JP7178621B2 - Image processing device and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、被検査物に含まれ得る異物を検出する技術に関する。 The present invention relates to technology for detecting foreign matter that may be contained in an object to be inspected.
従来、被検査物に含まれ得る異物を検出する検査装置が種々開発されている。例えば、特許文献1で開示されている検査装置は、被検査物のX線透過画像から強調線を検出し、その強調線に基づき異物を検出する。
Conventionally, various inspection apparatuses have been developed for detecting foreign matter that may be contained in an object to be inspected. For example, an inspection apparatus disclosed in
しかしながら、被検査物と異物とのX線減弱の差が小さい場合、強調線の検出が困難であり、その結果、異物の検出精度が低くなるという問題が発生する。なお、被検査物と異物とのX線減弱の差が小さい場合としては、例えば、被検査物が魚の身であり、異物が小骨である場合等が挙げられる。 However, when the difference in X-ray attenuation between the object to be inspected and the foreign matter is small, it is difficult to detect the enhancement line, and as a result, there arises a problem that the detection accuracy of the foreign matter is lowered. A case where the difference in X-ray attenuation between the object to be inspected and the foreign object is small is, for example, the case where the object to be inspected is fish meat and the foreign object is ossicles.
本発明は、上記の状況に鑑み、異物の検出精度が高い画像処理装置及び画像処理方法並びに検査装置を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide an image processing apparatus, an image processing method, and an inspection apparatus capable of detecting foreign matter with high accuracy.
上記目的を達成するために本発明の第1局面に係る画像処理装置は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a dividing unit that divides an image based on X-ray imaging of an inspection object into predetermined regions, and an average brightness in each of the predetermined regions. a calculating unit for calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the calculating a first luminance value that is the largest within one set number of pixels, calculating a second luminance value that is the largest among a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, and calculating a third luminance value that is the maximum among a third set number of pixels arranged in one side of a second direction that is a direction different from the first direction of the pixels; a specifying unit that calculates a fourth luminance value that is the largest among the number of pixels, and specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied, wherein the predetermined condition is (a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than a first threshold; (b) the third luminance value; a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than a second threshold; The configuration shall be any one of the following.
上記目的を達成するために本発明の第2局面に係る画像処理装置は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a second aspect of the present invention includes a dividing unit that divides an image based on X-ray imaging of an inspection object into predetermined regions, and an average luminance in each of the predetermined regions. a calculating unit for calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the Both the requirement that the luminance value is greater than the pixel of interest within a set number of pixels, and the requirement that the luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest. a second set number of pixels arranged on the other side in the first direction of the pixel of interest and having a larger luminance value than the pixel of interest, and a first luminance value that is as far away from the pixel of interest as possible. calculating a second luminance value that satisfies both the luminance value of a pixel or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest; A requirement that the brightness value is greater than that of the pixel of interest in the third set number of pixels arranged side by side ; and calculating a third luminance value that satisfies both of the requirements that a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction have a luminance value greater than that of the pixel of interest, and that the pixel of interest is as far away as possible from the pixel of interest. A fourth luminance value is calculated that satisfies both the luminance value of a pixel located in the target pixel and the luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, and if a predetermined condition is established, the pixel of interest is regarded as the position of the foreign object. and a specifying unit for specifying, wherein the predetermined condition is that (a) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are respectively the (b) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are each less than or equal to a second threshold; and (c) any one of the first condition and the second condition.
上記目的を達成するために本発明の第3局面に係る画像処理装置は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a third aspect of the present invention includes a dividing unit that divides an image based on X-ray imaging of an object into predetermined regions, and an average brightness in each of the predetermined regions. a calculating unit for calculating a value, and when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the pixel of interest is positioned on one side in the first direction. A first luminance value that is an average luminance value of a first set number of pixels arranged at a first predetermined position away from the pixel and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position away from the pixel of interest on the other side of the first direction in the first direction; a third set number of pixels arranged at a third predetermined position away from the pixel of interest on one side of the pixel of interest in a second direction that is a direction different from the first direction; A specifying unit that calculates a second brightness value, which is an average brightness value of a fourth set number of pixels arranged at a fourth predetermined position away from the pixel of interest, and specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied. and the predetermined condition includes: (a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or less than a first threshold; (b) the Any one of the second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest is equal to or less than the second threshold, or (c) the first condition and the second condition.
上記目的を達成するために本発明の第4局面に係る画像処理装置は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最小となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最小となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最小となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最小となる第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes a dividing unit that divides an image based on X-ray imaging of an object into predetermined regions, and an average brightness in each of the predetermined regions. and a calculating unit for calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is larger than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the second pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction calculating a first luminance value that is the minimum within one set number of pixels, calculating a second luminance value that is the minimum among a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, and calculating the minimum luminance value of the pixel of interest; calculating a third luminance value that is the smallest among a third set number of pixels arranged in one side of a second direction that is a direction different from the first direction of the pixels; a specifying unit that calculates a fourth luminance value that is the smallest within the number of pixels, and specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied, wherein the predetermined condition is (a) (b) the third luminance value, wherein the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or greater than a first threshold; a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are each equal to or greater than a second threshold; The configuration shall be any one of the following.
上記目的を達成するために本発明の第5局面に係る画像処理装置は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。
In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes a dividing unit that divides an image based on X-ray imaging of an object into predetermined regions, and an average brightness in each of the predetermined regions. and a calculating unit for calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is larger than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the second pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction Both the requirement that the luminance value is smaller than the pixel of interest within a set number of pixels, and the requirement that the luminance value of a pixel as far away as possible from the pixel of interest or the luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest. a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, and a requirement that the luminance value is smaller than that of the pixel of interest within a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction; calculating a second luminance value that satisfies both the luminance value of a pixel or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest; A requirement that the luminance value is smaller than that of the pixel of interest in the third set number of pixels arranged side by side ; and calculating a third luminance value that satisfies both of the requirements that a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction have a luminance value smaller than that of the pixel of interest, and that the pixel of interest is as far away as possible from the pixel of interest. A fourth luminance value is calculated that satisfies both the luminance value of a pixel located in the target pixel and the luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, and if a predetermined condition is established, the pixel of interest is regarded as the position of the foreign object. and a specifying unit for specifying, wherein the predetermined condition is that (a) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are respectively the (b) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are each the second threshold or more; and (c) any one of the first condition and the second condition.
上記目的を達成するために本発明の第6局面に係る画像処理装置は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割部と、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes a dividing unit that divides an image based on X-ray imaging of an object into predetermined regions, and an average brightness in each of the predetermined regions. a calculating unit for calculating a value, and when the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the pixel of interest is positioned on one side in the first direction. A first luminance value that is an average luminance value of a first set number of pixels arranged at a first predetermined position away from the pixel and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position away from the pixel of interest on the other side of the first direction in the first direction; a third set number of pixels arranged at a third predetermined position away from the pixel of interest on one side of the pixel of interest in a second direction that is a direction different from the first direction; A specifying unit that calculates a second brightness value, which is an average brightness value of a fourth set number of pixels arranged at a fourth predetermined position away from the pixel of interest, and specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied. and the predetermined condition includes: (a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or greater than a first threshold; (b) the Any one of the second condition (c) the first condition and the second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest is equal to or greater than the second threshold is assumed.
上記目的を達成するために本発明の第1局面に係る画像処理方法は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割ステップと、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing method according to a first aspect of the present invention includes a dividing step of dividing an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions; a calculating step of calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the calculating a first luminance value that is the largest within one set number of pixels, calculating a second luminance value that is the largest among a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, and calculating a third luminance value that is the maximum among a third set number of pixels arranged in one side of a second direction that is a direction different from the first direction of the pixels; a specifying step of calculating a fourth luminance value that is the largest among the number of pixels, and specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied, wherein the predetermined condition is (a); a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than a first threshold; (b) the third luminance value; a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than a second threshold; The configuration shall be any one of the following.
上記目的を達成するために本発明の第2局面に係る画像処理方法は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割ステップと、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。
In order to achieve the above object, an image processing method according to a second aspect of the present invention includes a dividing step of dividing an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions; a calculating step of calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the Both the requirement that the luminance value is greater than the pixel of interest within a set number of pixels, and the requirement that the luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest. a second set number of pixels arranged on the other side in the first direction of the pixel of interest and having a larger luminance value than the pixel of interest, and a first luminance value that is as far away from the pixel of interest as possible. calculating a second luminance value that satisfies both the luminance value of a pixel or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest; A requirement that the brightness value is greater than that of the pixel of interest in the third set number of pixels arranged side by side ; and calculating a third luminance value that satisfies both of the requirements that a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction have a luminance value greater than that of the pixel of interest, and that the pixel of interest is as far away as possible from the pixel of interest. A fourth luminance value is calculated that satisfies both the luminance value of a pixel located in the target pixel and the luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, and if a predetermined condition is established, the pixel of interest is regarded as the position of the foreign object. and a specifying step of specifying, wherein the predetermined condition is that (a) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are respectively the (b) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are each less than or equal to a second threshold; and (c) any one of the first condition and the second condition.
上記目的を達成するために本発明の第3局面に係る画像処理方法は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割ステップと、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以下になるという第1条件、(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以下になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing method according to a third aspect of the present invention includes a dividing step of dividing an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions; a calculating step of calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the pixel of interest is positioned on one side in the first direction of the pixel of interest; A first luminance value that is an average luminance value of a first set number of pixels arranged at a first predetermined position away from the pixel and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position away from the pixel of interest on the other side of the first direction in the first direction; a third set number of pixels arranged at a third predetermined position away from the pixel of interest on one side of the pixel of interest in a second direction that is a direction different from the first direction; A specifying step of calculating a second brightness value, which is an average brightness value of a fourth set number of pixels arranged at a fourth predetermined position away from the pixel of interest, and specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied. and the predetermined condition includes: (a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or less than a first threshold; (b) the Any one of the second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest is equal to or less than the second threshold, or (c) the first condition and the second condition.
上記目的を達成するために本発明の第4局面に係る画像処理方法は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割ステップと、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最小となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最小となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最小となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最小となる第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing method according to a fourth aspect of the present invention includes a dividing step of dividing an image based on X-ray photography of an object into predetermined regions, and an average brightness in each of the predetermined regions. a calculating step of calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the calculating a first luminance value that is the minimum within one set number of pixels, calculating a second luminance value that is the minimum among a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, and calculating the minimum luminance value of the pixel of interest; calculating a third luminance value that is the smallest among a third set number of pixels arranged in one side of a second direction that is a direction different from the first direction of the pixels; a specifying step of calculating a fourth luminance value that is the smallest within the number of pixels, and specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied, wherein the predetermined condition is (a) (b) the third luminance value, wherein the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or greater than a first threshold; a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are each equal to or greater than a second threshold; The configuration shall be any one of the following.
上記目的を達成するために本発明の第5局面に係る画像処理方法は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割ステップと、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing method according to a fifth aspect of the present invention includes a dividing step of dividing an image based on X-ray photography of an object to be inspected into predetermined regions; a calculating step of calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the Both the requirement that the luminance value is smaller than the pixel of interest within a set number of pixels, and the requirement that the luminance value of a pixel as far away as possible from the pixel of interest or the luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest. a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, and a requirement that the luminance value is smaller than that of the pixel of interest within a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction; calculating a second luminance value that satisfies both the luminance value of a pixel or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest; A requirement that the luminance value is smaller than that of the pixel of interest in the third set number of pixels arranged side by side ; and calculating a third luminance value that satisfies both of the requirements that a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction have a luminance value smaller than that of the pixel of interest, and that the pixel of interest is as far away as possible from the pixel of interest. A fourth luminance value is calculated that satisfies both the luminance value of a pixel located in the target pixel and the luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest, and if a predetermined condition is established, the pixel of interest is regarded as the position of the foreign object. and a specifying step of specifying, wherein the predetermined condition is that (a) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are respectively the (b) the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are each the second threshold or more; and (c) any one of the first condition and the second condition.
