JP5366467B2 - 両眼立体視・マルチエネルギー透過画像を用いて材料を識別する方法 - Google Patents
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Description
一定の角度をなす2つのX線を被検体に透過させることによって、左透過画像データ及び右透過画像データを取得し、前記の左透過画像及び右透過画像を分割し、前記分割の結果に対してマッチングを行うステップと、透過画像の深さ方向における断層テンプレート画像を生成するステップと、透過画像から断層階調画像を再構築するステップと、いずれかのエネルギーの透過画像に対し前記の過程を繰り返して、いずれかのエネルギーの各層における断層テンプレート画像を取得するステップと、同一位置にある異なるエネルギーの断層テンプレート画像を合併して、所定のエネルギーのうち全てのエネルギーの各層の断層テンプレート画像を取得するステップと、断層における階調再構築に成功した物体に対して材料識別を行うステップと、を含む。
ここで、μx,iとμx,jは断層テンプレートでマッチング成功したオブジェクトの左、右側面図における重心横座標位置であり、視差は各層の深さと正比例する。
以上で取得した断層テンプレート画像は、物体の幾何形状及びそれのコンテナでの空間位置しか得られない。若し材料識別を行うとしたら、必ず多種エネルギーの階調再構築を行わなければならない。階調再構築を通じて、各分割された物体の多種エネルギーの階調値を取得することができる。これによって物体の材料識別を実現する。
上記の階調値再構築によって、各層内の各テンプレートが代表している物体の多種エネルギーの階調値を取得することができる。これらの階調値はエネルギーによって差異があり、これらの差異を分析することによっていずれか1層内の物体に対して材料識別を行うことができる。
Claims (21)
- 両眼立体視・マルチエネルギー透過画像を用いて材料識別及び結像を行う方法であって、
1)一定の角度をなす2つのX線を被検体に透過させることによって、左透過画像及び右透過画像を取得し、前記左透過画像及び右透過画像のそれぞれを分割し、物体テンプレートを取得するステップと、
2)前記左透過画像及び右透過画像における前記物体テンプレートのマッチングを行うことにより、深さ方向における複数の断層を含む断層画像を生成するステップと、
3)いずれかのエネルギーの前記左透過画像及び右透過画像に対し前記ステップ1)および2)を繰り返して、いずれかのエネルギーにおける断層画像をそれぞれ取得するステップと、
4)各断層ごとに、異なるエネルギーの断層画像を合併して、所定のエネルギーのうち全てのエネルギーによる各断層の断層画像を取得するステップと、
5)各断層において前記合併された断層画像の階調再構築を行うステップと、
6)各断層において前記合併された断層画像における階調再構築に成功した物体に対して材料識別を行うステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 前記ステップ1)において、エッジ抽出アルゴリズムを用いて前記左透過画像及び右透過画像を分割することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記左透過画像及び右透過画像を分割するステップは、
1)画像のエッジを抽出するステップと、
2)画像の閉鎖エッジを取得するステップと、
3)取得した閉鎖エッジに対して画像の分割を行うステップと、を更に含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 前記ステップ2)において、分割の結果に対してマッチングを行う時に、左分割結果及び右分割結果の幾何的特徴に応じてマッチングを行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ2)において、分割の結果に対してマッチングを行うことは、
以上の物体の属性集合に、対応する重みを割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ2)において、透過画像の深さ方向における断層画像を生成することは、左側面図、右側面図のマッチング結果及び対応する絶対視差値によって実現されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ5)において、各断層において前記合併された断層画像を再構築するステップは、前記合併された断層画像の各断層において、背景エリアと直接隣接する一番外部側の物体の階調値を背景エリアの階調値から引く演算を行い、さらに、二番目外層の物体に対して同様な処理を行い、マッチングされた物体の全てが完了するまで、上記の過程を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ステップ5)において、各断層において前記合併された断層画像を再構築することは、
1)物体を利用して階調再構築の候補となる物体集合を生成するステップと、
2)前記物体集合から1の物体を特定するステップと、
3)特定した物体に背景と隣接したエッジがあるかを確認するステップと、
4)特定した物体に背景と隣接するエッジがあると、物体の階調を再構築し、物体が他の物体に遮られたら、その障害物の階調を再構築するステップと、
5)画像から当該物体を除去するステップと、を含み、
全ての物体の階調再構築が完了されるまでステップ2)からステップ5)を繰り返して、物体集合中の物体に対して階調再構築を行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記画像のエッジを抽出するステップにおいて、Sobelエッジ検出演算子とCannyエッジ検出演算子とを共に用いてエッジを抽出することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記Sobelエッジ検出演算子は、デジタル画像{f(i,j)}の各ピクセルに対して上、下、左、右の隣接ピクセル階調の重みの差を調査し、一番近い隣接ピクセルの重みは大きくて、二番目に近い隣接ピクセルの重みは小さいことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記Cannyエッジ検出演算子を用いてエッジを抽出するステップは、
