JPH02193270A - 放射線画像信号生成方法 - Google Patents
放射線画像信号生成方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
線画像信号を得る放射線画像信号生成方法に関するもの
である。
画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記録
することは種々の分野で行なわれている。たとえば、後
の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低い
X線フィルムを用いてX線画像を記録し、このX線画像
が記録されたフィルムからX線画像を読み取って電気信
号に変換し、この電気信号(画像信号)に画像処理を施
した後コピー写真等に可視像として再生することにより
、コントラスト、シャープネス、粒状性等の画質性能の
良好な再生画像を得ることのできるシステムが開発され
ている(特公昭61−5193号公報参照)。
、電子線、紫外線等)を照射するとこの放射線エネルギ
ーの一部か蓄積され、その後可視光等の励起光を照射す
ると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光を示す蓄積
性蛍光体(輝尽性蛍光体)を利用して、人体等の被写体
の放射線画像を一部シート状の蓄積性蛍光体に撮影記録
し、この蓄積性蛍光体シーi・をレーサー光等の励起光
で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光
を光電的に読み取って画像データを得、この画像データ
に基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等の記録材
料、CRT等に可視像として出力させる放射線画像記録
再生システムがすでに提案されている(特開昭55−1
2429号、同5B−11395号、同55−1634
72号、同5B−] 04645号、同55−1163
40号等)。
ステムと比較して極めて広い放射線露出域にわたって画
像を記録しつるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、この電気信
号を用いて写真感光材料等の記録材料、CRT等の表示
装置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
て、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を得
ることができる。
から画像信号を得る放射線画像読取装置は、通常、放射
線画像情報を担持した光を光電的に読み取り、画像情報
として必要な最高の空間周波数(ナイキスト空間周波数
)(以下、この必要な最高のナイキスト空間周波数をf
SSで表わす。)に対応したサンプリング間隔Δx=1
/2fSSでサンプリングしてディジタルの画像信号を
得るように構成される。このようにして得られた画像信
号には、放射線画像を表わす有用な情報だけでなく、放
射線画像に粗くざらついた印象を与える雑音も含まれて
いる。この雑音の多くは記録シートに放射線を撮影する
際の放射線の量子のゆらぎや記録シートより放射される
輝尽発光光のゆらぎによる量子雑音である。
られてこの量子雑音を押えるように画像処理か施される
が、放射線画像の画質は量子雑音の多少のみで定まるも
のではなく、コントラストやシャープネス等も重要な要
素となる。ところが量子雑音と、コントラスト いに相反する性質を有するため、量子雑音を押えるよう
に画像処理を施すにはそれと同時にコントラストやシャ
ープネスも多少犠牲にせざるを得なく、逆にコントラス
トやシャープネスを向上させるように画像処理を施すと
それと同時に量子雑音も増すことになり、放射線画像の
画質を定める各要素のバランスを考慮して妥協する必要
かあった。
号に混入する量子雑音を低減する必要かある。この量子
雑音を低減するにはたとえば撮影の際に被写体に照射す
る放射線量を増やすこと等の手段もあるが、これらは安
全性の問題等信の要因で定められるため、量子肩口3の
低減のみヲ1−1的として変更することができブjいも
のである。
射線画像信号を生成する方法を提供することを目的とす
るものである。
隔で該放射線画像を読み取って画像信号を得る放射線画
像信号生成方法において、前記記録シート上の少なくと
も一方向について、所望とする空間周波数帯の最高の第
]の空間周波数fSSよりもさらに高い第2の空間周波