上記目的を達成するために本発明の第6局面に係る画像処理方法は、被検査物のX線撮影に基づく画像を所定の領域毎に分割する分割ステップと、前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、を備え、前記所定の条件は、(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以上になるという第1条件、(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以上になるという第2条件、(c)前記第1条件及び前記第2条件、のうちのいずれか一つである構成とする。 In order to achieve the above object, an image processing method according to a sixth aspect of the present invention includes a dividing step of dividing an image based on X-ray imaging of an object into predetermined regions; a calculating step of calculating a value, when the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value in the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more, the pixel of interest is positioned on one side in the first direction; A first luminance value that is an average luminance value of a first set number of pixels arranged at a first predetermined position away from the pixel and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position away from the pixel of interest on the other side of the first direction in the first direction; a third set number of pixels arranged at a third predetermined position away from the pixel of interest on one side of the pixel of interest in a second direction that is a direction different from the first direction; A specifying step of calculating a second brightness value, which is an average brightness value of a fourth set number of pixels arranged at a fourth predetermined position away from the pixel of interest, and specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied. and the predetermined condition includes: (a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or greater than a first threshold; (b) the Any one of the second condition (c) the first condition and the second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest is equal to or greater than the second threshold is assumed.
上記目的を達成するために本発明に係る検査装置は、被検査物をX線撮影の対象とし、2次元X線撮影画像を前記X線撮影に用いたX線検出部の検出結果に基づき生成する第1画像生成部と、前記2次元X線撮影画像を前記X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像である投影画像に再構成する再構成部と、前記投影画像に基づき異物の位置を特定する特定部と、を備え、前記特定部は、上述したいずれかの画像処理装置を備え、前記分割部は、前記投影画像を所定の領域毎に分割する構成とする。 In order to achieve the above object, an inspection apparatus according to the present invention uses an object to be inspected as an object of X-ray imaging, and generates a two-dimensional X-ray imaging image based on the detection result of an X-ray detection unit used for the X-ray imaging. a first image generating unit for generating an image by projecting the two-dimensional X-ray image onto a tomographic plane set at a predetermined position excluding the position of the X-ray detecting unit; a reconstruction unit that reconstructs a projected image that is an image; The section divides the projected image into predetermined regions.
本発明によると、異物の検出精度を高くすることができる。 According to the present invention, foreign matter detection accuracy can be improved.
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本明細書においては、言葉の定義として、X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層で生成される2次元画像において、そのX軸方向、Y軸方向の内少なくともいずれか一方に関して2次元X線撮影画像を平行移動しているだけで長さが変化しない場合においても、便宜上、2次元画像は、2次元X線撮影画像を断層に「投影」した画像を生成し、その後、その生成した画像を再構成する処理によって得られるものとし、その2次元画像を「投影画像」とよぶことにする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this specification, as a definition of the term, in a two-dimensional image generated by a tomogram set at a predetermined position excluding the position of the X-ray detection unit, at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction Even if the two-dimensional radiographic image is only translated with respect to and the length does not change, for convenience, the two-dimensional image is generated by "projecting" the two-dimensional radiographic image onto the slice, and then , is obtained by a process of reconstructing the generated image, and the two-dimensional image is called a "projection image".
<1.検査装置の概略構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る検査装置の概略構成を示す図である。図1に示す検査装置100は、第1X線照射部1Aと、第2X線照射部1Bと、第1X線検出部2Aと、第2X線検出部2Bと、ベルトコンベア3と、CPU4と、ROM5と、RAM6と、VRAM7と、表示部8と、HDD9と、入力部10と、を備える。なお、本実施形態では、画像を処理する画像処理装置がCPU4、ROM5、RAM6、及びHDD9によって構成されている。<1. Schematic configuration of inspection device>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus according to one embodiment of the present invention. The
第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bはそれぞれ、被検査物T1にX線を照射する。第1X線照射部1Aから照射されるX線及び第2X線照射部1Bから照射されるX線はそれぞれ、Y軸に沿って延びるファンビーム形状、より詳細にはナローファンビーム形状である。なお、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを共通化して単一のX線照射部にしてもよい。当該単一のX線照射部から照射されるX線は、ワイドファンビーム形状又はコーンビーム形状にすればよい。
The first X-ray irradiation unit 1A and the second
第1X線照射部1Aから第1X線検出部2Aに照射されるX線の照射方向と、第2X線照射部1Bから第2X線検出部2Bに照射されるX線の照射方向とは互いに異なる。本実施形態では、第1X線照射部1Aから第1X線検出部2Aに照射されるX線の照射方向はX軸とY軸に直交する方向であり、第2X線照射部1Bから第2X線検出部2Bに照射されるX線の照射方向はX軸とY軸に直交する方向から傾いた方向である。
The irradiation direction of X-rays irradiated from the first X-ray irradiation unit 1A to the first
第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、入射するX線に応じたデジタル量の電気信号を一定のフレームレートで出力する。第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、Y軸に沿って延びるラインセンサである。なお、検査装置100はトモシンセシス法を採用しているため、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、X軸方向にも複数のX線検出素子を有する。第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bはそれぞれ、所定のフレームレートで入射X線を、当該X線の量に応じたデジタル電気量の画像データとして収集することができる。以下、この収集データを「フレームデータ」(2次元X線撮影画像の一例)という。なお、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bを共通化して単一のX線検出部にしてもよい。ただし、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを共通化する場合には、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bを共通化しない。
Each of the first
ベルトコンベア3は、第1X線照射部1Aと第1X線検出部2Aの対及び第2X線照射部1Bと第2X線検出部2Bの対に対して、ベルト上に載置された被検査物T1をX軸の負側に向かって移動させる。つまり、ベルトコンベア3の構成部品であるベルトの長手方向はX軸に沿っており、ベルトコンベア3の構成部品であるベルトの幅方向はY軸に沿っている。なお、本実施形態では、第1X線照射部1Aと第1X線検出部2Aの対及び第2X線照射部1Bと第2X線検出部2Bの対に対して、被検査物T1をX軸の負側に向かって移動させる第1移動機構(ベルトコンベア3)を用いたが、第1移動機構の代わりに第1X線照射部1Aと第1X線検出部2Aの対及び第2X線照射部1Bと第2X線検出部2Bの対を、被検査物T1に対してX軸の正側に向かって移動させる第2移動機構を用いてもよい。
The
CPU4は、ROM5やHDD9に格納されているプログラム及びデータに従って検査装置100全体を制御する。ROM5は固定的なプログラムやデータを記録する。RAM6は作業メモリを提供する。CPUは、HDD9に格納されたプログラムに従って画像を生成する機能を果たすように動作する。つまり、CPU41は画像を生成する画像生成部を兼ねる。
The
VRAM7は画像データを一時的に記憶する。表示部8はVRAM7に記憶された画像データに基づいて画像を表示する。
The
HDD9は、X線撮影動作を制御するための撮影制御プログラム、再構成画像を生成するための画像再構成処理プログラム、異物の位置を特定するための異物位置特定処理プログラム、位置補正プログラム等の各種プログラム、各種プログラムを実行する際に用いられる各種パラメータの設定値や画像データ等の各種データを記憶する。
The
入力部10は、例えばキーボード、ポインティングデバイス等であって、ユーザ操作の内容を入力する。
The
<2.検査装置の概略動作>
検査装置100の概略動作を図2のフローチャートに従い説明する。まず始めに検査装置100はX線撮影を行う(ステップS1)。具体的には、ベルトコンベア3が被検査物T1を移動させている間に、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1BからX線が曝射される。第1X線照射部1Aから照射されたX線は被検査物T1の撮影領域を透過して第1X線検出部2Aに入射し、第2X線照射部1Bから照射されたX線は被検査物T1の撮影領域を透過して第2X線検出部2Bに入射する。第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bは、前述したように、所定のフレームレートで入射X線を検出し、対応するデジタル電気量の2次元のデジタルデータをフレーム単位で順次出力する。このフレームデータは、HDD9に保管される。<2. General operation of inspection device>
A schematic operation of the
次に、検査装置100はX線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される断層に投影して得られる投影画像を生成する(ステップS2)。具体的には、検査装置100は、フレームデータをX線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される60層の各断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像(投影画像)に再構成する。フレームデータを或る1つの断層に投影して1つの投影画像を得る方法としては、例えば、上記フレームデータを上記或る1つの断層の深さ方向中心面(1つの断層面)に投影して上記1つの投影画像を得る方法、上記フレームデータを上記或る1つの断層の深さ方向最上面(1つの断層面)に投影して上記1つの投影画像を得る方法、上記フレームデータを上記或る1つの断層の深さ方向最下面(1つの断層面)に投影して上記1つの投影画像を得る方法、上記フレームデータを上記或る1つの断層に含まれる複数の断層面それぞれに投影して得られる複数の投影画像を合成処理(例えば単純平均処理、加重平均処理等)して上記1つの投影画像を得る方法等を挙げることができる。本実施形態では、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される各断層に投影して得られる投影画像は、トモシンセシスの原理に基づいて得られる各断層における投影画像である。本実施形態では、X軸及びY軸に垂直な方向を断層の深さ方向とし、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1B側から第1X線検出部2A及び第2X線検出部2B側に0.5mmピッチでX線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に60層の断層を設定している。なお、本実施形態では、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置は被検査物T1の位置を含むが、本発明はこれに限定されない。
Next, the
第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する60層の投影画像は、HDD9に保管される。同様に、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する60層の投影画像も、HDD9に保管される。
The projection images of 60 layers derived from the first X-ray irradiation unit 1A and the first
次に、検査装置100は各投影画像について異物の位置を特定する(ステップS3)。異物の位置を特定する手法の詳細については後述する。各投影画像について異物の位置を特定することによって、単純なX線透過画像等のX線画像について異物の位置を特定する場合と比較して、異物の検出精度を高くすることができる。異物位置の特定結果は、例えば、異物の位置と異物でない位置とを異なる輝度値で示す二値化画像とすることができる。
Next, the
次に、検査装置100は異物の位置特定の誤検出部分を除去する(ステップS4)。具体的には、検査装置100は、同じ深さの第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像と第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像について、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置と第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置とを比較し、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分を除去する。より具体的には、検査装置100は、上記の比較により、両方の投影画像において異物の位置であると特定されたピクセルのみを異物の位置として採用し、片方の投影画像のみにおいて異物の位置であると特定されたピクセルを異物の位置として採用しない。ステップS4の処理は、処理対象である断層に存在する異物はX線の照射角度が異なっていても両方の投影画像の同じ座標位置で検出されるのに対して、処理対象である断層に存在しない異物等がX線の照射方向に投影された場合には両方の投影画像の互いに異なる座標位置で検出されることを利用した誤検出部分除去処理である。検査装置100は、この誤検出部分除去処理を全ての断層において実行する。
Next, the
次に、検査装置100は位置補正を行う(ステップS5)。位置補正の詳細については後述する。
Next, the
最後に、検査装置100は、出力画像を生成し、その出力画像を表示部8に表示する(ステップS6)。出力画像としては、例えば、誤検出部分除去処理及び位置補正が反映された異物の位置を示す各投影画像を全て足し合わせて得られる画像、つまり異物の位置を2次元表示する画像を挙げることができる。出力画像の他の例としては、誤検出部分除去処理及び位置補正が反映された異物の位置を示す各投影画像を積層して得られる画像、つまり異物の位置を3次元表示する画像を挙げることができる。
Finally, the
<3.投影画像>
前述したステップS2の処理、すなわちフレームデータを断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を投影画像に再構成する処理の一例を図3のフローチャートに従い説明する。<3. Projected image>
An example of the process of step S2 described above, that is, the process of generating an image by projecting the frame data onto a tomogram and then reconstructing the generated image into a projection image, will be described with reference to the flowchart of FIG.
