JP4863700B2 - X線検査装置 - Google Patents
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Description
(X線検査装置)
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。
図2に示すフローチャートを用いて自動VI設定部13bにおける自動VI設定の処理について説明する。X線検査装置1は、自動VI設定により、管電圧V及び管電流Iを最適な値に設定する。
画像ノイズN=(画素(i,j)のノイズ)のROI内平均・・・(2)
なお、B(i,j)は画素(i,j)の濃度値である。
画像コントラストC=(1フレームのコントラスト)のフレーム間平均・・・(4)
次に、CN比(コントラスト対ノイズ比)を求め、管電圧V及び管電流Iの値とともにメモリに記憶する(S05)。CN比は、画像コントラストC及び画像ノイズNによりC/Nの計算をすることにより求められる。
次に、第2の実施の形態に係るX線検査装置における自動VI設定の処理を説明する。本発明の第2の実施の形態に係るX線検査装置は、上述した第1の実施の形態に係るX線検査装置1と同一の構成であるため、図1に示したX線検査装置1を用いて説明する。なお、第2の実施の形態に係るX線検査装置における自動VI設定の処理は、図2に示した第2の実施の形態に係るX線検査装置の処理と同一である為、図2に示したフローチャートを参照して説明する。
画像ノイズN=(1フレームのノイズ)のフレーム間平均・・・(6)
なお、B’(i,j)はハイパス処理した画像の画素(i,j)の濃度値である。
本発明の第3の実施の形態に係るX線検査装置も第1の実施の形態に係るX線検査装置1と同一の構成であるため、図1に示したX線検査装置1を用いて説明する。
図5に示すフローチャートを用いて、第3の実施の形態に係るX線検査装置1の自動VI設定部13bにおける自動VI設定の処理について説明する。
上述した第1乃至第3の実施の形態によれば、CN比をC÷Nの計算をして求められる値が最大となる管電圧V及び管電流Iを最適VIとしている。しかしながら、当然のことであるが、N÷Cの計算をして求められる値が最小となる管電圧V及び管電流Iを最適VIとしてもよい。
上述した第1乃至第3の実施の形態によれば、X線管11を保護するため、X線制御部15で上限値として制限されているI上限ラインL1の値を用いているが、これに限られず、それより低い管電流Iの値を設定してもよい。
上述した第1乃至第3の実施の形態において明記されていないが、ROIはどのような形状でもよく、画面全体をROIとしても良い。また、ROIは、操作者により任意に設定される代わりに、自動VI設定部13bが画像に合わせて自動的に設定しても良い。
画像ノイズNの算出は、画素それぞれの明るさのKフレームの画像間のばらつきの大きさを表す量を求めればよく、第1及び第3の実施の形態で上述した式1,2には限られない。例えば、式1の代わりに下記の式7によっても、ばらつきの大きさを求めることができる。
また、例えば、1つの画素の明るさのKフレーム中の最大値Bmaxと最小値Bminの差を求めても、明るさの画像間のばらつきを求めたことになる。このとき、フレーム番号方向にローパス処理を行ってから最大値と最小値を求めると、安定した値を得ることができる。
画像ノイズNの算出は、ハイパス画像B’のROI内の明るさの画像間のばらつきの大きさを表す量を求めればよく、第2及び第3の実施の形態で上述した式5,6には限られない。例えば、式5の代わりに下記の式8によっても、ばらつきの大きさを求めることができる。
また、例えば、画像の明るさのROI内の最大値B’maxと最小値B’minの差を求めても、明るさの画像間のばらつきを求めたことになる。
第2の実施の形態では、画像コントラストCの算出は、元の透過画像Bについて画素間のばらつきを求めているが、元画像Bを用いる代わりにローパス画像Blpのばらつきを求めてもよい。すなわち、元画像Bの低周波成分だけのばらつきを求めても、被検体のコントラストを代表とする量とすることが出来る。
また、例えば、ROI内の明るさの最大値Bmaxと明るさの最小値Bminの差を求めても、明るさの画像間のばらつきを求めたことになる。このとき、ROI内でローパスフィルタ処理を行ってから最大値と最小値を求めると、安定した値を得ることができる。