数fSWに対応するサンプリング間隔て前記放射線画像
を読み取って初期画像信号を得、前記第1の空間周波数
fSS以下の空間周波数成分を通過させるとともに該第
1の空間周波数fSS以上の空間周波数成分を低減また
は除去する特性を有するフィルタリング処理を前記初期
画像信号に施し、かっ、前記フィルタリング処理の施さ
れた初期画像信号を前記第1の空間周波数fSSに対応
したサンプリング間隔てサンプリングして画像信号を求
めることを特徴とするものである。
波数fを変数とする複素応答関数R(f)の絶対値を|
R(f)lとしたとき、前記複素応答関数R(、f)か
f=0のとき R(0)|=1 ・・・・・・(1)を満足する
ように規格化されている場合において、応答平均値Rを としたとき、 少なくとも前記一方向についての前記フィルタリング処
理が、 k≦0,6 を満足する前記複素応答関数R(f、)を用いて行なう
ようにすることか好ましい。
Sに対応したサンプリング間隔でサンプリングすること
については、フィルタリング処理を先行させその後にサ
ンプリングしてもよく、フィルタリング処理と同時にサ
ンプリングするように演算してもよく、上記本発明の構
成はこれらの双方を含むものである。
定の一方向にのみ適用してもよい。所定の一方向のみに
適用し他の方向については何も施さなかった場合であっ
ても効果は認められるが、上記能の方向については、た
とえばアナログフィルタを用いて処理する方法等を適用
することも考えられる。また本発明の放射線画像処理方
法を記録ンーI・全面にわたって2次元的に適用しても
よい。
の空間周波数fSS以上の高い空間周波数帯域にもかな
りの成分を有していることがわかった。本発明の放射線
画像信号生成方法はこの点に着目してなされたものであ
る。
担持するアナログ信号を該周波数fcに対応するサンプ
リング間隔Δx = 1 / 2 f cでサンプリン
グしてディジタル信号を得ると、得られたディジタル信
号には周波数fc以下の周波数帯域の情報が含まれるが
、周波数fc以上の周波数帯域の情報もノイズとして混
入することは既に知られており、このノイズはエリアジ
ングと呼ばれる。
する範囲の空間周波数のうちの最高の第1のナイキスト
空間周波数fSSよりさらに高い第2の空間周波数fS
Wに対応するサンプリング間隔Δx=1/2fsvで画
像を読み取って初期画像信号を得、この初期画像信号か
ら空間周波数fSS以上の成分を低減または除去するよ
うにフィルタリング処理を行なうようにしたことにより
、空間周波数fSS以上の高い空間周波数帯域に含まれ
る量子雑音成分の混入を低減または除去した画像信号を
得ることができ、このためその後の画像処理においてさ
らに高画質の画像が再生されるように画像処理を施すこ
とができる。
1の空間周波数fSSに対応したサンプリング間隔Δx
=1/2fSSでサンプリングするようにしたため、初
期画像信号を一時的に記憶しておくバッファの容量を増
やす必要はあるが、多数の放射線画像に対応する多数の
画像信号を記憶しておく記憶装置の容量を増やす必要も
ない。
前記一方向について応答平均値π(上記(2)式)が、
上記(3)式 R≦0,6 ・・・・・・(3)を満足す
る関数R(f)を用いて行なうようにすると、後述する
ように、第1の空間周波数fSS以上の高い周波数帯域
に含まれる量子雑音成分の混入が十分に低減され、高画
質の再生画像を得ることができる。
る。
用した、放射線画像読取装置の一実施例の斜視図である
。この放射線画像読取装置は前述した蓄積性蛍光体シー
トを用いる装置である。
蛍光体シート11は、図示しない駆動手段により駆動さ
れるエンドレスベルト等のシート搬送手段15により、
矢印Y方向に搬送(副走査)される。一方、レーザー光
源16から発せられた光ビーム17はモータ24により
駆動され矢印方向に高速回転する回転多面鏡18によっ
て反射偏向され、fθレンズ等の集束レンズ19を通過
した後、ミラー20により光路を変えて前記シート11
に入射し副走査の方向(矢印Y方向)と略垂直な矢印X
方向に主走査する。光ビーム17が照射されたシート1
1の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報に
応じた光量の輝尽発光光21が発散され、この輝尽発光
光21は光ガイド22によって導かれ、フォトマルチプ
ライヤ(光電子増倍管)23によって光電的に検出され
る。上記光ガイド22はアクリル板等の導光性材料を成
形して作られたものであり、直線状をなす入射端面22