CPU4は、まず、ディフェクト登録データを読み込み、ディフェクトテーブルを作成する(ステップS11)。
The
次に、CPU4は、濃度補正用画像を読み込み、濃度補正データを作成する(ステップS12)。なお、ステップS11及びS12は本実施形態と異なり、ステップS1より先に実行されてもよい。
Next, the
CPU4は、投影データ(フレームデータ)を読み込み(ステップS13)、投影データに対して、ディフェクト補正及び濃度補正を行う(ステップS14)。
The
ステップS13で読み込んだ各投影データにおいては、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影データに関しては第1X線照射部1Aから曝射されたX線が透過するボクセルについてのみ計算をすればよく、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影データに関しては第2X線照射部1Bから曝射されたX線が透過するボクセルについてのみ計算をすればよい。各投影データにおいては、X線が透過するボクセルの範囲が狭いので、X線が透過するボクセルについてのみ計算を行うようにすることで、計算時聞を短縮することができる。したがって、CPU4は、フレームデータごとに、各断層において計算するボクセルの範囲を被検査物T1のサイズに応じてあらかじめ設定しておけばよい。
Among the projection data read in step S13, the projection data originating from the first X-ray irradiation unit 1A and the first
次に、CPU4は、再構成領域を占める各ボクセル頂点の実際の位置座標を算出する(ステップS15)。
Next, the
続いて、CPU4は、ステップS13のデータ収集処理で得られた投影データをフレーム毎に順次読み込む(ステップS16)。1回のステップS16の処理では、1フレームの投影データが読み込まれる。
Subsequently, the
次に、CPU4は、投影データとフィルタ関数を畳み込み積分する(ステップS17)。
Next, the
その後、CPU4は、計算を簡単化するため、畳み込み積分の算出結果毎に、図4に示す座標系になるように系の座標変換を行う(ステップS18)。具体的には、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する畳み込み積分の算出結果に関して、第2X線照射部1Bが原点、第2X線検出部2Bの中心位置がZ軸上の正方向になるように、第2X線照射部1B、再構成領域R1、及び第2X線検出部2Bからなる系の回転移動と並行移動を行う。ここで、Z軸はX軸とY軸とに直交する軸であり、第1X線照射部1Aから第1X線検出部2Aに向かう方向がZ軸の正方向である。なお、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する畳み込み積分の算出結果に関しては、元から図4に示す座標系であるため、系の座標変換を行わない。
After that, in order to simplify the calculation, the
次に、ステップS19においてCPU4が実行するFBP(Filtered Back Projection)法を用いた再構成計算について図5A~図13を参照して説明する。以下の説明において、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを区別する必要がない場合にはそれらをX線照射部1と称し、第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bを区別する必要がない場合にはそれらをX線検出部2と称する。
Next, the reconstruction calculation using the FBP (Filtered Back Projection) method executed by the
まず、X線検出部2の検出面の或るピクセルに着目し、X線照射部1からのX線がその着目ピクセルに入射する場合を考える。
First, let us consider a certain pixel on the detection surface of the
着目ピクセルに入射するX線は被写体を透過する際に減弱し、X線検出部2に取り込まれるX線が減少する。つまり、複数のボクセルによって構成される図4に示す再構成領域R1を設定すると、着目ピクセルには、ボクセルを透過したX線が入射し、そのX線が透過したボクセルの分だけX線が減弱して着目ピクセルの輝度値に反映されることになる。
The X-rays incident on the pixel of interest are attenuated when passing through the subject, and the number of X-rays captured by the
着目ピクセルに入射するX線が断層内の複数のボクセルの一部分を透過する場合は、各ボクセルのX線が透過した部分の体積比に応じてX線が減弱し、その減弱度合いが着目ピクセルの輝度値に反映される。 When an X-ray incident on a pixel of interest is transmitted through a portion of a plurality of voxels in the tomogram, the X-ray is attenuated according to the volume ratio of the portion of each voxel through which the X-ray is transmitted, and the degree of attenuation is the degree of attenuation of the pixel of interest. reflected in the luminance value.
つまり、着目ピクセルに入射するX線が透過した各ボクセルは、各ボクセルのX線が透過した部分の体積比の割合で着目ピクセルの輝度値に寄与している。逆に考えれば、着目ピクセルの輝度値を、着目ピクセルに入射するX線が透過した各ボクセルのX線が透過した部分の体積比で分割すると、各分割値は、各ボクセルのX線が透過した部分のX線減弱に対応する。 In other words, each voxel through which the X-ray incident on the pixel of interest is transmitted contributes to the brightness value of the pixel of interest in proportion to the volume ratio of the portion of each voxel through which the X-ray is transmitted. Conversely, if the luminance value of the target pixel is divided by the volume ratio of the X-ray transmitted through each voxel through which the X-ray incident on the target pixel is transmitted, each divided value is Corresponds to the X-ray attenuation of the part where the
図5Aは、X線検出部2の検出面の一部であるピクセル群PXGとボクセルVX1~VX4との位置関係の一例を示す斜視図である。図5Bは、図5Aで示した位置関係を示す上面図である。ピクセル群PXGはピクセルPX1~PX16によって構成されている。図5A及び図5Bに示す位置関係において、着目ピクセルをピクセルPX11とすると、ボクセルVX1~VX4が着目ピクセルに入射するX線が透過したボクセルとなる。
FIG. 5A is a perspective view showing an example of the positional relationship between the pixel group PXG, which is part of the detection surface of the
一方、着目ピクセルに反映されるX線減弱すなわち着目ピクセルの輝度値は、着目ピクセルの輝度値と、着目ピクセルに入射するX線が透過した全ボクセルのX線が透過した部分の総体積に対する当該全ボクセル中の或る一つボクセルのX線が透過した部分の体積の割合との乗算値を、当該全ボクセル中の個々のボクセルに関して和をとったものになっている。したがって、或るボクセルに着目した場合、その着目ボクセルを透過するX線は複数のピクセルに入射するため、着目ボクセルにおけるX線減弱の影響が、各ピクセルに対応する体積比に応じて各ピクセルに与えられることになる。つまり、各ピクセルに対して、影響を受けたX線減弱の内、着目ボクセルがそのピクセルに与える影響の比(体積比)と、輝度値との乗算値をとり、その乗算値をピクセルについて積分することで、着目ボクセル全体のX線減弱を求めることができる。すなわち、着目ボクセルへの逆投影が得られることになる。 On the other hand, the X-ray attenuation reflected in the pixel of interest, that is, the brightness value of the pixel of interest, is the brightness value of the pixel of interest and the total volume of the portion through which the X-rays of all voxels transmitted by the X-rays incident on the pixel of interest are transmitted. It is obtained by multiplying the ratio of the volume of a certain voxel in all voxels through which X-rays penetrated, and summing the values for each voxel in all the voxels. Therefore, when focusing on a certain voxel, since X-rays passing through the target voxel are incident on a plurality of pixels, the influence of X-ray attenuation in the target voxel is applied to each pixel according to the volume ratio corresponding to each pixel. will be given. That is, for each pixel, the ratio (volume ratio) of the influence of the voxel of interest on the pixel among the affected X-ray attenuations is multiplied by the luminance value, and the multiplied value is integrated for the pixel. By doing so, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest can be obtained. That is, a back projection onto the voxel of interest is obtained.
図6Aは、X線検出部2の検出面の一部であるピクセル群PXGとボクセルVX1との位置関係の一例を示す斜視図である。図6Bは、図6Aで示した位置関係を示す上面図である。図6A及び図6Bに示す位置関係において、着目ボクセルをボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、及び(6)ピクセルPX11の輝度値と、着目ボクセルVX1の体積に対する着目ボクセルVX1のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の体積の割合との乗算値、の和となる。
FIG. 6A is a perspective view showing an example of the positional relationship between the pixel group PXG, which is part of the detection surface of the
具体的には、ボクセルを透過するX線は直進するので、各ボクセルについて、X線検出部2の検出面をX線入射方向でボクセル位置まで投影させる。逆に、各ボクセルについて、ボクセルをX線入射方向でX線検出部2の検出面の位置まで投影させてもよい。
Specifically, since X-rays passing through a voxel travel straight, the detection surface of the
直方体であるボクセルのいずれの構成面もX線入射方向に対して垂直でない場合、例えば図7に示すようにX線入射方向に対するボクセルの厚みがボクセルVX1内で一様ではないので、ピクセルによってはボクセルの薄い部分を透過したX線が入射される場合もあり、これを厳密に計算すると、逆投影の計算時間が膨大になる。 If none of the constituent faces of the rectangular parallelepiped voxel is perpendicular to the X-ray incidence direction, for example, as shown in FIG. X-rays that have passed through thin voxel portions may be incident, and if this is strictly calculated, the backprojection calculation time will be enormous.
そこで、本実施形態では、直方体のボクセルを、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みが一様な斜四角柱に近似して、逆投影を行う。当該斜四角柱は、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面を、両方又は片方のみ各対向構成面を含む平面上で平行移動させることによって、2つの底面とし、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みを一様とした形状である。このような近似を行っても投影画像の画質には殆ど影響しない。 Therefore, in the present embodiment, back projection is performed by approximating a cuboid voxel to an oblique quadrangular prism having the same volume as the cuboid voxel and a uniform thickness in the direction of X-ray incidence. The oblique quadrangular prism has two bottom surfaces by translating both or only one of the pair of opposing constituent surfaces having overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction on a plane containing each of the opposing constituent surfaces, It has the same volume as a rectangular parallelepiped voxel and a shape with a uniform thickness in the X-ray incident direction. Such approximation has little effect on the image quality of the projected image.
図8Aは、ボクセルVX1を近似する斜四角柱の一例を示す図である。図8Aに示す斜四角柱OP1は、長方形RT2及びRT3を底面とし、X線入射方向に対する厚みを一様とした形状である。長方形RT1は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうち、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺の中点を頂点とする長方形である。着目ボクセルVX1内に形成される長方形RT1を斜視図で示すと、図8Bのようになる。長方形RT2は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に近い方をそのX線検出部2に近い方の対向構成面を含む平面上で平行移動させたものである。長方形RT3は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に遠い方をそのX線検出部2に遠い方の対向構成面を含む平面上で平行移動させたものである。そして、長方形RT1~RT3の各外周はX線入射方向から見て一致している。
FIG. 8A is a diagram showing an example of an oblique prism approximating the voxel VX1. The oblique quadrangular prism OP1 shown in FIG. 8A has rectangular shapes RT2 and RT3 as bottom surfaces and a uniform thickness in the X-ray incident direction. The rectangle RT1 is defined by each side of the voxel VX1 of interest other than the sides included in the pair of opposing configuration planes that overlap each other when viewed from the X-ray incident direction, among the configuration planes of the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B. It is a rectangle with the midpoint as the vertex. A perspective view of the rectangle RT1 formed in the voxel VX1 of interest is shown in FIG. 8B. Rectangle RT2 is defined by the
着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。長方形RT1の各頂点の座標は、着目ボクセルVX1の各頂点の座標から算出することができる。また、上記の各面積は、長方形RT1のX座標およびZ座標と、X線検出部2の検出面に形成されているピクセルの各格子点のX座標およびY座標とから算出することができる。
Assuming that the voxel of interest is the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest VX1 is: (1) the luminance value of the pixel PX5 and the X-ray incident on the pixel PX5 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1 (2) the product of the luminance value of the pixel PX6 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT1 through which the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT1 is transmitted , (3) the product of the luminance value of the pixel PX7 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT1 through which the X-ray incident on the pixel PX7 of the rectangle RT1 is transmitted, (4) the luminance value of the pixel PX9 and the rectangle (5) the luminance value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT1 that is incident on the pixel PX10 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1; (6) the ratio of the luminance value of the pixel PX11 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT1 through which the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT1 is transmitted; The sum of the multiplied values. The coordinates of each vertex of the rectangle RT1 can be calculated from the coordinates of each vertex of the voxel of interest VX1. Each of the above areas can be calculated from the X coordinate and Z coordinate of the rectangle RT1 and the X coordinate and Y coordinate of each grid point of pixels formed on the detection surface of the
長方形RT1は、上述した通り、着目ボクセルVX1の構成面のうち、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺の中点を頂点とする長方形である。これにより、X線検出部2の検出面に平行な方向に関して、斜四角柱OP1が、着目ボクセルVX1に対して偏ることを防止することができ、近似による投影画像の画質への影響を最小化することができる。ただし、着目ボクセルVX1を近似する斜四角柱の位置設定は、本実施形態の設定に限定されるものではない。例えば、X線検出部2の検出面に平行な方向に関して、斜四角柱OP1が、着目ボクセルVX1に対して偏ることがあまり問題にならない場合には、着目ボクセルVX1を近似する斜四角柱を、図9に示す斜四角柱OP2、図10に示す斜四角柱OP3、図11に示す斜四角柱OP4、図12に示す斜四角柱OP5などにしてもよい。
As described above, the rectangle RT1 is the midpoint of each side of the voxel of interest VX1 other than the sides included in the pair of opposing constituent surfaces that have overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction, among the constituent surfaces of the voxel of interest VX1. is a rectangle whose vertices are As a result, it is possible to prevent the oblique quadrangular prism OP1 from being biased with respect to the voxel VX1 of interest in the direction parallel to the detection surface of the
図9に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT4の面積に対する長方形RT4のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT4は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に遠い方である。
When the approximation shown in FIG. 9 is performed, if the voxel of interest is the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest VX1 is: (1) the luminance value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT4 Multiplied by the ratio of the area of the portion through which the X-ray incident on the pixel PX5 of RT4 is transmitted, (2) the luminance value of the pixel PX6 and the area of the rectangle RT4 through which the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT4 is transmitted (3) the product of the luminance value of the pixel PX7 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT4 through which the X-rays incident on the pixel PX7 of the rectangle RT4 are transmitted, (4 ) the product of the luminance value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT4 through which the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT4 is transmitted; (5) the luminance value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT4 (6) the luminance value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT4 with respect to the area of the rectangle RT4. It is the sum of the multiplied value by the ratio of the area of the transmitted portion. Note that the rectangle RT4 is the side of the pair of facing constituent surfaces that overlap each other when viewed from the X-ray incident direction and which is farther from the