画像ノイズNの算出は、元画像の明るさの低周波成分を含まない空間でのばらつきを表す量を求めればよい。また、画像コントラストCの算出は、元画像の明るさの低周波成分を含んだ空間でのばらつきを表す量を求めればよい。計算は、他にも様々な変形が可能である。
σm,n=√{(B(i,j)−Bm,n)2のRm,n内の平均}・・・(11)
ここで、B(i,j)は、画素(i,j)の明るさである。
1フレームのコントラスト=Bm,nのROI内の分散=√{(Bm,n−Bm,nのROI内平均)2のROI内平均}・・・(13)
[変形例8]
上述した第1乃至第3の実施の形態で、式1乃至式6で用いるB(i,j)は、明るさ、すなわち画素における画素値である。B(i,j)の変わりに、検出器の出力信号Bout(i,j)をそのまま用いてもよい。また、検出器の出力信号Bout(i,j)に補正を加えた方が、より精度を上げることができる。補正には種々の補正があるが、ここでは、AIR画像を用いたAIR補正とREF補正を述べる。
ここで、BAIR(i,j)はある管電圧で被検体の無い状態で得たAIRの透過像である。この補正を行うことで、式3及び式4における画像コントラストの計算を正確に行うことができる。すなわち、ROI内での感度揺らぎを取り除いたばらつきを計算できる。
で表される。この補正を行うことで式1,2における画像ノイズの計算を正確に行うことができる。すなわち、ROI内で同期して変化するX線の揺らぎを取り除いた、画素ごとにランダムに変化するノイズだけを計算できる。
上述した第1乃至第3の実施の形態では、X線検出器12の出力する透過画像を12bitとしているが、これに限られるものではない。
上述した第1乃至第3の実施の形態では、自動VI設定部13bは、VIを自動的に順次設定して最適VIを探索しているが、VIの設定は操作者が手動で設定し、自動VI設定部13bは、透過画像を取得してCN比を計算して数値やグラフで表示させるようにすることもできる。例えば、横軸を時間、縦軸をCN比として、VIを変えたときのCN比の履歴を表示させる。この場合、操作者はCN比を表示される数値やグラフで確認しながら、VIを変更し、CN比が最大となるVIを設定する。これにより、コンピュータ13とX線制御部15の間の通信がないようなX線検査装置に本発明を適用することが可能となる。
上述した第3の実施の形態によれば、ステップS18でCN比を求めるとき、Kフレームの透過画像を利用している。しかし、ステップS17で入力したKフレームの透過画像に加え、ステップS12で入力した1フレームの透過画像を加えた(K+1)フレームの透過画像を用いてもよい。
11…X線管
12…X線検出器
13…コンピュータ
13a…ROI設定部
13b…自動VI設定部
13c…階調変換部
14…表示部
15…X線制御部
16…高圧発生部
Claims (2)
- 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線検出器とを有するX線検査装置において、
前記X線制御部に対して所定のルールに基づいて管電圧及び管電流の値の組み合わせを変更させ、組み合わせごとに前記X線検出器で取得した複数の被検体の透過画像の画素それぞれの明るさのこの複数透過画像間のばらつきの大きさを求めて画像のノイズとし、取得した透過画像の明るさの画素間のばらつきの大きさを求めて画像のコントラストとしてコントラスト対ノイズ比を求め、求められたコントラスト対ノイズ比が最大となる管電圧及び管電流を選択して管電流及び管電圧の最適な値として前記X線制御部に設定する自動管電圧管電流設定部
を有することを特徴とするX線検査装置。 - 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線検出器とを有するX線検査装置において、
前記X線制御部に対して所定のルールに基づいて管電圧及び管電流の値の組み合わせを変更させ、組み合わせごとに前記X線検出器で取得した被検体の透過画像の明るさの低周波成分を含まない空間でのばらつきの大きさを求めて画像のノイズとし、取得した透過画像の明るさの低周波成分を含んだ空間でのばらつきの大きさを求めて画像のコントラストとしてコントラスト対ノイズ比を求め、求められたコントラスト対ノイズ比が最大となる管電圧及び管電流を選択して管電流及び管電圧の最適な値として前記X線制御部に設定する自動管電圧管電流設定部
を有することを特徴とするX線検査装置。
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