JP2728693B2 - 画像再構成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業用の利用分野） 本発明はＸ線CT,ライナックCT,中性子CTなどの断層像
収集の際の画像再構成にかかるもので、特に第２世代方
式のパラレルビームによる投影データ、あるいはファン
データの投影データをパラレルに変換した投影データの
画像再構成を行なう画像再構成装置に関する。

（従来の技術） 従来、投影データの画像再構成を行なう方法としてパ
ラレルデータのバックプロジェクション法が知られてい
る。この方法は、第５図に示すように同図（ａ）の前処
理、及び、再構成用フィルタ関数を重畳した１次元の投
影データを、同図（ｂ）に示すように投影されたθ方向
に並べていき、これを同図（ｃ）に示すように０゜〜18
0゜もしくは０゜〜360゜の範囲分の投影データについて
行なうとともに、すべての方向分を加算して、同図
（ｄ）に示す断層像を再構成していた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、この方法では、一次元の投影データをθ方
向傾ける際に、再構成領域のデータメモリあるいは画像
メモリで１次補間を行ないながらバックプロジェクショ
ンするのに、大きな定数のテーブルが必要であるため、
これを行なうハードウェアあるいはソフトウェアあるい
はファームウェアの負担が大きくなる問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、再構成領
域に投影データをバックプロジェクションする際のハー
ドウェア、ソフトウェアあるいはファームウェアの負担
を軽くすることができる画像再構成装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、第１図に示すように、前処理及び再構成用
フィルタ関数を重畳したパラレルデータのバックプロジ
ェクションにおいて第５図で述べた従来の方法とデータ
処理的に等価で、補間精度が同じならば、以下述べるア
ルゴリズムで考えることができる。

再構成用フィルタ関数重畳までされた投影データ
（ｍポイント×ｎライン）を入力する（ｎライン分のデ
ータは180゜方向の投影データとする。）［第１図
（ａ）］。

１ラインずつ取り出した１次元のｍポイント分の投
影データを1/cosθ倍に１次補間で拡げ、これを底辺と
して、投影方向θに拡げられた平行四辺形の投影データ
を作る［同図（ｂ）］。

この時、第５図（ｂ）で述べたｍポイントデータ９を
θ方向に並べて行った投影データは、この平行四辺形の
投影データの一部となる。

−45゜〜45゜の方向のθについて平行四辺形に変換
された投影データを作り各々を加算して行く［同図
（ｃ）］。

45゜〜135゜の方向のθについても同様に加算して
行く［同図（ｄ）］。

−45゜〜135゜までの180゜分の投影データ加算によ
り断層像を再構成するようにする［同図（ｅ）］。

ここで、上述の（ｂ）の場合は、第２図を用いて説明
すると、平行四辺形に変換された投影データをＤ′（i,
j）、１ラインの投影データをＤ（ｉ）（ｉ＝1,…ｍ）
とすると、 となり、Ｄ（ｉ）のデータの１次元の１次補間で平行四
辺形変換された投影データＤ′（i,j）が求められる。

また、１ラインを平行四辺形にする変換はアファン変
換用画像処理ハードウェアで行なうことができる。

（作用） この結果、再構成領域に投影データをバックプロジェ
クションする場合、アフィン変換（１次変換）用の画像
処理ハードウェアを利用してバックプロジェクションを
行なうようにでき、ハードウェア、ソフトウェアあるい
はソフトウェアの負担を軽減できるようになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。
本実施例ではＸ線CT（第２世代）の投影データを用いて
いる。

第３図において、１は制御コンピュータで、この制御
コンピュータ１は、投影データ前処理プロセッサ２、フ
ィルタ関数重畳プロセッサ３、投影データアフィン変換
プロセッサ４、画像加算プロセッサ５、画像表示ディス
プレイ６を制御する。ここで、投影データ前処理プロセ
ッサ２は、収集されたＸ線の投影データをデータ収集系
のオフセットの補正、Ｘ線の指数減衰を線型に変換する
対数変換、データ収集系の各チャンネルの感度のばらつ
きを補正する感度補正などの前処理を行なう。フィルタ
関数重畳プロセッサ３はデータ収集系の幾何学的配置に
よる断層像再構成用フィルタ関数を前処理された投影デ
ータに重畳する。投影データアフィン変換プロセッサ４
は、再構成用フィルタ関数が重畳された１次元の投影デ
ータを第１図（ｂ）に示すように平行四辺形の投影デー
タに変換する。画像加算プロセッサ５は、第１図（ｃ）
（ｄ）に示すように平行四辺形に変換された各方向の投
影データを加算する。そして、画像表示ディスプレイ６
は再構成された断層像を表示する。