図10に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT5の面積に対する長方形RT5のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT5は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面のX線検出部2に近い方である。
When performing the approximation shown in FIG. 10, if the voxel of interest is the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest VX1 is: (1) the luminance value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT5 Multiplied by the ratio of the area of the portion through which the X-ray incident on the pixel PX5 of RT5 is transmitted, (2) the luminance value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT5 with respect to the area of the rectangle RT5 transmitted (3) the product of the luminance value of the pixel PX7 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT5 through which the X-rays incident on the pixel PX7 of the rectangle RT5 are transmitted, (4 ) the product of the luminance value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT5 through which the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT5 is transmitted; (5) the luminance value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT5 (6) the luminance value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT5 with respect to the area of the rectangle RT5 It is the sum of the multiplied value by the ratio of the area of the transmitted portion. Note that the rectangle RT5 is the one closer to the
図11に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT6の面積に対する長方形RT6のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT6は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺をX線検出部2に遠い方から1:2で分割する分割点を頂点とする長方形である。
When the approximation shown in FIG. 11 is performed, if the voxel of interest is the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest VX1 is: (1) the luminance value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT6. (2) the luminance value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT6 with respect to the area of the rectangle RT6 transmitted (3) the product of the luminance value of the pixel PX7 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT6 through which the X-rays incident on the pixel PX7 of the rectangle RT6 are transmitted, (4 ) the product of the luminance value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT6 through which the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT6 is transmitted; (5) the luminance value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT6 (6) the luminance value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT6 with respect to the area of the rectangle RT6. It is the sum of the multiplied value by the ratio of the area of the transmitted portion. Note that the rectangle RT6 is each side of the voxel VX1 of interest other than the sides included in the pair of opposing configuration surfaces that have overlapping regions when viewed from the X-ray incidence direction among the configuration surfaces of the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B. is divided 1:2 from the side farthest from the
図12に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT7の面積に対する長方形RT7のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT7は、図6A及び図6Bに示すボクセルVX1の構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺をX線検出部2に遠い方から2:1で分割する分割点を頂点とする長方形である。
When performing the approximation shown in FIG. 12, if the voxel of interest is the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest VX1 is: (1) the luminance value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT7 (2) the luminance value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT7 with respect to the area of the rectangle RT7 transmitted (3) the product of the luminance value of the pixel PX7 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT7 through which the X-rays incident on the pixel PX7 of the rectangle RT7 are transmitted, (4 ) the product of the luminance value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT7 through which the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT7 is transmitted; (5) the luminance value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT7 (6) the luminance value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT7 with respect to the area of the rectangle RT7 It is the sum of the multiplied value by the ratio of the area of the transmitted portion. Note that the rectangle RT7 is each side of the voxel VX1 of interest other than the sides included in the pair of opposing configuration surfaces that have overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction among the configuration surfaces of the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B. is divided 2:1 from the side farthest from the
ステップS1において縦長のX線細隙ビームがX線照射部1から照射されるため、X線照射部1から照射されるX線のX軸方向(=X線検出部2の横方向)の広がりは小さく、X線照射部1から照射されるX線のY軸方向(=X線検出部の縦方向)の広がりは大きい。したがって、X軸方向(=X線検出部2の横方向)に関しては、着目ボクセルの位置に係わらず、上記において説明した図7~図12のように、X線入射方向をX線検出部2の検出面に対して垂直として扱うことができるが、Y軸方向(=X線検出部2の縦方向)に関しては、X線入射方向を一律にX線検出部2の検出面に対して垂直として扱うことができず、着目ボクセルの位置がY軸方向に関して原点から離れているほど着目ボクセルを透過するX線はX線検出部2の検出面に対してY軸方向に斜めに入射する。ここで、着目ボクセルを透過するX線がX線検出部2の検出面に対してY軸方向に斜めに入射する場合の逆投影について図13を参照して説明する。図13は、着目ボクセルVX1を透過するX線がX線検出部2の検出面に対してY軸方向に斜めに入射する場合の一例を示す図である。図13においても、図7~図12と同様に、直方体のボクセル(例えば図13における着目ボクセルVX1)を、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みが一様な斜四角柱(例えば図13における斜四角柱OP6)に近似して、逆投影を行う。当該斜四角柱は、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面を、両方又は片方のみ各対向構成面を含む平面上で平行移動させることによって、2つの底面とし、直方体のボクセルと同一の体積であってX線入射方向に対する厚みを一様とした形状である。
In step S1, the vertically elongated X-ray slit beam is emitted from the
図13に示す近似を行う場合、着目ボクセルを図6A及び図6Bに示すボクセルVX1とすると、着目ボクセルVX1全体のX線減弱は、(1)ピクセルPX5の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX5に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(2)ピクセルPX6の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX6に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(3)ピクセルPX7の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX7に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(4)ピクセルPX9の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX9に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(5)ピクセルPX10の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX10に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、(6)ピクセルPX11の輝度値と、長方形RT1の面積に対する長方形RT1のピクセルPX11に入射するX線が透過した部分の面積の割合との乗算値、の和となる。なお、長方形RT1は、上述した通り、着目ボクセルVX1の構成面のうち、X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外の着目ボクセルVX1の各辺の中点を頂点とする長方形である。 When the approximation shown in FIG. 13 is performed, if the voxel of interest is the voxel VX1 shown in FIGS. 6A and 6B, the X-ray attenuation of the entire voxel of interest VX1 is: (1) the luminance value of the pixel PX5 and the area of the rectangle RT1 (2) the luminance value of the pixel PX6 and the X-ray incident on the pixel PX6 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1 transmitted (3) the product of the luminance value of the pixel PX7 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT1 through which the X-rays incident on the pixel PX7 of the rectangle RT1 are transmitted, (4 ) the product of the luminance value of the pixel PX9 and the ratio of the area of the portion of the rectangle RT1 through which the X-ray incident on the pixel PX9 of the rectangle RT1 is transmitted; (5) the luminance value of the pixel PX10 and the area of the rectangle RT1 (6) the luminance value of the pixel PX11 and the X-ray incident on the pixel PX11 of the rectangle RT1 with respect to the area of the rectangle RT1 It is the sum of the multiplied value by the ratio of the area of the transmitted portion. It should be noted that, as described above, the rectangle RT1 is defined by each side of the voxel of interest VX1 other than the sides included in the pair of opposing configuration surfaces that overlap each other when viewed from the X-ray incident direction, among the constituent surfaces of the voxel of interest VX1. It is a rectangle with the midpoint as the vertex.
上記の説明では、着目ボクセルのいずれの構成面もX線検出部2の検出面と平行でない場合と、着目ボクセルを透過するX線の入射方向がX線検出部2の検出面に対して垂直でない場合とを分け、両者とも同様の近似を行うことができることを示したが、着目ボクセルのいずれの構成面もX線検出部2の検出面と平行でなく且つ着目ボクセルを透過するX線の入射方向がX線検出部2の検出面に対して垂直でない場合にも同様の近似を行うことができる。
In the above description, it is assumed that none of the constituent planes of the voxel of interest is parallel to the detection plane of the
図6A及び図6BではボクセルVX1のみを図示しているが、再構成領域R1の全ボクセルについて、同様の逆投影を行うようにする。なお、再構成の計算において、図4に示すX軸およびZ軸とそれらに直交するY軸によって定義される直交座標系を用いてもよく、動径r、第1の偏角θ、および第2の偏角φによって定義される極座標系を用いてもよい。極座標系を用いる場合、X線照射部1の中心(X線源)から一つのボクセルまでの距離を動径rとする。また、X線照射部1の中心(X線源)から一つのボクセルの端から端までの撮影に必要な縦方向の画角θ1は微小であるので、sinθ1をθ1に近似することができる。同様に、X線照射部1の中心(X線源)から一つのボクセルの端から端までの撮影に必要な横方向の画角φ1は微小であるので、sinφ1をφ1に近似することができる。Although only the voxel VX1 is illustrated in FIGS. 6A and 6B, similar backprojection is performed for all voxels in the reconstruction region R1. In addition, in the reconstruction calculation, an orthogonal coordinate system defined by the X-axis and Z-axis shown in FIG. A polar coordinate system defined by an argument φ of 2 may be used. When using the polar coordinate system, the distance from the center (X-ray source) of the
なお、ボクセルの形状は直方体であるが、直方体には縦、横、高さの長さがすべて等しい特殊な一例である立方体も含まれる。同様に、ボクセルの構成面、及び、当該構成面に平行なボクセルの断面の各形状は長方形であるが、長方形には縦、横の長さが等しい特殊な一例である正方形も含まれる。また、着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が辺で存在する二対の対向構成面がある場合には、一対の対向構成面のみを着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面として選択するとよい。また、着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が点で存在する三対の対向構成面がある場合には、一対の対向構成面のみを着目ボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面として選択するとよい。 Note that the shape of a voxel is a rectangular parallelepiped, but the rectangular parallelepiped also includes a cube, which is a special example in which the length, width, and height are all equal. Similarly, each shape of a voxel configuration plane and a cross section of a voxel parallel to the configuration plane is a rectangle. Further, when there are two pairs of opposing configuration surfaces that overlap each other as seen from the X-ray incidence direction among the configuration surfaces of the voxel of interest, only the pair of opposing configuration surfaces are included in the configuration surfaces of the voxel of interest. It is preferable to select a pair of opposing constituent surfaces that have overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction. In addition, when there are three pairs of opposing configuration surfaces in which overlapping regions exist as points when viewed from the X-ray incident direction among the configuration surfaces of the voxel of interest, only the pair of opposing configuration surfaces are included in the configuration surfaces of the voxel of interest. It is preferable to select a pair of opposing constituent surfaces that have overlapping regions when viewed from the X-ray incident direction.
再構成領域R1の全ボクセルについて逆投影の計算が完了すると、ステップS19におけるFBP法を用いた再構成計算が完了する。その後、CPU4は、フレームデータが終了したか否か判断し(ステップS20)、終了していない場合にはステップS16に戻り、前述の動作を繰り返す。
When the back projection calculation is completed for all voxels in the reconstruction area R1, the reconstruction calculation using the FBP method in step S19 is completed. Thereafter, the
一方、各ボクセルをX線が透過した回数(n)は、被検査物T1とX線の照射領域との相対位置によって異なるので、CPU4は、その回数を計算過程で算出しておき(ステップS21)、最終結果をnで分割する(ステップS22)。 On the other hand, the number of times (n) that the X-rays pass through each voxel varies depending on the relative position between the inspection object T1 and the X-ray irradiation area. ), and divide the final result by n (step S22).
<4.異物の位置特定>
前述したステップS3の処理、すなわち各投影画像について異物の位置を特定する処理の一例を図14のフローチャートに従い説明する。<4. Position identification of foreign matter>
An example of the process of step S3 described above, that is, the process of specifying the position of a foreign object for each projected image will be described with reference to the flowchart of FIG.
