JP2924152B2 - デジタルｘ線撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、医用Ｘ線撮影装置に関し、とくにＸ線照
射手段とＸ線撮像手段とを用いて得たＸ線ビデオ信号を
デジタル化してデジタルＸ線ビデオ信号を得るデジタル
Ｘ線撮影装置に関する。

【従来の技術】

従来より、医用Ｘ線撮影装置の分野では、Ｘ線イメー
ジインテンシファイアとTVカメラとを組み合わせてＸ線
透過像のビデオ信号を得、さらにこのビデオ信号をA/D
変換器を用いてデジタル化し、階調処理やフィルタリン
グ処理あるいはサブトラクション処理などのさまざまな
処理を施すことが行われている。 この場合、A/D変換器の入力ダイナミックレンジには
限界があるため、ビデオ信号の振幅を自動的にそのダイ
ナミックレンジ内に納まるように制御するAGC（Auto Ga
in Control）回路を用いて、ビデオ信号の波形を第４図
に示すように実線から点線へと圧縮したり、あるいは第
５図に示すような入出力特性を持つホワイトクリップ回
路を用いてビデオ信号の高輝度部分を第４図の実線から
点線のように圧縮してA/D変換器の入力ダイナミックレ
ンジに納めることなどが行われている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のデジタルＸ線撮影装置では、ま
ずAGC回路を用いる場合は、ゲインが変化するため被写
体の透過率に対する画素値の関係が変化し、定量的な解
析をする際に問題が生じる。また、ホワイトクリップ回
路を用いる場合は、高輝度部分において信号のリニアリ
ティがなくなり分解能が低下することに加えて、A/D変
換器の入力ダイナミックレンジ内に納めることのできる
振幅にも限界があるという問題がある。 この発明は、上記に鑑み、分解能を低下させることな
く、大きな振幅のビデオ信号に含まれる情報を余すとこ
ろなくリニアにデジタル化して広いダイナミックレンジ
のデジタル的な画像データを収集することのできる、デ
ジタルＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するため、この発明によるデジタル
Ｘ線撮影装置においては、被写体にＸ線を照射するＸ線
照射手段と、被写体を透過したＸ線による像のビデオ信
号を得るＸ線撮像手段と、上記ビデオ信号を、該ビデオ
信号の水平同期信号よりも十分に速いレートでサンプル
ホールドする手段と、ホールドされた信号のつぎのサン
プルタイミング直前でのビデオ信号との差分をとる手段
と、該差分信号をA/D変換する手段と、該A/D変換された
差分信号をつぎつぎに加算して絶対値に相当する信号に
戻す手段とが備えられることが特徴となっている。

【作用】

Ｘ線照射手段とＸ線撮像手段とにより得られたＸ線ビ
デオ信号が表す画像は、近傍の画素値間では大きな変化
がないという特性がある。 ビデオ信号を、該ビデオ信号の水平同期信号よりも十
分に速いレートでサンプルホールドすると、その水平走
査線上の画素値ごとのサンプルホールドができたことに
なる。このサンプルホールドした信号と、ホールドしな
い信号との差分を、つぎのサンプルタイミングの直前で
とると、この差分値は、つぎのサンプルタイミングでサ
ンプルホールドされる値と今ホールドされている値との
差とみなすことができ、つまり隣接する画素値間の差が
得られたことになる。この差分値は、画素値間の差であ
って、上記の通り大きなものではないから、ビデオ信号
全体のダイナミックレンジに比較して狭いダイナミック
レンジのものとなる。 したがって、この差分信号をデジタル信号に変換する
ので、A/D変換手段の入力ダイナミックレンジを有効に
活用することができ、分解能の高いデジタルビデオ信号
を得ることができる。また、過大な振幅のビデオ信号が
入力された場合でも、情報を捨て去ることなくデジタル
化することができる。 後に、こうしてA/D変換された差分信号をつぎつぎに
加算するなら、絶対値に相当する信号に容易に戻すこと
ができる。