投影データ収集系制御装置７は、Ｘ線制御装置８およ
び試料台制御装置12を制御するもので、各方向の投影デ
ータを収集できるような制御を行なう。

ここで、Ｘ線制御装置８は予め決められたＸ線条件で
Ｘ線発生装置９よりＸ線が出力されるような制御を行な
うものである。試料台制御装置12は、被検査物Ａの乗っ
た試料台13を図示矢印方向のトラバース（横断）動作、
回転動作を行なうように制御するものである。

Ｘ線検出器10は被検査物Ａを透過したＸ線を電気信号
に変換し、データ収集装置11はこの信号を積分した後デ
ジタル信号に変換し、投影データ前処理プロセッサ２へ
転送するようにしている。

次に、以上のように構成した実施例の作用を第４図の
フローチャートにより説明する。

まず、制御コンピュータ１により、投影データ収集系
制御装置７、Ｘ線制御装置８、試料台制御装置12を制御
して、180゜分（−45゜〜135゜（第１図参照））の
投影データｍポイント×ｎライン分を収集する。例え
ば、ｍ＝1500,n＝88×12、１トラバース（横断）動作
で、88chの検出器により1500ポイント分のデータを収集
し、これを１トラバースごとに試料台13を15゜ずつ回転
させて12トラバース分（15゜×12＝180゜分）の投影デ
ータを収集する。そしてこの収集された投影データを投
影データ前処理プロセッサ２で前処理する。この前処理
は、データ収集系のオフセット補正、Ｘ線の透過データ
を線型に変換する対数変換、データ収集系の各chの感度
のばらつきを補正する感度補正などを行なう（ステップ
S1）。

次に、前処理された投影データに再構成用フィルタ関
数をフィルタ関数重畳プロセッサ３で重畳する（ステッ
プS2）。

次に、再構成用フィルタ関数を重畳された１次元の投
影データを投影データアフィン変換プロセッサ４により
１次元データの１次補間で平行四辺形変換を行なう（ス
テップS3）。

次に、平行四辺形に変換された各方向（−45゜〜135
゜）の投影データを画像加算プロセッサ５により再構成
領域の画像メモリにたし込んで行く。ここではある１方
向の平行四辺形変換を行なった後、再構成用の画像メモ
リにたし込んで行く間に次の方向の平行四辺形変換を行
なうというように平行四辺形変換と再構成用画像メモリ
への画像加算はパイプライン処理で行なう。また、−45
゜〜45゜,45゜〜135゜によりたし込む方向を変えなけれ
ばならない。（第１図参照）これにより断層像が再
構成される（ステップS4）。

そして再構成された断層像を画像表示ディスプレイ６
に表示する（ステップS5）。

なお、本実施例では、第２世代Ｘ線CTのパラレルデー
タについて画像再構成を行なっているが、第3,第４世代
のファンデータをパラレル化した場合、あるいは第１世
代のパラレルデータの場合でも、上述と同様にして実施
できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、アフィン変換用画像処理ハードウェ
ア、ソフトウェアあるいはファームウェアにより再構成
用フィルタ関数が重畳された投影データを平行四辺形の
投影データに変換して断層像の画像再構成のためのバッ
クプロジェクションを行えるようにできるので従来の２
次元データを１次補間していた場合に比べ、簡単なアル
ゴリズムで画像再構成のバックプロジェクションを行な
うことができ、ハードウェア、ソフトウェアあるいはフ
ァームウェアの負担を大巾に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の基本的考え方を説明する
ための図、第３図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第４図は同実施例の作用を説明するためのフローチ
ャート、第５図は従来の画像再構成装置の考え方を説明
するための図である。 １……制御コンピュータ、２……投影データ前処理プロ
セッサ、３……フィルタ関数重畳プロセッサ、４……投
影データアフィン変換プロセッサ、５……画像加算プロ
セッサ、６……画像表示ディスプレイ、７……投影デー
タ収集系制御装置、８……Ｘ線制御装置、９……Ｘ線発
生装置、10……Ｘ線検出器、11……データ収集装置、13
……試料台。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投影データを収集するデータ収集手段と、
   このデータ収集手段より収集されたデータにデータ収集
   系の幾何学的な配置による再構成用フィルタ関数を重畳
   するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段よ
   り出力された１方向ずつの１次元の投影データを１次補
   間もしくはそれ以上の次数の補間をしながら１次元デー
   タを底辺とした２次元の平行四辺形画像にアフィン変換
   を行なう投影データアフィン変換手段と、この投影デー
   タアフィン変換手段により得られた平行四辺形画像を画
   像加算する画像加算手段と、この画像加算手段により再
   構成された断層像を表示する表示手段とを具備したこと
   を特徴とする画像再構成装置。