CPU4は、まず、投影画像を所定の領域(例えば、16ピクセル×16ピクセルの領域)毎に分割する (ステップS31)。投影画像において所定の領域で埋まらない部分が出る場合には、投影画像の端の部分は検査対象から外し、所定の領域群が投影画像の中央に位置するように、所定の領域群の位置を設定してもよい。
First, the
次に、CPU4は、所定の領域それぞれにおける平均輝度値L1を算出する(ステップS32)。
Next, the
その後、CPU4は、着目ピクセルの輝度値L2が、その着目ピクセルの属する所定の領域における平均輝度値L1よりも所定値V1以上小さいか否かを判定する(ステップS33)。所定値V1としては、例えば着目ピクセルの属する所定の領域内の各ピクセルの輝度値の標準偏差を挙げることができる。
After that, the
着目ピクセルの輝度値L2が、その着目ピクセルの属する所定の領域における平均輝度値L1よりも所定値V1以上小さいと判定されなかった場合(ステップS33のNO)、CPU4は、着目ピクセルを異物の位置として特定しない。
If it is not determined that the luminance value L2 of the pixel of interest is smaller than the average luminance value L1 of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value V1 or more (NO in step S33), the
一方、着目ピクセルの輝度値L2が、その着目ピクセルの属する所定の領域における平均輝度値L1よりも所定値V1以上小さいと判定された場合(ステップS33のYES)、ステップS34に移行する。 On the other hand, if it is determined that the luminance value L2 of the pixel of interest is smaller than the average luminance value L1 of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value V1 or more (YES in step S33), the process proceeds to step S34.
ステップS34において、CPU4は、着目ピクセルの横方向負側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、着目ピクセルの横方向正側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向負側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向正側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出する。第1設定数~第4設定数は全て同じ値であってもよく、2種類以上4種類以下の異なる値であってもよい。なお、所定の領域が投影画像の端に位置し、第1設定数~第4設定数の少なくとも1つを確保することができない場合は、確保可能なピクセル数で対応し、全く確保できない場合はそのピクセルは検査対象から外す。
In step S34, the
次に、CPU4は、第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であるか否かを判定する(ステップS35)。
Next, the
第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定された場合(ステップS35のYES)、後述するステップS37に移行する。 If it is determined that the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than the threshold TH1 (YES in step S35), step S37 described later. transition to
一方、第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定されなかった場合(ステップS35のNO)、ステップS36に移行する。 On the other hand, if it is not determined that the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than the threshold TH1 (NO in step S35), step Move to S36.
ステップS36では、CPU4は、第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であるか否かを判定する(ステップS36)。なお、本実施形態では、ステップS35で用いる閾値とステップS36で用いる閾値とを同じ値にしたが、互いに異なる値にしてもよい。また、本実施形態とは異なり、ステップS35において、第1輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。逆に、ステップS35において、第2輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。ステップS36についても同様の変形を行ってもよい。ステップS36において、第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。逆に、ステップS36において、第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合が閾値TH1以下であるか否かのみを判定してもよい。
In step S36, the
第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定された場合(ステップS36のYES)、後述するステップS37に移行する。 If it is determined that the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than the threshold TH1 (YES in step S36), step S37 described later. transition to
一方、第3輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合及び第4輝度値に対する着目ピクセルの輝度値L2の割合がそれぞれ閾値TH1以下であると判定されなかった場合(ステップS36のNO)、CPU4は、着目ピクセルを異物の位置として特定しない。なお、すぐに着目ピクセルを異物の位置として特定しないことを確定させるのではなく、所定の領域の大きさ及び閾値TH1の値を変えてステップS35に戻り、ステップS35又はステップS36からステップS37に移行できるかを試行してもよい。なお、所定の領域の大きさ及び閾値TH1の値の変更は1回に限らず、2回以上であってもよい。
On the other hand, if it is not determined that the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value L2 of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than the threshold TH1 (NO in step S36), the
ステップS37では、CPU4は、着目ピクセルを異物の位置として特定する。
In step S37, the
そして、所定の領域に属する全てのピクセルを1つずつ順次「着目ピクセル」として、ステップS33以降の処理を繰り返す。さらに、全ての所定の領域を1つ1つずつ順次「着目ピクセルが属する所定の領域」として、ステップS32以降の処理を繰り返す。 Then, all the pixels belonging to the predetermined area are successively set as "pixels of interest" one by one, and the processes after step S33 are repeated. Further, all the predetermined regions are sequentially set as "predetermined regions to which the pixel of interest belongs" one by one, and the processing after step S32 is repeated.
図14のフローチャートによると、所定の領域すなわち微小領域において、微小領域全体の輝度特性に基づいて異物の位置を特定しているため、異物の検出精度を高くすることができる。 According to the flowchart of FIG. 14, in a predetermined area, that is, a minute area, the position of the foreign matter is specified based on the luminance characteristics of the whole minute area, so the detection accuracy of the foreign matter can be improved.
なお、被検査物T1としては、例えば「魚」を挙げることができる。被検査物T1が「魚」である場合、異物は「小骨」である。図14のフローチャートの処理は、異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より大きい場合に適用することができる。ただし、投影画像が白黒反転させた画像である場合には、図14のフローチャートの処理において、「小さい」を「大きい」に置き換え、「最大」を「最小」に置き換え、「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。 In addition, as the to-be-tested object T1, a "fish" can be mentioned, for example. If the object T1 to be inspected is a "fish", the foreign matter is a "small bone". The processing of the flowchart of FIG. 14 can be applied when the attenuation coefficient of the foreign matter is greater than the attenuation coefficient of the inspection object T1 (excluding the foreign matter). However, if the projected image is a black-and-white reversed image, in the processing of the flowchart of FIG. It may be replaced with "threshold TH1 or more".
異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より小さい場合には、図14のフローチャートの処理をそのまま適用するのではなく、図14のフローチャートの処理において、「小さい」を「大きい」に置き換え、「最大」を「最小」に置き換え、「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。ただし、投影画像が白黒反転させた画像である場合には図14のフローチャートの処理をそのまま適用すればよい。 When the attenuation coefficient of the foreign matter is smaller than the attenuation coefficient of the inspection object T1 (excluding the foreign matter), the processing of the flowchart of FIG. 14 is not applied as it is. is replaced with "large", "maximum" is replaced with "minimum", and "threshold TH1 or less" is replaced with "threshold TH1 or more". However, when the projected image is an image in which black and white are reversed, the processing of the flowchart of FIG. 14 may be applied as it is.
<5.位置補正>
再構成計算後の各投影画像は、X線源から被検査物T1を見たときの断層への投影であるので、照射角度が異なれば、投影される被検査物T1の位置はずれてくる。このずれを補正するために、CPU4は前述した通り位置補正を行う(ステップS5)。<5. Position Correction>
Since each projection image after the reconstruction calculation is a projection onto a tomogram when the inspection object T1 is viewed from the X-ray source, the projected position of the inspection object T1 shifts if the irradiation angle is different. In order to correct this deviation, the
具体的には、図15に示すように、補正基準として用いる任意の断層以外の或る断層上のボクセルの輝度を補正基準として用いる任意の断層に投影したときの、補正基準として用いる任意の断層上でのボクセルの輝度に基づいて、再構成計算後の投影画像各々の横方向および縦方向の長さを一致させるための位置補正を行う。 Specifically, as shown in FIG. 15, when the brightness of voxels on a certain slice other than the arbitrary slice used as the correction reference is projected onto the arbitrary slice used as the correction reference, the arbitrary slice used as the correction reference Based on the brightness of the voxels above, positional correction is performed to match the horizontal and vertical lengths of each projected image after reconstruction calculation.
補正基準として用いる任意の断層以外の或る断層上のボクセルの輝度の補正基準として用いる任意の断層への投影は、本来なら各フレームで全てのピクセルについてX線の透過経路を調べて計算すべきであるが、X線検出部2の幅(=X線検出部2の横方向の長さ)が非常に狭く(例えば64ピクセル)、隣り合うフレーム間の変化も小さいので、或る断層の特定のボクセルを透過するX線の経路は隣り合うフレーム間でほぼ変化しないと仮定し、各フレームについてX線検出部2の中心に入射するX線の透過経路のみを考慮して計算している。
Projection onto an arbitrary slice used as a correction reference for the brightness of voxels on a certain slice other than the arbitrary slice used as a correction reference should be calculated by examining the X-ray transmission path for all pixels in each frame. However, the width of the X-ray detection unit 2 (=the horizontal length of the X-ray detection unit 2) is very narrow (for example, 64 pixels), and the change between adjacent frames is also small. Assuming that the paths of X-rays passing through the voxels of 1 are almost unchanged between adjacent frames, calculations are made by considering only the transmission paths of X-rays incident on the center of the
以下、補正基準として用いる任意の断層(以下、基準断層layと称する)上の高さ方向(=X線検出部2の縦方向)が所定の位置であるボクセル及び二つの或る断層j=j1、j2上の高さ方向が所定の位置であるボクセルを便宜上断層毎に真っ直ぐ一列に並べた図15を参照して、位置補正について詳説する。 Hereinafter, a voxel whose height direction (=the vertical direction of the X-ray detection unit 2) on an arbitrary tomogram (hereinafter referred to as a reference tomogram lay) used as a correction reference is a predetermined position and two certain tomograms j=j1 , j2 in which voxels at predetermined positions in the height direction are arranged in a straight line for each tomogram for convenience, the position correction will be described in detail.
基準断層lay以外の或る断層j=a上のボクセルi=bの輝度を基準断層layに投影したときに、その投影した輝度が基準断層lay上のボクセルi=c上にくるのであれば、基本的にはその投影した輝度を位置補正後における或る断層j=a上のボクセルi=cの輝度として扱う。a、b、cはそれぞれ任意の自然数である。そして、1本のフレームのX線が、断層及び高さ方向が同一である複数のボクセルを透過する場合は、1本のフレームのX線が、中間面(=X線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面に含まれる辺以外のボクセルの各辺の中点を頂点とする長方形。図15中の点線を参照。)を透過したボクセルのみを、1本のフレームのX線が透過したボクセルとする。 When the brightness of voxel i = b on a certain slice j = a other than the reference slice lay is projected onto the reference slice lay, if the projected brightness is on the voxel i = c on the reference slice lay, Basically, the projected luminance is treated as the luminance of voxel i=c on a certain slice j=a after position correction. a, b, and c are arbitrary natural numbers. Then, when the X-rays of one frame pass through a plurality of voxels having the same slice and height direction, the X-rays of one frame overlap the intermediate plane (= A rectangle whose apex is the midpoint of each side of voxels other than the sides included in the pair of opposing constituent planes where the region where the A voxel through which an X-ray passes.
つまり、或るフレームにおいて、基準断層lay以外の或る断層j=a上のX線が透過する1個のボクセルi=bが基準断層lay上のボクセルi=cに1対1で対応している場合(図15に示すパターンI)は、基準断層layに投影した輝度を位置補正後における或る断層j=a上のボクセルi=cの輝度として扱う。また、1対1対応でなくても、基準断層lay上の1個のボクセルを通過するX線のフレームが1本である場合(図15に示すパターンI’)も同様に、或るフレームにおいて、基準断層lay以外の或る断層j=a上のX線が透過する1個のボクセルi=bが基準断層lay上のボクセルi=cにくるのであれば、その投影した輝度を位置補正後における或る断層j=a上のボクセルi=cの輝度として扱う。 That is, in a certain frame, one voxel i=b through which X-rays pass on a certain slice j=a other than the reference slice lay corresponds to a voxel i=c on the reference slice lay one-to-one. If there is (pattern I shown in FIG. 15), the luminance projected onto the reference tomographic layer lay is treated as the luminance of voxel i=c on a certain tomographic layer j=a after position correction. Also, even if there is no one-to-one correspondence, when there is one X-ray frame passing through one voxel on the reference tomographic layer lay (pattern I′ shown in FIG. 15), in a certain frame , If one voxel i=b through which X-rays pass on a certain slice j=a other than the reference slice lay is located at the voxel i=c on the reference slice lay, then the projected brightness is It is treated as the brightness of voxel i=c on some fault j=a in .
しかし、複数本のフレームのX線が基準断層lay上の1個のボクセルを透過する場合(図15に示すパターンII)、基準断層lay上のボクセルをどのフレームのX線も透過しない場合(図15に示すパターンIII)は、輝度値を調整する必要がある。 However, when the X-rays of multiple frames pass through one voxel on the reference tomographic layer lay (pattern II shown in Fig. 15), when the X-rays of no frames pass through the voxels on the reference tomographic layer lay (Fig. Pattern III) shown in 15 requires adjusting the luminance value.
高さ方向に関しても考え方は同様である。 The same concept applies to the height direction.