aが蓄積性蛍光体シートll上の主走査線に沿って延び
るように配され、円環状に形成された出射端面22bに
フォトマルチプライヤ23の受光面が結合されている。
光21は、該光ガイド22の内部を全反射を繰り返して
進み、出射端面22bから出射してフォトマルチプライ
ヤ23に受光され、放射線画像を表わす輝尽発光光21
の光量がフォトマルチプライヤ23によって電気信号に
変換される。
信号Sには、良好な放射線可視画像を再生出力するため
に必要な、所望とする範囲の空間周波数のうちの最高の
第1の空間周波数fSSより高い空間周波数帯域の情報
も含まれている。この第1の空間周波数fSS以上の高
い空間周波数帯域に含まれる情報は、量子雑音成分であ
り、取り除く必要のある成分である。
れた後、A/D変換器28で所定のサンプリング間隔で
サンプリングされてディジタル化され、ディジタルの画
像信号(初期画像信号)Spが得られる。この初期画像
信号SDは一旦記憶部29に記憶される。
点を示した図である。図の横方向(X方向)は第1図の
X方向(主走査方向)に対応し、縦方向(X方向)は第
1図のY方向(副走査方向)に対応している。図の・印
が初期画像信号における各サンプリング点、○印が再サ
ンプリング後の各サンプリング点を表わしている。本実
施例においては、この各サンプリング点はX方向(主走
査方向)およびX方向(副走査方向)双方とも、蓄積性
蛍光体シート11上に記録された放射線画像を読み取る
ために必要な第1の空間周波数fSSに対応するサンプ
リング間隔2・Δ−1/2fSSの半分のサンプリング
間隔Δ、すなわち上記第1の空間周波数fSSの2倍の
、第2の空間周波数fsvに対応するサンプリング間隔
Δ= 1 、/’2 f swでサンプリングされる。
についてはA/D変換器28(第1図参照)のサンプリ
ング時間間隔を調整すること等により行なわれ、X方向
(副走査方向)については、シート搬送手段15(第1
図参照)によるシート11の搬送速度を調整すること等
により行なわれる。
得られた初期画像信号SDは、第1図に示す記憶部29
に一旦記憶された後、画像信号生成部80に入力され、
以下のようにしてフィルタリング処理と、第1の空間周
波数fSSに対応するサンプリング間隔2・Δ”−1/
2fSSに対応するサンプリング間隔の画像信号となる
ように再サンプリング処理とが施される。
)は初期画像信号の各サンプリング点の値を示す。これ
らの初期画像信号の各サンプリング点の値a(i、j
=1. 2. ・・・・・・)から再サンプリング後の
画像信号の値b 1m (1,m ”’ 1 、 4
・・・・・・)が、■ の演算式に従って求められる。
ことにより、フィルタリング処理(後述する)と再サン
プリング処理(X方向、X方向ともサンプリング点が1
/2に減少)とが同時に実施される。
した図である。横軸は空間周波数f1縦軸はf−0のと
きの値が1となるように規格化された、複素応答関数R
(f)の絶対値|R(f)lを示している。
ての上記(4)式のフィルタとしての効果を表わしてい
る。ここで図に斜線を施した各領域z1+22について
、 (z2の面積)/(ztの面積十22の面積)を求め、
これをX方向(X方向)の応答平均値πとすると、 = 0.37 ・・団・(5)と
求められる。
および再サンプリング処理を行なうと、画質がかなり向
上した可視画像を得ることができる。
ための、蓄積性蛍光体シーhll上の各サンプリング点
を示した図である。第2図と同様に、・印が初期画像信
号のサンプリング点、O印が再サンプリング後のサンプ
リング点を表わしている。
号の多値a +r (1,J ”” 1 * 2.・
・・・・・)がら、再サンプリング後の画像信号の多値
b 、ff1(+。
a++2.、−18” a+3. l−6IIa1+
4. ++4* a++5.1−6’ al、」+
1+9a1+1、j+1+27・aI+2.I+1+2
7争a++3.141”9 ” a++4. 」
++ −6° a ++s、I+1 − 18 °
al、 1+2 +27” a+++、 ++
2 + 81” a++□、 ++2 ” 81” a
l+s、 ++2 + 27・a++<、+++ −1
8・a++s、++218” a1+3 ” 2
7・ a+++、++3 + 8111 a1+2
.++3 ” 81’ a+3.1+3 +27・
a+++、 l+3−18” a++5.1+3−6
’at、j+4+9’a+++、+44”27’a1+
2.144+27’a++3.1十+ +9° a+
