップと、
    ２つのＤＲ画像と３次元画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む、請求項８に記載の画像表示方法。
  10. 前記視角及び前記別の視角は、水平面内におけるベルト運動に垂直する方向、垂直方向及び水平面内におけるベルト運動に沿う方向から選択されるものである、請求項８に記載の画像表示方法。
  11. ３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｘの方向に沿って投影し、２次元データＩ(ｙ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
    当該２次元データは側視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＹ×Ｚである、請求項８に記載の画像表示方法。
  12. ３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙの方向に沿って投影し、２次元データＪ(ｘ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
    当該２次元データは底視角または頂視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＸ×Ｚである、請求項８に記載の画像表示方法。
  13. ３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｚであるベルト運動の方向に沿って投影し、２次元データＫ(ｘ,ｙ)を取得し、投影式は以下の通りである：
    当該２次元データは前視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＸ×Ｙである、請求項８に記載の画像表示方法。
  14. 再構成された３次元画像のデータは、物理密度データ、電子密度データ、原子番号データ、高いエネルギーデータ、低いエネルギーデータ、階調データ、材料データの１つである、請求項８に記載の画像表示方法。
  15. ＤＲ−ＣＴシステムにおいて画像の位置合わせを行う方法であって、前記ＤＲ−ＣＴイメージングシステムはＤＲ機器およびＣＴ機器を含み、前記方法は、
    ＣＴ機器によって被検体を走査してＣＴ投影データを取得するステップと、
    前記ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、
    ＤＲ機器によって被検体を走査してＤＲ画像を取得するステップと、
    前記ＤＲ画像及び前記３次元画像をスクリーンに表示するステップと、
    ユーザのＤＲ画像中における特定の位置に対する選択に応答して、ＤＲ画像のデータから対応する列を抽出するステップと、
    前記３次元画像から前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップと、
    前記ＤＲ画像の前記列と補助ＤＲデータの各列との関連性を算出するステップと、
    補助ＤＲデータの、前記ＤＲ画像の前記列との関連性が最大である列に対応するスライス画像と前記ＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む、画像の位置合わせを行う方法。
  16. 前記３次元画像から前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップは、
    次元ｙ方向に沿って被検体の３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を投影し、この視角でのＤＲデータを取得するステップを含み、その中、３次元画像データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）の各次元のサイズはＸ×Ｙ×Ｚであり、次元ｘは１からＸまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に垂直する方向であり、次元ｙは１からＹまで変化し、この変化は垂直方向の上向き方向であり、次元ｚは１からＺまで変化し、この変化は水平面内におけるベルト運動に沿う方向である、請求項１５に記載の方法。
  17. ３次元データＨ（ｘ，ｙ，ｚ）を次元ｙの方向に沿って投影し、２次元データＪ(ｘ,ｚ)を取得し、投影式は以下の通りである：
    この２次元データは底視角または頂視角のＤＲデータであり、データの次元サイズはＸ×Ｚである、請求項１６に記載の方法。
  18. ＤＲ−ＣＴシステムにおいて画像の位置合わせを行う方法であって、前記ＤＲ−ＣＴイメージングシステムはＤＲ機器およびＣＴ機器を含み、前記方法は、
    ＣＴ機器によって被検体を走査してＣＴ投影データを取得するステップと、
    ＤＲ機器によって被検体を走査してＤＲ画像を取得するステップと、
    前記ＤＲ画像をスクリーンに表示するステップと、
    ユーザのＤＲ画像中における特定の位置に対する選択に応答して、ＤＲ画像のデータから対応する列を抽出するステップと、
    前記ＣＴ投影データから前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップと、
    前記ＤＲ画像の前記列と補助ＤＲデータの各列との関連性を算出するステップと、
    前記ＣＴ投影データから被検体の３次元画像を再構成するステップと、
    補助ＤＲデータの、前記ＤＲ画像の前記列との関連性が最大である列に対応するスライス画像と前記ＤＲ画像とを同時にスクリーンに表示するステップと、を含む、画像の位置合わせを行う方法。
  19. 前記ＣＴ投影データから前記ＤＲ画像と同じ視角での補助ＤＲデータを取得するステップは、
    ＣＴ投影データを所定の間隔で整理するステップと、
    ある固定角度を最初角度として３６０度を間隔とし、整理されたＣＴ投影データから前記補助データを抽出して取得するステップと、を含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記固定角度に１８０度を加えて最初角度とし、３６０度を間隔として、整理されたＣＴ投影データから補充データを抽出するステップと、
    抽出された補充データを行列に記憶するステップと、
    前記行列に対して左右鏡像処理を行うステップと、
    行を単位とし、鏡像処理された行列中の補充データを前記補助ＤＲデータに間隔挿入し、補充された補助ＤＲデータを取得するステップと、を含む、請求項１９に記載の方法。
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