上述した考え方に沿ったステップS5の位置補正の一例を図16に示すフローチャートを参照して説明する。 An example of the position correction in step S5 based on the concept described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図16に示す位置補正の一例ではまず初めに、CPU4は、再構成領域R1の各断層のボクセル数をHDD9から読み込む(ステップS41)。
In the example of position correction shown in FIG. 16, first, the
次に、CPU4は、ステップS22で算出した再構成計算後の各ボクセルの輝度値cal(i,j,k)のデータをHDD9から読み込む(ステップS42)。iは対象ボクセルの図1に示すX軸方向の座標(位置)を特定するための変数であり、jは対象ボクセルの図1に示すY軸方向の座標(位置)を特定するための変数であり、kは対象ボクセルが属する断層を特定するための変数である。
Next, the
次に、CPU4は、フレーム毎及び断層毎にX線検出部2の中心に入射するX線が透過するボクセルの座標をHDD9から読み込むとともに、各断層のY軸方向が最大となるボクセルを通るX線源とX線検出部2を結ぶ各線分のY軸方向距離の比をHDD9から読み込む(ステップS43)。
Next, the
次に、CPU4は、ステップS43の読み込み結果を用いて、基準断層lay上のX軸座標iのボクセルを透過するN(i)個のフレームの内n(i)番目のX線が透過する、或る断層kのボクセルのX軸座標ii(i, k, n(i))を、各フレームおよび各断層について計算する(ステップS44)。
Next, the
次に、CPU4は、ステップS43の読み込み結果を用いて、基準断層lay上のY軸座標kのボクセルを透過するH(j)個のフレームの内h(j)番目のX線が透過する、或る断層kのボクセルのY軸座標kk(k, k, h(j))を、各フレームおよび各断層について計算する(ステップS45)。
Next, the
次に、CPU4は、ボクセルのX軸座標i、Y軸座標j、n(i)、h(j)のループで断層kのボクセルの輝度値を基準断層layに投影したときの輝度値datawa(i,j,k)を、断層k上の点(ii,jj,k)の輝度値cal(ii,jj,k)から計算する(ステップS46)。
Next, the
N(i)≠0かつH(j) ≠0の場合、すなわちi、jともにパターンIまたはパターンIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(1)式で表される。
N(i)≠0かつH(j)=0の場合、すなわちiはパターンIまたはパターンIIに該当し、jはパターンIIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(2)式で表される。
N(i)=0かつH(j) ≠0の場合、すなわちiはパターンIIIに該当し、jはパターンIまたはパターンIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(3)式で表される。
N(i)=0かつH(j) =0の場合、すなわちi、jともにパターンIIIに該当する場合、輝度値datawa(i,j,k)は下記の(4)式で表される。
ただし、上記の(3)式および(4)式中のi1、i2は、基準断層lay上のボクセルのX軸座標iに対応するフレームがない場合(n(i)=0)において、その前後のフレームのn(i)>0を満たすiに対応する断層k上のX軸座標iiであり、i1≦i2を満たす。上記の(2)式および(4)式中のj1、j2もY軸方向について同様に考える。また、i1、i2、j1、j2で示される各座標位置の少なくとも一つが投影画像を形成する領域から外れる場合は、輝度値datawa(i,j,k)を0にする。 However, i1 and i2 in the above equations (3) and (4) are calculated before and after when there is no frame corresponding to the X-axis coordinate i of the voxel on the reference tomogram lay (n(i) = 0). is the X-axis coordinate ii on the slice k corresponding to i that satisfies n(i)>0 in the frame of , and satisfies i1≦i2. j1 and j2 in the above equations (2) and (4) are similarly considered in the Y-axis direction. Also, if at least one of the coordinate positions indicated by i1, i2, j1, and j2 is out of the area forming the projection image, the brightness value datawa(i,j,k) is set to 0.
ここでi1+1<i2の場合を考えると、パターンIIIのときに、基準断層layよりもボクセル数が多い断層(例えば図15に示す断層k=k2)上にフレームのX線が透過していないボクセル(例えば図15に示すボクセル)が存在することになるが、このボクセルの輝度値を使用しないというのは望ましくない。したがって、この場合は、次のような処理を行うことが望ましい。 Considering the case of i1+1<i2 here, in the case of pattern III, voxels in which the X-rays of the frame are not transmitted on a tomogram with a larger number of voxels than the reference tomogram lay (for example, the tomogram k=k2 shown in FIG. 15) (eg the voxel shown in FIG. 15), but it is undesirable not to use the luminance value of this voxel. Therefore, in this case, it is desirable to perform the following processing.
i1=ii(i-Δ1,k,N(i-Δ1))、i2=ii(i+Δ2,k,N(i+Δ1))とし、基準断層lay上のX軸座標iに対応する断層k上のX軸座標を下記の(5)式で表される実数ikとする。ここで、Δ1+Δ2-1は基準断層lay上のフレームのX線が透過しない連続したボクセルの個数である。
上述した輝度値datawa(i,j,k)の計算が完了すると、図16に示す位置補正処理(ステップS5の処理の一例)が完了する。 When the calculation of the luminance value datawa(i,j,k) described above is completed, the position correction processing (an example of the processing of step S5) shown in FIG. 16 is completed.
以上のように、本実施形態では、FBP法を用いた再構成計算において、再構成領域を構成する直方体のボクセルへの逆投影を行う代わりに、再構成領域を構成する直方体のボクセルの構成面のうちX線入射方向から見て重複する領域が存在する一対の対向構成面の一方、又は、当該対向構成面に平行な当該ボクセルの断面への逆投影を行うので、逆投影の計算時間を大幅に短縮することができる。したがって、FBP法を用いて少ない再構成計算量で投影画像を再構成することができる。 As described above, in the reconstruction calculation using the FBP method, in the present embodiment, instead of performing back projection onto the rectangular parallelepiped voxels that form the reconstruction region, Backprojection is performed on one of the pair of opposing constituent surfaces where there is an overlapping area when viewed from the X-ray incidence direction, or on the cross section of the voxel parallel to the opposing constituent surface, so the calculation time for backprojection is reduced. can be significantly shortened. Therefore, the FBP method can be used to reconstruct a projection image with a small reconstruction calculation amount.
さらに、本実施形態では、再構成計算後の各投影画像を横方向、縦方向それぞれで一律に拡大あるいは縮小して位置補正を行うのではなく、補正基準として用いる任意の断層以外の或る断層上のボクセルの輝度を補正基準として用いる任意の断層に投影したときの、補正基準として用いる任意の断層上でのボクセルの輝度に基づいて位置補正を行う。これにより、FBP法を用いた再構成計算後の各投影画像を歪みの発生を抑えて位置補正することができる。 Furthermore, in this embodiment, instead of performing position correction by uniformly enlarging or reducing each projection image after reconstruction calculation in the horizontal direction and the vertical direction respectively, Position correction is performed based on the luminance of voxels on an arbitrary tomogram used as a correction reference when the luminance of the upper voxel is projected onto an arbitrary tomogram used as a correction reference. As a result, each projection image after reconstruction calculation using the FBP method can be position-corrected while suppressing the occurrence of distortion.
また、上述した実施形態では、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さを一致させたが、再構成計算後の各投影画像の横方向の長さが異なることがあまり問題にならない場合には、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の縦方向のみの長さを一致させてもよく、再構成計算後の各投影画像の縦方向の長さが異なることがあまり問題にならない場合には、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向のみの長さを一致させてもよい。 In the above-described embodiment, the horizontal and vertical lengths of each projected image after reconstruction calculation are matched by position correction, but the horizontal length of each projection image after reconstruction calculation differs. If this is not a big problem, the vertical length of each projected image after reconstruction calculation may be matched by position correction, and the length of each projection image after reconstruction calculation in the vertical direction may be equal to If the difference does not pose much of a problem, the horizontal lengths of the projected images after the reconstruction calculations may be matched by positional correction.
また、上述した実施形態では、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さを一致させたが、位置補正によって再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さを略一致させてもよい。つまり、例えば、複数層の投影画像同士を比較して断層深さによる被検査物T1の様子を比較する場合等に不便にならない程度で、位置補正後において再構成計算後の各投影画像の横方向および縦方向の長さに差があってもよい。 In the above-described embodiment, the horizontal and vertical lengths of each projected image after reconstruction calculation are matched by position correction. The lengths in the directions may be approximately the same. In other words, for example, when comparing projection images of a plurality of layers to compare the state of the object T1 to be inspected depending on the tomographic depth, the horizontal position of each projection image after the reconstruction calculation after the position correction is not inconvenient. There may be differences in direction and longitudinal length.
<6.その他>
上述した実施形態では、ステップS4の誤検出部分除去処理を実行したが、ステップS4の誤検出部分除去処理を実行しなくても異物の検出精度が要求される仕様を満たすのであれば、ステップS4の誤検出部分除去処理を省略してもよい。ステップS4の誤検出部分除去処理を省略する場合、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aの対、或いは、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bの対のいずれかを検査装置100から取り除くとよい。<6. Others>
In the above-described embodiment, the erroneously detected portion removing process of step S4 is executed. may be omitted. When omitting the erroneously detected portion removing process in step S4, either the pair of the first X-ray irradiation unit 1A and the first
上述した実施形態では、ステップS4の誤検出部分除去処理において、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置と第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像に基づき特定した異物の位置とが比較され、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分が除去されたが、この誤検出部分除去処理はあくまで一例である。
In the above-described embodiment, in the erroneously detected portion removing process in step S4, the position of the foreign object specified based on the projection image derived from the first X-ray irradiation unit 1A and the first
したがって、X線の照射方向がそれぞれ異なる第1~第m(mは3以上の自然数)X線照射部と、第1~第mX線検出部とを検査装置100に設け、第k(kはm以下の任意の自然数)X線照射部から照射され被検査物T1を透過したX線が第kX線検出部に入射するようにしてもよい。この場合、第kX線照射部から照射されるX線によって得られる投影画像である第k投影画像に基づき異物の位置が特定され、同じ深さの投影画像について、第1~第m投影画像それぞれに基づき特定した異物の位置同士が比較され、比較結果に基づいて異物の位置特定の誤検出部分が除去されるようにすればよい。
Therefore, the
上述した実施形態では、ステップS34において、CPU4は、着目ピクセルの横方向負側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、着目ピクセルの横方向正側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向負側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、着目ピクセルの縦方向正側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出したが、この算出処理はあくまで一例である。すなわち、上記の「横方向負側」、「横方向正側」、「縦方向負側」、及び「縦方向正側」はそれぞれ、「第1方向一方側」、「第1方向他方側」、「第2方向一方側」、及び「第2方向他方側」に一般化することができる。なお、第1方向と第2方向とは互い異なる方向である。第1方向と第2方向とは直交していなくてもよい。
In the above-described embodiment, in step S34, the
また、第1輝度値を、着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とし、第2~第4輝度値についても同様の置換を行ってもよい。すなわち、第2輝度値を、着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とする。また、第3輝度値を、着目ピクセルの第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とする。また、第4輝度値を、着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で着目ピクセルより輝度値が大きく且つ着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値とする。上記の置換を行った場合も、上述した実施形態と同様に、微小領域全体の輝度特性に基づいて異物の位置を特定しているため、異物の検出精度を高くすることができる。ただし、上記の置換を行った場合において、異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より小さい画像について適用するときには、ステップS33の処理において「小さい」を「大きい」に置き換え、ステップS34を置換した処理において「大きい」を「小さい」に置き換え、「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。また、上記の「着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値」の代わりに「着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値」としてもよい。 Further, the first luminance value is not the maximum luminance value among the first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction, but the pixels of the first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction. The luminance value of a pixel which has a larger luminance value than the pixel of interest and which is as far away from the pixel of interest as possible may be used as the luminance value, and the second to fourth luminance values may be similarly replaced. That is, the second luminance value is not the maximum luminance value among the second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction, but the pixels of the second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction. The luminance value of a pixel which has a larger luminance value than the pixel of interest and which is as far away as possible from the pixel of interest. Further, the third luminance value is not the maximum luminance value among the third set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the second direction, but the pixels of the third set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the second direction. The luminance value of a pixel which has a larger luminance value than the pixel of interest and which is as far away as possible from the pixel of interest. Further, the fourth luminance value is not the maximum luminance value among the fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction, but the pixels of the fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction. The luminance value of a pixel which has a larger luminance value than the pixel of interest and which is as far away as possible from the pixel of interest. Even when the above replacement is performed, as in the above-described embodiment, the position of the foreign matter is specified based on the luminance characteristics of the entire minute area, so the detection accuracy of the foreign matter can be improved. However, when the above replacement is applied to an image in which the attenuation coefficient of the foreign matter is smaller than the attenuation coefficient of the inspected object T1 (excluding the foreign matter), "small" is changed to "large" in the process of step S33. , and in the process in which step S34 is replaced, "large" is replaced with "small", and "threshold TH1 or less" is replaced with "threshold TH1 or more". Also, instead of the "luminance value of a pixel as far away as possible from the pixel of interest", the "luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest" may be used.