+<、++4 −G ″ a++5.1+4 ”4°
a++5−(3・a1++、 ++5−18・a++
2. H+518・a+3. 1+5 −G ° a
++4.++5 +4° a1→5、++5 )・・
・・・・(6) の演算式に従って求められる。前述した実施例と同様に
して、(6)式の演算が蓄積性蛍光体シート全面に渡っ
て施され、フィルタリング処理を再サンプリング処理と
が同時に行なわれる。
した図である。第3図と同様に、横軸は空間周波数f1
縦軸はf=0のときの値か1となるように規格化された
複素応答関数R(f)の絶対値R(f)lを示している
。
も同じ)のフィルタとしての効果を表わしている。X方
向に対する応答平均値πは、 (zl tの面積子22′の面積) と求められる。
および再サンプリング処理を行なうと、前述した実施例
の場合よりもさらに画質が向上した可視画像を得ること
ができる。
し、かつ上記第1の空間周波数f1に対応するサンプリ
ング間隔に再サンプリングされた画像信号SD′は、再
度記憶部29に送られて再び一旦記憶される。その後、
この画像信号SD′は、画像処理・再生装置50に転送
される。画像処理・再生装置50では、転送されてきた
画像信号SDに適切な画像処理を施した後、この画像信
号に基づく可視画像を再生表示する。転送されてきた画
像信号SD′は、上記のようにして量子雑音が低減され
た信号であるため、コントラストやシャプネス等の画質
性能の良好な可視画像を得ることができる。
使用した放射線画像読取装置の他の例の斜視図である。
る構成要素には第1図と同一の番号にダッシュを付して
示し、説明は省略する。
幅された後、アナログフィルタ27に入力される。アナ
ログフィルタ27は、時間的に連続した信号として得ら
れる主走査方向(矢印X方向)の信号成分について、第
1の空間周波数fSS以下の信号のみを通過させるフィ
ルタである。したがって、このアナログフィルタ27か
ら出力されたアナログ画像信号SAには、主走査方向に
ついては第1の空間周波数fSS以上の空間周波数帯域
に含まれる量子雑音成分は既に取り除かれている。した
がって本実施例においては、副走査方向(矢印X方向)
についてのみ本発明の放射線画像信号生成方法が使用さ
れる。
SAは、第1図に示す実施例と同様にして、A/D変換
器28′て所定のサンプリング間隔てザシブリングされ
てディジタル化され、初期画像信号SDが得られる。こ
の初期画像信号SDは一旦記憶部29′ に記憶される
。
点を示した図である。図の横方向(X方向)は第6図の
X方向(主走査方向)に対応し、縦方向(X方向)は第
1図のY方向(副走査方向)に対応している。図の・印
が初期画像信号における各サンプリング点を表わしてい
る。前述したように、主走査方向(X方向)については
第1の空間周波数fSS以上の空間周波数帯に含まれる
量子雑音成分を取り除くようにアナログフィルタ処理か
施されているため、第1の空間周波数fSSに対応する
間隔Δx=1/2fSSでサンプリングされる。
6図参照)のサンプリング時間間隔を調整すること等に
より行なわれる。副走査方向(X方向)については、第
1の空間周波数fSSよりもさらに高い第2の空間周波
数fSW(ここではf sw= 2・f ss)に対応
するサンプリング間隔Δy = 1 / 2−fSW(
尚、Δy=:1./2 # fsv=1/2 * 2
・fSS=1/2・Δx、、’、Δx=2Δy)でサン
プリングされる。この副走査方向についてのサンプリン
グ間隔Δyは、シート搬送手段15′(第6図参照)に
よるシート11の搬送速度を調整すること等により行な
われる。
得られた初期画像信号SDは、第6図に示す記憶部29
′に一旦記憶された後、画像信号生成部30’ に入力
され、以下のようにして副走査方向についてのフィルタ
リング処理と、第1の空間周波数fSSに対応するサン
プリング間隔の画像信号となるように再サンプリング処
理とが施される。
ング処理と再サンプリング処理を説明するための説明図
である。
・)は、第7図のX方向(副走査方向)に並んだ各サン
プリング点の初期画像信号値を示すものである。
て、初期画像信号V+oとy■との中間のサンプリング
点に対応する、フィルタリング処理後の画像信号3’l
O’を求める場合について説明する。図に示すように各
サンプリング点の画像信号を5ine関数 で重みづけをして、 (mは所定の正の整数) の演算処理が、1つおきのサンプリング点(第7図に示
す○印の各点)に対応する画像信号y2゜(j =0.
