JPH02205838A - 再生画像の階調決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シート
の各点から発せられた輝尽発光光を読み取って得た画像
信号に基づく再生画像の階調を、写真フィルムに記録さ
れた放射線画像の階調に合わせる階調決定方法に関する
ものである。

（従来の技術） 被写体の放射線画像を得るには、従来から放射線（Ｘ線
）を被写体に照射し、この被写体を透過した放射線を写
真フィルム（Ｘ線フィルム）に撮影するシステムが用い
られている。この写真フィルムは撮影に充分な感度と広
い露光域とを持ち、かつ観察に必要な階調や鮮鋭度、細
かい粒状性をかねそなえている必要がある。しかし、こ
れらの条件は互いに矛盾するところが多く、放射線を直
接写真フィルムに撮影したのでは、これらの条件すべて
に満足のいく放射線画像を得ることは困難であり、撮影
適性と観察適性とを少しずつ犠牲にしてフィルムを設計
しているのが現実である。

これを解決する方法のひとつとして、本出願人は、放射
線（Ｘ線、α線、β線、γ線、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が蓄積され、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を利用して、人体
等の被写体に放射線を照射して撮影し、この被写体の放
射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体のシートに記録し、こ
の蓄積性蛍光体シート（以下、ＩＰと呼ぶ）をレーザ光
等の励起光で２次元的に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検出器により光電的に読み取
って画像信号を得、この画像信号に基づき写真感光材料
等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画
像を可視像として出力させる放射線画像情報記録再生シ
ステムを提案した（特開昭５５−１２４２９号、同５Ｂ
−１１３９５号など）。

このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真シ
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、ＩＰ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、この電気信号に適切な画像
処理を施し、°画像処理の施された電気信号を用いて写
真感光材料等の記録材料、ＣＲ′ｒ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。

上記放射線画像情報記録再生システムを人体の診断に用
いると、従来のＸ線撮影診断システムと比べ人体の被曝
線量を大幅に低減させて撮影適性の向上を図ることがで
きるとともに、階調や鮮鋭度等の画像条件をかなり自由
に設定することができろためその放射線画像に合った適
切な画像条件とすることに才り観察特性の優れた再生画
像を得ることができる。

（発明が解決しようとする課８） 上記のようにＩＰを用いて撮影適性と観察適性の双方と
もに優れたシステムが得られている。

しかし、これまで観察者（たとえば医師）によってはこ
れまで従来の写真フィルムに記録された放射線画像を見
慣れており、この従来の放射線画像と同様の階調を有す
る再生画像を希望する場合がある（この場合であっても
、ＩＰを用いたシステムは撮影適性の向上に役立つ）。

また、単に慣れの問題以外にたとえば同一人の病気の経
路観察等のために、過去に撮影され保存されている写真
フィルムに記録されている放射線画像と、新しく導入し
たＩＰを用いるシステムにより得られた再生画像との比
較を行なう必要が生ずる場合があり、この場合にはたと
え再生画像それ自体では観察特性が優れていても再生画
像の階調が写真フィルムに記録されている放射線画像の
階調と異なっていると比較観察しにくいという問題点が
ある。

以上のような階調を合わせるという要求を満たすために
、これまでは表示された再生画像を見ながら、その再生
画像の階調を試行錯誤的に少しずつ変化させて写真フィ
ルムに記録された放射線画像の階調に合わせており、最
終的に階調の合った再生画像を得るまでに時間がかかり
、またそのための作業が煩られしいという問題があった
。また、この試行錯誤に頼らずに階調の合った再生画像
を得る賦与として、たとえば放射線の照射量に対する写
真フィルムの黒化度・（濃度）゛を表わす特性曲線を求
め、その特性曲線を実現すべくＩＰを用いて得られた画
像信号に画像処理を施すことも考えられる。しかし、こ
のような試みを行なっても、特定できない種々の誤差要
因により、上記のようにして画像処理の施された画像信
号に基づいて表示した再生画像の階調は、写真フィルム
上の放射線画像の階調と多少違ってしまい、最終的には
やはり試行錯誤に頼らざるを得ない現状であった。

本発明は、上記事情に鑑み、試行錯誤的に階調を合わせ
る必要性を排除し、必要時にはただちに階調の合った再
生画像を得ることのできる再生画像の階調決定方法を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の再生画像の階調決定方法は、 放射線画像が記録されたＩＰ（蓄積性蛍光体シート）の
各点から発せられた輝尽発光光を読み取って得た画像信
号に基づく再生画像の階調を、写真フィルムに記録され
た放射線画像の階調に合わせる階調決定方法であって、 同一の被写体を前記ＩＰと前記写真フィルムの双方に撮
影記録し、該撮影記録の行なわれたＩＰの各点から発せ
られた輝尽発光光を読み取って第一の画像信号を得ると
ともに、該撮影記録の行なわれた写真フィルムの各点の
濃度を読み取って第二の画像信号を得、前記ＩＦと前記
写真フィルムに記録された前記被写体の２つの放射線画
像の、互いに対応する各画素点の前記第一および第二の
画像信号の対応関係を求め、該対応関係に基づいて、前
記再生画像の階調を前記写真フィルムに記録された放射
線画像の階調に合わせるための階調補正曲線を求め、該
階調補正曲線により前記再生画像の階調を定めることを
特徴とするものである。

ここで上記被写体としては特定の被写体に限定されるも
のではないが、たとえばファントム（人体の構造を模擬
した試験用の被写体）等が用いられる。

（作　　用） 前述したように、写真フィルム（Ｘ線フィルム等）の特
性曲線を求め、該特性曲線を実現するように画像処理を
しても種々の特定できない誤差の累積により結局試行錯
３的な調整が必要であることから、誤差の発生する可能
性を極力減らすことの追求から本発明の方法が完成され
たものである。