また、第1輝度値を、着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第1方向一方側に着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル(例えば着目ピクセルから3ピクセル離れて並ぶ4つのピクセルである場合、着目ピクセルから第1方向一方側に3つ目~6つ目に並んでいるピクセル)及び着目ピクセルの第1方向他方側に着目ピクセルから第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値とする。そして、ステップS34~S36において、第2輝度値に関する処理を行わないようにする。また、第3輝度値を、着目ピクセルの第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる輝度値ではなく、着目ピクセルの第2方向一方側に着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び着目ピクセルの第2方向他方側に着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値(請求項3及び請求項9における「第2輝度値」に相当)とする。そして、ステップS34~S36において、第4輝度値に関する処理を行わないようにする。上記の置換を行った場合も、上述した実施形態と同様に、微小領域全体の輝度特性に基づいて異物の位置を特定しているため、異物の検出精度を高くすることができる。ただし、上記の置換を行った場合において、異物の減弱係数が被検査物T1(ただし、異物を除く)の減弱係数より小さい画像について適用するときには、ステップS33の処理において「小さい」を「大きい」に置き換え、ステップS34を置換した処理において「閾値TH1以下」を「閾値TH1以上」に置き換えるとよい。
Further, the first luminance value is not the maximum luminance value among the first set number of pixels arranged on the one side of the pixel of interest in the first direction, but is set to the first predetermined position from the pixel of interest on the one side of the pixel of interest in the first direction. A first set number of pixels lined up apart (for example, if there are four pixels lined up 3 pixels apart from the pixel of interest, pixels that are 3rd to 6th in line on one side in the first direction from the pixel of interest) and the pixel of interest The average brightness value of a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel in the first direction at a second predetermined position away from the pixel of interest. Then, in steps S34 to S36, the processing relating to the second luminance value is not performed. Further, the third luminance value is not the maximum luminance value among the third set number of pixels aligned on the one side in the second direction of the pixel of interest, but the third predetermined position from the pixel of interest on the one side in the second direction of the pixel of interest. The average luminance value of the third set number of pixels arranged apart and the fourth set number of pixels arranged apart from the target pixel on the other side of the second direction in the second direction (the "th in
CPU4は、過去に検査された被検査物T1の投影画像により学習した人工知能を用いて異物の位置を特定してもよい。人工知能を用いることにより、異物の検出精度をより一層高めることができる。人工知能の設けられる場所は特に限定されない。例えばCPU4に人工知能を設けてもよい。また例えば検査装置100が通信ネットワークを介してアクセス可能なクラウド上に人工知能を設けてもよい。
The
上述した実施形態とは異なり、ステップS4とステップS5との実行順序を入れ替え、ステップS6において、位置補正及び誤検出部分除去処理が反映された異物の位置を示す各投影画像を全て足し合わせて得られる画像、つまり異物の位置を2次元表示する画像を出力画像として生成してもよい。この場合、ステップS3において、必ずしも投影画像ごとに異物の位置を特定する必要はなく、複数の投影画像ごとに異物の位置を特定してもよい。 Unlike the above-described embodiment, the execution order of steps S4 and S5 is exchanged, and in step S6, all the projection images showing the position of the foreign matter reflected by the position correction and the erroneously detected portion removal processing are added and obtained. An image that displays the position of the foreign object in two dimensions may be generated as the output image. In this case, in step S3, it is not always necessary to identify the position of the foreign matter for each projection image, and the position of the foreign matter may be identified for each of a plurality of projection images.
上述した実施形態とは異なり、ステップS3の直後にステップS5を実行し、位置補正終了後に照射角度ごとに全断層の異物の位置を足し合わせ、全断層の異物の位置を足し合わせた後の照射角度ごとのデータについてステップS4を実行し、ステップS6において、位置補正及び誤検出部分除去処理が反映された異物の位置を示す各投影画像を全て足し合わせて得られる画像、つまり異物の位置を2次元表示する画像を出力画像として生成してもよい。この場合、ステップS3において、必ずしも投影画像ごとに異物の位置を特定する必要はなく、複数の投影画像ごとに異物の位置を特定してもよい。 Unlike the above-described embodiment, step S5 is executed immediately after step S3, the positions of foreign substances in all tomographic layers are added for each irradiation angle after the position correction is completed, and irradiation after adding the positions of foreign substances in all tomographic layers is performed. Step S4 is executed for the data for each angle, and in step S6, an image obtained by adding all the projected images showing the position of the foreign matter reflecting the position correction and the erroneously detected portion removal processing, that is, the position of the foreign matter is divided into 2 A dimensionally displayed image may be generated as an output image. In this case, in step S3, it is not always necessary to identify the position of the foreign matter for each projection image, and the position of the foreign matter may be identified for each of a plurality of projection images.
上述した実施形態では、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される各断層に投影して得られる投影画像は、トモシンセシスの原理に基づいて得られる各断層における投影画像であるが、これはあくまで例示である。すなわち、X線検出部2A及び2Bの位置を除く所定の位置に設定される各断層に投影して得られる投影画像は、トモシンセシスの原理に基づいて得られる各断層における投影画像でなくてもよい。また、上述した実施形態では、投影画像を用いて異物の位置を特定したが、被検査物T1の単純なX線透過画像等のX線画像を用いて異物の位置を特定してもよい。すなわち、X線透過画像等のX線画像に対して例えば図14に示すフローチャートの処理を実行してもよい。この変形例においてCPU4は人工知能を用いてもよい。トモシンセシス法を採用しない場合、1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bをそれぞれ単一ラインのラインセンサにしてもよい。1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bがそれぞれ単一ラインである場合は、ラインセンサの画素サイズと1フレームあたりの被検査物の移動量とを一致させる。
In the above-described embodiment, the projection image obtained by projecting onto each tomogram set at a predetermined position excluding the positions of the
なお、検査装置100の構造上の制約により、第1X線検出部2Aと第2X線検出部2Bとを同じ高さに配置できない場合がある。この場合、第1X線検出部2AのZ軸方向位置と第2X線検出部2BのZ軸方向位置とが異なり、被検査物T1の同じ位置を通過したX線が入射するピクセルが第1X線検出部2Aと第2X線検出部2Bとでずれる。したがって、このずれを考慮して、Y軸方向において、第1X線照射部1A及び第1X線検出部2Aに由来する投影画像のピクセルに該当する、第2X線照射部1B及び第2X線検出部2Bに由来する投影画像のピクセルを特定すればよい。
Due to structural restrictions of the
上述した実施形態のように画素データ(ラインセンサで得られるデータ)を単純に並べること又は単純に積算することで撮影画像(2次元のデジタルデータ)を生成するのではなく、独自の画像処理に基づいて撮影画像を生成してもよい。独自の画像処理に基づいて撮影画像を生成する場合、被検査物T1の移動速度をラインセンサの画素サイズに必ずしも合わせる必要はない。 Instead of generating a captured image (two-dimensional digital data) by simply arranging or simply accumulating pixel data (data obtained by a line sensor) as in the above-described embodiment, we use our own image processing. A captured image may be generated based on this. When generating a photographed image based on unique image processing, it is not always necessary to match the moving speed of the inspection object T1 with the pixel size of the line sensor.
また、ラインセンサである第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bの代わりに、図17に示すように二次元検出器2Cを用いてもよい。二次元検出器2Cの斜線領域(図17参照)の検出結果を用いることで、二次元検出器2Cを擬似的な2つのラインセンサとすることができる。なお、図17に示す構成においても、図1に示す構成と同様に、第1X線照射部1A及び第2X線照射部1Bを共通化して単一のX線照射部にしてもよい。
Also, instead of the first
また、単一の二次元検出器2Cの代わりに複数の二次元検出器を用い、複数の二次元検出器それぞれの一部領域の検出結果を用いることで、複数の二次元検出器を擬似的な複数のラインセンサとすることができる。
Further, by using a plurality of two-dimensional detectors instead of the single two-
また、単一の二次元検出器2Cの代わりに単一のラインセンサを用い、単一の二次元検出器2Cの場合と同様に単一のラインセンサの複数領域の検出結果を用いることで、単一のラインセンサを擬似的な複数のラインセンサとすることができる。なお、単一のラインセンサは、Y軸方向に沿って延びる複数のラインを有するラインセンサである。
Also, by using a single line sensor instead of the single two-
また、ラインセンサである第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bの代わりに、図18及び図19に示すように二次元検出器2D及び2Eを用いてもよい。図18及び図19に示す検査装置100は、例えば次のような動作を行うとよい。第2X線照射部1B及び二次元検出器2Eによる撮影が可能な位置に被検査物T1をベルトコンベア3の駆動により移動させ、その後ベルトコンベア3を停止させ、第2X線照射部1B及び二次元検出器2Eによる撮影が可能な位置に被検査物T1を静止させる(図18参照)。図18に示す静止状態において、第2X線照射部1B及び二次元検出器2Eによって被検査物T1を1ショット撮影する。それから、第1X線照射部1A及び二次元検出器2Dによる撮影が可能な位置に被検査物T1をベルトコンベア3の駆動により移動させ、その後ベルトコンベア3を停止させ、第1X線照射部1A及び二次元検出器2Dによる撮影が可能な位置に被検査物T1を静止させる(図19参照)。図19に示す静止状態において、第1X線照射部1A及び二次元検出器2Dによって被検査物T1を1ショット撮影する。
Also, two-
また、第1X線照射部1A、第2X線照射部1B、並びにラインセンサである第1X線検出部2A及び第2X線検出部2Bの代わりに、図20及び図21に示すようにX線照射部1C並びに二次元検出器2Fを用いてもよい。図20及び図21に示す検査装置100は、例えば次のような動作を行うとよい。被検査物T1を第1の所定位置までベルトコンベア3の駆動により移動させる。このとき被検査物T1の移動に連動して二次元検出器2Fも不図示の移動機構により移動させる。その後ベルトコンベア3及び不図示の移動機構を停止させ、被検査物T1を第1の所定位置に静止させ、二次元検出器2Fを第1の所定位置に対応する位置に静止させる(図20参照)。図20に示す静止状態において、X線照射部1C及び二次元検出器2Fによって被検査物T1を1ショット撮影する。それから、被検査物T1を第2の所定位置までベルトコンベア3の駆動により移動させる。このとき被検査物T1の移動に連動して二次元検出器2Fも不図示の移動機構により移動させる。その後ベルトコンベア3及び不図示の移動機構を停止させ、被検査物T1を第2の所定位置に静止させ、二次元検出器2Fを第2の所定位置に対応する位置に静止させる(図21参照)。図21に示す静止状態において、X線照射部1C及び二次元検出器2Fによって被検査物T1を1ショット撮影する。
20 and 21, instead of the first X-ray irradiation unit 1A, the second
以上の説明では、被検査物T1とX線撮影に用いたX線照射部との位置関係がX軸方向においてのみ異なる複数枚の2次元X線撮影画像が生成されたが、被検査物T1とX線撮影に用いたX線照射部との位置関係がY軸方向においてのみ異なる複数枚の2次元X線撮影画像が生成されてもよく、被検査物T1とX線撮影に用いたX線照射部との位置関係がX軸方向、Y軸方向の両方において異なる複数枚の2次元X線撮影画像が生成されてもよい。 In the above description, a plurality of two-dimensional X-ray images were generated in which the positional relationship between the object T1 and the X-ray irradiation unit used for X-ray imaging differs only in the X-axis direction. and the X-ray irradiator used for X-ray imaging may generate a plurality of two-dimensional X-ray images that differ only in the Y-axis direction. A plurality of two-dimensional X-ray radiographed images having different positional relationships with the radiation unit in both the X-axis direction and the Y-axis direction may be generated.
なお、X線検出部としてラインセンサを使用する場合、X線の照射領域ごとにフレームデータを或る1つの断層に投影し、再構成して生成される各2次元画像を「2次元X線撮影画像」とみなして以後の処理を行う構成の検査装置も本発明に含まれるものとする。 When a line sensor is used as the X-ray detection unit, the frame data for each X-ray irradiation area is projected onto a certain slice, and each two-dimensional image generated by reconstruction is referred to as a "two-dimensional X-ray image." The present invention also includes an inspection apparatus configured to perform the subsequent processing by regarding the image as a “photographed image”.