1,2. ・・・・・・)に対して施される。ここで5
ine関数は厳密には一■から+■まで連続する関数で
あるが、必要な演算精度および演算時間を考慮してあら
かじめ(8)式の川の値が定められている。
SS以下の信号成分のみを通過させるフィルタリング処
理を説明するための説明図である。
上記mが有限であること、および互いにΔyずつ離れた
ディスクリートの値を用いて演算していること等による
誤差を除き、第9図に示すように空間周波数領域におい
て第1の空間周波数fSS以下の空間周波数成分のみを
抽出し、それ以上の空間周波数成分を除去するフィルタ
リング処理を施したことと等価である。したがって初期
画像信号SDをフーリエ変換して第9図に示すフィルタ
リング処理を周波数領域で施し、その後逆フーリエ変換
することにより、第1の空間周波数fSS以下の空間周
波数成分のみを抽出してもよい。
演算を一次元に置き換えた演算と同一となる。
フィルタリング処理及び再生サンプリングを行なった後
可視画像を再生して5〜6人による視覚評価を行なった
結果である。
はたとえば主走査の方向のみ等−次元的な関数として示
されている。
ットすると、第9図に示すような理想的なフィルタを実
現することができ、応答平均値R=0となる。このフィ
ルタリング処理を行なって得た可視画像は非常に高画質
となるがフィルタリング処理に時間がかかるという欠点
を有する。
場合)に応答するπ=0.27であり、この可視画像も
高画質である。
37である。これも上記5ine状補間の場合よりは多
少劣るがかなり高画質の可視画像を得ることができる。
ひとつずつ間引いたもの)の応答平均値Rはそれぞれ0
.5[i、 0.68. 1であり視覚評価はこの順で
悪くなっている。この表1から、R≦0.6ならば可視
画像の画質の向上か図れることがわかる。尚、表1は主
走査方向、副走査方向の両方向について2次元的なフィ
ルタリング処理を施して得た可視画像に対する評価であ
るが、たとえば主走査方向については第6図に示したよ
うにアナログ的にフィルタリング処理を施すことができ
、この場合本発明は、副走査方向にのみ施せばよいもの
であり、本発明に係るフィルタリング処理は必ずしも2
次元的に施す必要はない。この場合副走査方向について
1≦0.6を満足すればよい。また、一方向についての
み本発明のフィルタリング処理を施せば他の方向には処
理を施さない場合であっても画質の向上を図ることがで
き、上記一方向についてR≦0.6を満足する程度のフ
ィルタリング処理を施せば画質の向上にかなりの効果を
得ることができる。
第1の空間周波数fSSの2倍(整数倍)の空間周波数
を選択し、フィルタリング処理と再サンプリング処理と
の双方を同時に実行しているが、かならずしも第2の空
間周波数fSWが第1の空間周波数fSSの整数倍であ
る必要はなく、また、かならずしもフィルタリング処理
と再サンプリング処理とを同時に行なう必要もない。
いて説明したか、本発明の放射線画像信号生成方法は蓄
積性蛍光体シートを用いるシステムに限らず、X線フィ
ルムに記録されたX線画像からX線画像信号を得るシス
テム等、放射線画像が記録された記録シートから放射線
画像信号を得るシステムに広く適用できるものである。
成力法は、所望とする空間周波数帯の最高の第1の空間
周波数fSSよりさらに高い第2の空間周波数fSWに
対応するサンプリング間隔で放射線画像を読み取って初
期画像信号を得、この初期画像信号から空間周波数fS