1)ガウスフィルターを利用して画像の平滑化を行うステップと、
2)第一次偏導関数の有限差分を利用して勾配の大きさ及び方向を計算するステップと、
3)勾配の大きさに対して非最大抑制を行うステップと、
4)二重閾値アルゴリズムを利用して、エッジを検出・連結するステップと、を含む請求項9に記載の方法。 - 前記ステップ1)において、画像の閉鎖エッジを取得する時に、エッジピクセルの勾配の大きさ又は勾配の方向での類似性によってそれを連結することを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記ステップ3)において、特定した物体に背景と隣接するエッジがあると、物体の階調を再構築し、障害物があると、同時に障害物の階調を再構築し、物体集合及び画像から当該物体を除去することを特徴とする請求項8に記載の方法。
- エネルギーの両眼立体視透過画像に対して、階調再構築、オリジナル画像物体除去を行って、物体再構築階調画像を生成し、エネルギーの階調画像の再構築を完了するステップと、
次のエネルギーを選択して上記のステップを繰り返し、最後に全てのエネルギーの物体再構築階調画像を1つの集合に統合するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ6)における識別は、
左側面図、右側面図のそれぞれのマッチングされた、各エネルギーの階調が再構築された物体に対して、順番に階調差異分析、材料識別、カラー画像生成の処理を行うステップと、
全ての物体の処理を完了した後、断層の順番に応じて異なる断層における各物体の識別効果画像に統合するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 放射線源(1)、左検出器アレイ(4)、右検出器アレイ(5)、左画像取得システム(6)、右画像取得システム(7)及びコンピュータ処理システム(8)を備える両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システムであって、
前記放射線源(1)は、マルチエネルギーX線の発生器であって、エネルギーの異なるX線ビームを発生することができるものであり、
前記左検出器アレイ(4)は、エネルギーの異なるX線を受信して電気信号に変換し左画像取得システム(6)に入力するものであり、
前記右検出器アレイ(5)は、エネルギーの異なるX線を受信して電気信号に変換し右画像取得システム(7)に入力するものであり、
前記左画像取得システム(6)は、左検出器アレイ(4)からの電気信号を受信し、当該電気信号から左画像データを取得するものであり、
前記右画像取得システム(7)は、右検出器アレイ(5)からの電気信号を受信し、当該電気信号から右画像データを取得するものであり、
前記コンピュータ処理システム(8)は、
1)前記左画像取得システム(6)及び前記右画像取得システム(7)からの左、右画像データを受信し、前記左、右画像データに基づいて左透過画像及び右透過画像を取得し、前記左透過画像及び右透過画像のそれぞれを分割し、物体テンプレートを取得するステップと、
2)前記左透過画像及び右透過画像における前記物体テンプレートのマッチングを行うことにより、深さ方向における複数の断層を含む断層画像を生成するステップと、
3)いずれかのエネルギーの前記左透過画像及び右透過画像に対し前記ステップ1)および2)を繰り返して、いずれかのエネルギーにおける断層画像をそれぞれ取得するステップと、
4)各断層ごとに、異なるエネルギーの断層画像を合併して、所定のエネルギーのうち全てのエネルギーによる各断層の断層画像を取得するステップと、
5)各断層において前記合併された断層画像の階調再構築を行うステップと、
6)各断層において前記合併された断層画像における階調再構築に成功した物体に対して材料識別を行うステップと
を実行するものであることを特徴とする両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システム。 - 放射線源(1)から出射したX線を受信し、対称または非対称の、一定の夾角をなす2つのX線を出射するビームコントローラ(2)をさらに備えることを特徴とする請求項16に記載の両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システム。
- 前記ビームコントローラ(2)は、両スリットコリメータであることを特徴とする請求項17に記載の両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システム。
- 前記両スリットコリメータには、放射線源から出射されるX線を対称または非対称の、一定の夾角をなすビームセクタにする2つのコリメーションスリットが設けられていることを特徴とする請求項18に記載の両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システム。
- 前記検出器アレイは、「L」型検出器であることを特徴とする請求項16に記載の両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システム。
- 前記コンピュータ処理システム(8)は、左、右画像データに基づいて、コンピュータのディスプレイに検出された物体の画像をそれぞれ表示することもできることを特徴とする請求項16に記載の両眼立体視・マルチエネルギー走査放射線結像システム。
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