【実 施 例】

以下、この発明の一実施例について図面を参照しなが
ら詳細に説明する。第１図において、Ｘ線管１から被写
体２に向けてＸ線が照射され、被写体２を透過したＸ線
がイメージインテンシファイア３に入射するようになっ
ている。イメージインテンシファイア３に入射したＸ線
は光信号に変換され、このイメージインテンシファイア
３の出力面にはＸ線透過像が光学像として現れる。この
光学像がTVカメラ４及びカメラコントロールユニット５
によりビデオ信号に変換される。 このビデオ信号はサンプルホールド回路６でサンプル
ホールドされる。すなわち、このサンプルホールド回路
６は信号サンプル用のスイッチ61とホールド用のコンデ
ンサ62とを備えている。スイッチ61がクロック信号に応
じてオンすると、そのタイミングで信号のサンプルが行
われ、そのサンプルされた信号がコンデンサ62でホール
ドされる。このクロック信号はビデオ信号のサンプリン
グタイミングを定めるものであるため、水平同期信号の
周波数よりも十分に高いものとされている。 このサンプルホールドされた信号と、上記のビデオ信
号とが差分器７に入力されてこれらの間の差分がとられ
る。この差分出力はA/D変換器８に送られる。このA/D変
換器８は、遅延回路９で遅延させられたクロック信号に
同期して、入力された差分信号についてA/D変換をおこ
なう。 遅延回路９の遅延時間は１クロック周期よりは短いが
それに近い時間とされている。そのため、クロック信号
の波形が第２図Ａのようであったとすると、遅延回路９
を経た信号の波形は第２図Ｂのようになる。クロック信
号の立上りのタイミングでサンプルが行われるものとす
ると、第２図Ｃのイで示されるような波形の入力ビデオ
信号は●印でサンプルされ、ロのようにホールドされる
ことになる。差分器７の出力信号は第２図Ｄのようにな
り、つぎのサンプルが行われる直前のタイミングにおけ
る×印の信号の大きさがA/D変換器８によりデジタル化
される。この×印のタイミングとつぎのサンプルのタイ
ミング（第２図Ｃのイの●印）とはきわめて接近してい
るので、×印の信号の大きさは、この×印に近いつぎの
●印の信号の、それより１つ前の●印の信号との差分を
表す。 実際には、第３図に示すように水平走査期間の最初の
バックポーチ後のペデスタルレベルの期間31でリセット
信号を発生し、このリセット信号で差分器７の２つの入
力を短絡するスイッチ71をオンにして差分器７の出力が
０ボルトとなるようにし、これを初期値としてA/D変換
器８でA/D変換してから、上記のようなクロック信号に
応じたサンプルホールド及び差分値のA/D変換を行う。 こうして、ビデオ信号のデジタル化が行われるが、得
られるデジタルデータは、１クロック周期における変化
分をそれぞれ表すことになる。そこで、このような性質
のデジタルデータであることが分かっていれば、アナロ
グ的にあるいはデジタル的につぎつぎに加えていくこと
により絶対値に相当する信号に戻すことは容易である。
そのため、このデジタルデータをそのまま記録して後に
読み出すときに絶対値的な値に戻したり、あるいはデジ
タル的に絶対値を表す形に変換した後、記録することな
どができる。 一般に、Ｘ線透過像は、近傍の画素値間では大きな変
化がないという特性がある。そのため、Ｘ線ビデオ信号
の１クロック周期ごとの変化分は第２図Ｄに示すように
ビデオ信号全体の振幅に比較して狭いダイナミックレン
ジのものとなる。そこで、このような狭いダイナミック
レンジの差分器７の出力に対してA/D変換器８の入力ダ
イナミックレンジを設定すれば、A/D変換器８として分
解能の高いものを用いずとも高い分解能のデジタルデー
タを得ることが出る。またビデオ信号の振幅がどれだけ
大きなものとなっても１クロック周期における差分値と
しては大きなものとならないため、過大な振幅のビデオ
信号についても情報を余すところなくデジタル化するこ
とができる。

【発明の効果】 この発明のデジタルＸ線撮影装置によれば、Ｘ線透過
像のビデオ信号を水平同期信号よりも十分に速いレート
でサンプルホールドし、このホールド値とつぎのサンプ
ルタイミング直前でのビデオ信号との差分の値をデジタ
ル化しているため、サンプル周期ごとの変化分をデジタ
ル化することになり、広いダイナミックレンジのビデオ
信号を高い分解能でデジタル化できる。また、過大な振
幅のビデオ信号が入力された場合でも、それに含まれる
情報を余すところなくすべてデジタル化することができ
る。このデジタル化された差分信号をつぎつぎに加算す
るなら、絶対値に相当する信号に容易に戻すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は動
作を説明するためのタイムチャート、第３図はビデオ信
号の１水平走査期間での波形を示す波形図、第４図及び
第６図はそれぞれ従来例を説明するための波形図、第５
図は従来のホワイトクリップ回路の入出力特性を示すグ
ラフである。 １……Ｘ線管、２……被写体、３……イメージインテン
シファイア、４……TVカメラ、５……カメラコントロー
ルユニット、６……サンプルホールド回路、７……差分
器、８……A/D変換器、９……遅延回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体にＸ線を照射するＸ線照射手段と、
   被写体を透過したＸ線による像のビデオ信号を得るＸ線
   撮像手段と、上記ビデオ信号を、該ビデオ信号の水平同
   期信号よりも十分に速いレートでサンプルホールドする
   手段と、ホールドされた信号とつぎのサンプルタイミン
   グ直前でのビデオ信号との差分をとる手段と、該差分信
   号をA/D変換する手段と、該A/D変換された差分信号をつ
   ぎつぎに加算して絶対値に相当する信号に戻す手段とを
   備えることを特徴とするデジタルＸ線撮影装置。