S以上の成分を低減または除去するようにフィルタリン
グ処理を行なうようにしたことにより、空間周波数fS
S以上の高い空間周波数帯域に含まれる量子雑音成分が
低減または除去され、したがって混入している量子雑音
の少ない画像信号が生成される。
1の空間周波数fSSに対応したサンプリング間隔でサ
ンプリングするようにしたため、最終的に得られた画像
信号を記憶しておく記憶容量を増やす必要もなく、また
この画像信号をたとえば画像処理・再生装置に向けて送
信する場合にその通信に要する時間が増すこともない。
平均値πがπ≦0.6を満足する関数R(f)を用いて
行なうようにすると量子雑音が目立って少ない高画質の
可視画像を得ることができる。
用した、放射線画像読取装置の一実施例の斜視図、 第2図は、フィルタリング処理の一実施例を説明するた
めに、蓄積性蛍光体シート上の各サンプリング点を示し
た図、 第3図はフィルタの一例を示した図、 第4図は、フィルタリング処理の他の実施例を説明する
ための蓄積性蛍光体シート上の各サンプリング点を示し
た図、 第5図はフィルタの他の例を示した図、第6図は、本発
明の放射線画像信号生成方法の他の例を使用した、放射
線画像読取装置の他の実施例の斜視図、 第7図はフィルタリング処理の蓄積性蛍光体シート上の
各サンプリング点を示した図、第8図は、第6図の画像
信号生成部で実施されるフィルタリング処理と再サンプ
リング処理を説明するための説明図、 第9図は、空間周波数領域において、第1の空間周波数
fSS以下の信号成分のみを通過させるフィルタリング
処理を説明するための説明図である。 11、11’ ・・・蓄積性蛍光体シート17、17’
・・・光ビーム 23、23’ ・・・フォトマルチプライヤ26、28
’・・・ログアンプ 27・・・アナログフィルタ 28、28’・・・A/D変換器 29、29’・・・記憶部 30、30’・・・画像信号生成部 50・・・画像処理・再生装置 −−−−うトx 71(J 第 図
Claims (2)
- (1)放射線画像が記録された記録シートから所定のサ
ンプリング間隔で該放射線画像を読み取って画像信号を
得る放射線画像信号生成方法において、前記記録シート
上の少なくとも一方向について、所望とする空間周波数
帯の最高の第1の空間周波数f_S_Sよりもさらに高
い第2の空間周波数f_S_Wに対応するサンプリング
間隔で前記放射線画像を読み取って初期画像信号を得、
前記第1の空間周波数f_S_S以下の空間周波数成分
を通過させるとともに該第1の空間周波数f_S_S以
上の空間周波数成分を低減または除去する特性を有する
フィルタリング処理を前記初期画像信号に施し、かつ、
前記フィルタリング処理の施された初期画像信号を前記
第1の空間周波数f_S_Sに対応したサンプリング間
隔でサンプリングして画像信号を求めることを特徴とす
る放射線画像信号生成方法。 - (2)空間周波数fを変数とする複素応答関数R(f)
の絶対値を|R(f)|としたとき、前記複素応答関数
R(f)がf=0のとき |R(0)|=1 を満足するように規格化されている場合において、応答
平均値Rを ▲数式、化学式、表等があります▼ としたとき、 少なくとも前記一方向についての前記フィルタリング処
理が、 @R@≦0.6 を満足する前記複素応答関数R(f)を用いて行なわれ
ることを特徴とする請求項1記載の放射線画像信号生成
方法。
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