1 X線照射部
1A 第1X線照射部
1B 第2X線照射部
2 X線検出部
2A 第1X線検出部
2B 第2X線検出部
3 ベルトコンベア
4 CPU
5 ROM
6 RAM
7 VRAM
8 表示部
9 HDD
10 入力部
100 検査装置1 X-ray irradiation unit 1A First
5 ROMs
6 RAM
7 VRAM
8
10
Claims (13)
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理装置。 a division unit that divides an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions;
a calculation unit that calculates an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
calculating a first luminance value that is the largest among a first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction; and calculating the maximum third luminance value among a third set number of pixels arranged on one side in a second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, and calculating the third luminance value of the pixel of interest, calculating a fourth luminance value that is the largest among a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel in the second direction;
a specifying unit that specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing apparatus characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理装置。 a division unit that divides an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions;
a calculation unit that calculates an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
A requirement that a first set number of pixels aligned on one side of the pixel of interest in a first direction have a luminance value greater than that of the pixel of interest, and a luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or as far as possible from the pixel of interest. calculating a first luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of the pixel is close to the pixel of interest, and the luminance value of which is greater than that of the pixel of interest among a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction; and a luminance value of a pixel as far as possible from the pixel of interest or a luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest. A second direction that is a direction different from the direction, a requirement that a luminance value is greater than that of the pixel of interest within a third set number of pixels arranged on one side in a direction different from the direction, and a luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the pixel of interest and calculating a third luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of a pixel is as close as possible to the pixel of interest, and the luminance value of the pixel of interest is higher than that of the pixel of interest within a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction. calculating a fourth luminance value that satisfies both the requirement of being large and the requirement of being the luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest;
a specifying unit that specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing apparatus characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理装置。 a division unit that divides an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions;
a calculation unit that calculates an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
a first set number of pixels arranged at a first predetermined position apart from the pixel of interest on one side in the first direction of the pixel of interest and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position on the other side of the pixel of interest in the first direction; calculating a first luminance value, which is an average luminance value of pixels, and a third set number of pixels arranged at a third predetermined position apart from the pixel of interest on one side in a second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest; and calculating a second luminance value that is an average luminance value of a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction at a fourth predetermined position away from the pixel of interest;
a specifying unit that specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or less than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value is equal to or less than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing apparatus characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最小となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最小となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最小となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最小となる第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理装置。 a division unit that divides an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions;
a calculation unit that calculates an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
calculating a first luminance value that is the smallest among a first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction; and calculating the minimum third luminance value among a third set number of pixels arranged on one side in a second direction that is a direction different from the first direction of the pixel of interest, and calculating the minimum third luminance value of the pixel of interest calculating a fourth luminance value that is the smallest among a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel in the second direction;
a specifying unit that specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or greater than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or greater than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing apparatus characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理装置。 a division unit that divides an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions;
a calculation unit that calculates an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
a requirement that a luminance value of a pixel of interest is smaller than that of the pixel of interest among a first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in a first direction; calculating a first luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of a pixel is close to the pixel of interest, and the luminance value of which is smaller than that of the pixel of interest in a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction; and a luminance value of a pixel as far as possible from the pixel of interest or a luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest. A second direction that is a direction different from the direction, a requirement that a luminance value is smaller than that of the pixel of interest within a third set number of pixels arranged on one side in a direction different from the direction, and a luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the pixel of interest and calculating a third luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of a pixel is as close as possible to the pixel of interest, and the luminance value of the pixel of interest is higher than that of the pixel of interest within a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction. calculating a fourth luminance value that satisfies both the requirement of being small and the requirement that it be the luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest;
a specifying unit that specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or greater than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or greater than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing apparatus characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出部と、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定部と、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理装置。 a division unit that divides an image based on X-ray imaging of an object to be inspected into predetermined regions;
a calculation unit that calculates an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
a first set number of pixels arranged at a first predetermined position apart from the pixel of interest on one side in the first direction of the pixel of interest and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position on the other side of the pixel of interest in the first direction; calculating a first luminance value, which is an average luminance value of pixels, and a third set number of pixels arranged at a third predetermined position apart from the pixel of interest on one side in a second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest; and calculating a second luminance value that is an average luminance value of a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction at a fourth predetermined position away from the pixel of interest;
a specifying unit that specifies the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or greater than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value is equal to or greater than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing apparatus characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最大となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最大となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最大となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最大となる第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理方法。 a division step of dividing an image of an object to be inspected based on X-ray photography into predetermined regions;
a calculating step of calculating an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
calculating a first luminance value that is the largest among a first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction; and calculating the maximum third luminance value among a third set number of pixels arranged on one side in a second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest, and calculating the third luminance value of the pixel of interest, calculating a fourth luminance value that is the largest among a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel in the second direction;
a specifying step of specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing method characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が大きいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理方法。 a division step of dividing an image of an object to be inspected based on X-ray photography into predetermined regions;
a calculating step of calculating an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
A requirement that a first set number of pixels aligned on one side of the pixel of interest in a first direction have a luminance value greater than that of the pixel of interest, and a luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or as far as possible from the pixel of interest. calculating a first luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of the pixel is close to the pixel of interest, and the luminance value of which is greater than that of the pixel of interest among a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction; and a luminance value of a pixel as far as possible from the pixel of interest or a luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest. A second direction that is a direction different from the direction, a requirement that a luminance value is greater than that of the pixel of interest within a third set number of pixels arranged on one side in a direction different from the direction, and a luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the pixel of interest and calculating a third luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of a pixel is as close as possible to the pixel of interest, and the luminance value of the pixel of interest is higher than that of the pixel of interest within a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction. calculating a fourth luminance value that satisfies both the requirement of being large and the requirement of being the luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest;
a specifying step of specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or less than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or less than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing method characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上小さい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以下になるという第1条件、
(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以下になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理方法。 a division step of dividing an image of an object to be inspected based on X-ray photography into predetermined regions;
a calculating step of calculating an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is smaller than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
a first set number of pixels arranged at a first predetermined position apart from the pixel of interest on one side in the first direction of the pixel of interest and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position on the other side of the pixel of interest in the first direction; calculating a first luminance value, which is an average luminance value of pixels, and a third set number of pixels arranged at a third predetermined position apart from the pixel of interest on one side in a second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest; and calculating a second luminance value that is an average luminance value of a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction at a fourth predetermined position away from the pixel of interest;
a specifying step of specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or less than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value is equal to or less than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing method characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で最小となる第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で最小となる第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で最小となる第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で最小となる第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理方法。 a division step of dividing an image of an object to be inspected based on X-ray photography into predetermined regions;
a calculating step of calculating an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
calculating a first luminance value that is the smallest among a first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in the first direction; and calculating the minimum third luminance value among a third set number of pixels arranged on one side in a second direction that is a direction different from the first direction of the pixel of interest, and calculating the minimum third luminance value of the pixel of interest calculating a fourth luminance value that is the smallest among a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel in the second direction;
a specifying step of specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or greater than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or greater than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing method characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に並ぶ第1設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向他方側に並ぶ第2設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第2輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に並ぶ第3設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第3輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第2方向他方側に並ぶ第4設定数のピクセル内で前記着目ピクセルより輝度値が小さいという要件と、前記着目ピクセルからできるだけ離れているピクセルの輝度値又は前記着目ピクセルからできるだけ近いピクセルの輝度値であるという要件との双方を満たす第4輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第3輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合及び前記第4輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合がそれぞれ第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理方法。 a division step of dividing an image of an object to be inspected based on X-ray photography into predetermined regions;
a calculating step of calculating an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
a requirement that a luminance value of a pixel of interest is smaller than that of the pixel of interest among a first set number of pixels arranged on one side of the pixel of interest in a first direction; calculating a first luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of a pixel is close to the pixel of interest, and the luminance value of which is smaller than that of the pixel of interest in a second set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the first direction; and a luminance value of a pixel as far as possible from the pixel of interest or a luminance value of a pixel as close as possible to the pixel of interest. A second direction that is a direction different from the direction, a requirement that a luminance value is smaller than that of the pixel of interest within a third set number of pixels arranged on one side in a direction different from the direction, and a luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the pixel of interest and calculating a third luminance value that satisfies both the requirement that the luminance value of a pixel is as close as possible to the pixel of interest, and the luminance value of the pixel of interest is higher than that of the pixel of interest within a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction. calculating a fourth luminance value that satisfies both the requirement of being small and the requirement that it be the luminance value of a pixel that is as far away from the pixel of interest as possible or the luminance value of a pixel that is as close as possible to the pixel of interest;
a specifying step of specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value are equal to or greater than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the third luminance value and the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the fourth luminance value are equal to or greater than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing method characterized by being any one of
前記所定の領域それぞれにおける平均輝度値を算出する算出ステップと、
着目ピクセルの輝度値が、前記着目ピクセルの属する前記所定の領域における前記平均輝度値よりも所定値以上大きい場合に、
前記着目ピクセルの第1方向一方側に前記着目ピクセルから第1所定位置離れて並ぶ第1設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第1方向他方側に第2所定位置離れて並ぶ第2設定数のピクセルの平均輝度値である第1輝度値を算出し、前記着目ピクセルの第1方向と異なる方向である第2方向一方側に前記着目ピクセルから第3所定位置離れて並ぶ第3設定数のピクセル及び前記着目ピクセルの第2方向他方側に前記着目ピクセルから第4所定位置離れて並ぶ第4設定数のピクセルの平均輝度値である第2輝度値を算出し、
所定の条件が成立すれば、前記着目ピクセルを異物の位置として特定する特定ステップと、
を備え、
前記所定の条件は、
(a)前記第1輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第1閾値以上になるという第1条件、
(b)前記第2輝度値に対する前記着目ピクセルの輝度値の割合が第2閾値以上になるという第2条件、
(c)前記第1条件及び前記第2条件、
のうちのいずれか一つであることを特徴とする画像処理方法。 a division step of dividing an image of an object to be inspected based on X-ray photography into predetermined regions;
a calculating step of calculating an average luminance value in each of the predetermined regions;
When the luminance value of the pixel of interest is greater than the average luminance value of the predetermined region to which the pixel of interest belongs by a predetermined value or more,
a first set number of pixels arranged at a first predetermined position apart from the pixel of interest on one side in the first direction of the pixel of interest and a second set number of pixels arranged at a second predetermined position on the other side of the pixel of interest in the first direction; calculating a first luminance value, which is an average luminance value of pixels, and a third set number of pixels arranged at a third predetermined position apart from the pixel of interest on one side in a second direction, which is a direction different from the first direction of the pixel of interest; and calculating a second luminance value that is an average luminance value of a fourth set number of pixels arranged on the other side of the pixel of interest in the second direction at a fourth predetermined position away from the pixel of interest;
a specifying step of specifying the pixel of interest as the position of the foreign object if a predetermined condition is satisfied;
with
The predetermined condition is
(a) a first condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the first luminance value is equal to or greater than a first threshold;
(b) a second condition that the ratio of the luminance value of the pixel of interest to the second luminance value is equal to or greater than a second threshold;
(c) the first condition and the second condition;
An image processing method characterized by being any one of
前記2次元X線撮影画像を前記X線検出部の位置を除く所定の位置に設定される断層に投影した画像を生成し、その後、その生成した画像を2次元画像である投影画像に再構成する再構成部と、
前記投影画像に基づき異物の位置を特定する特定部と、
を備え、
前記特定部は、請求項1~6のいずれか一項に記載の画像処理装置を備え、
前記分割部は、前記投影画像を所定の領域毎に分割することを特徴とする検査装置。
a first image generation unit for generating a two-dimensional X-ray image based on the detection result of the X-ray detection unit used in the X-ray imaging, with an object to be inspected as the object of X-ray imaging;
An image is generated by projecting the two-dimensional X-ray image onto a tomographic plane set at a predetermined position excluding the position of the X-ray detection unit, and then reconstructing the generated image into a projection image that is a two-dimensional image. a reconstruction unit that
an identifying unit that identifies the position of the foreign object based on the projected image;
with
The identification unit comprises the image processing device according to any one of claims 1 to 6,
The inspection apparatus, wherein the dividing unit divides the projected image into predetermined regions.
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