すなわち、本発明の再生画像の階調決定方法は、同一の
被写体をＩＰと写真フィルムの双方に撮影記録し、双方
に記録された放射線画像を読み取ってそれぞれ第一およ
び第二の画像信号を得、各画素点毎に第一および第二の
画像信号の対応関係を求め、該対応関係に基づいて階調
補正曲線を求め、該階調補正曲線により再生画像の階調
を定めるようにしたため、従来の方法と異なり２つの放
射線画像を直接比較することから誤差の発生する要因が
減少し写真フィルムに記録される放射線画像と階調のよ
く一致した再生画像を試行錯誤的な調整なしに得ること
ができる。

また、上記階調補正曲線を求める際の被写体として前述
したファントムを用いると、人体の構造に近い放射線画
像の極めて多数の画素点を用いて上記階調補正曲線を求
めることができ、人体を対象とするシステムにおいて正
確な階調補正曲線を得ることができる。

（実　施　例） 以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する
。

第１Ａ図、第１Ｂ図は、本発明の再生画像の階調決定方
法の一実施例に係る、それぞれ準備段階、および実際の
観察に供する放射線画像を得る実処理段階における各ス
テップを表わしたブロック図である。第１Ａ図と第１Ｂ
図において互いに同一の装置については互いに同一の番
号を付しである。

また第２図は、第１Ａ図と第１Ｂ図に示した撮影装置の
概略を示した図である。

撮影装置１において、まず準備段階においては被写体と
して人体を模擬したファントム２が用いられる。ファン
トム２には、後述する画像の位置合わせのために、該フ
ァントム２とは放射線の透過率の明らかに異なるマーク
２ａが付されている。

ファントム２を放射線源３とＩＰ（蓄積性蛍光体シート
）　１１との間に置き、放射線［３から発せら゛れた放
射線４をファントム２に照射することにより、ファント
ム２を透過した放射線４ａがＩＰＩＩに照射され、これ
により該ＩＰＩＩにファントム２の放射線画像が蓄積記
録される。

次にファントム２等の位置関係はそのままとし、ＩＰＩ
Ｉに代えて放射線４に感光する写真フィルム（以下単に
フィルムと呼ぶ）５１を配置し、■ｐＨの場合と同様に
してフィルム５１にファントム２を透過した放射線４ａ
が照射される。該フィルム５１は撮影の後現像処理され
、該フィルム５１上に可視像としての放射線画像が得ら
れる。尚、ＩＰＩＩとフィルム５１に照射される放射線
量はＩＰＩＩ、フィルム５１にそれぞれ適合するように
、各撮影の際に調整される。

以上のようにして撮影の行なわれたＩＰＩＩとフィルム
５１は、第１Ａ図に示すようにそれぞれＩＰ読取装置１
０およびフィルム読取装置５０の各所定位置にセットさ
れ、ＩＰＩＩ、フィルム５１に記録された放射線画像の
読取りが行なわれ、各放射線画像を表わす各画像信号が
得られる。

第３図は、ＩＰＩＩに蓄積記録された放射線画像を読み
取るＩＰ読取装置１０の概略構成を示した斜視図である
。

第２図に示す撮影装置１においてファントム２の放射線
画像が蓄積記録されたＩＰＩＩは、ＩＰ読取装置ＩＯの
所定位置にセットされ、モータ１２によ１［動されるエ
ンドレスベルト等のシート搬送手段１３により矢印Ｙ方
向に搬送（副走査）される。

一方、レーザ光源１４から発せられた励起光１５はモー
タ２３により駆動され矢印方向に高速回転する回転多面
鏡１６によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束レン
ズ１７を通過した後、ミラー１８により光路を変えてＩ
ＰＩＩに入射し前記副走査の方向（矢印Ｙ方向）と略垂
直な矢印Ｘ方向に主走査する。

ＩＰＩＩの、励起光１５が照射された箇所からは、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１９が発散され、この輝尽発光光１９は光ガイド２０
によって導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管
）２１によって光電的に検出される。

上記光ガイド２０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２０ａが
ＩＰＩＩ上の主走査線に沿って延びるように配され、円
環状に形成された射出端面２０ｂに上記フォトマルチプ
ライヤ２１の受光面が結合されている。入射端面２０ａ
から光ガイド２０内に入射した輝尽発光光１９は、該光
ガイド２０の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面
２０ｂから射出してフォトマルチプライヤ２１に受光さ
れ、ファントム２の放射線画像情報を担持する輝尽発光
光１９の光量がフォトマルチプライヤ２１によって検出
される。

フォトマルチプライヤ２１から出力されたアナログ出力
信号Ｓ、は増幅器２６によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器
２７において所定の収録スケールファクターでディジタ
ル化される。

このようにして得られたディジタル化された画像信号８
１′は、ＩＰＩＩに照射された放射線の線量と比例した
信号である。この画像信号ｓ１′は第１Ａ図に示す画像
処理装置７０に入力される。

第４図は、フィルム５１に記録された放射線画像を読み
取るフィルム読取装置５０の概略構成を示した斜視図で
ある。

第２図に示す撮影装置１においてファントム２の放射線
画像が撮影記録され現像処理の終了したフィルム５１は
、フィルム読取装置５０の所定位置にセットされ、モー
タ５２により駆動されるフィルム搬送手段５３により、
矢印Ｙ′方向に搬送（副走査）される。一方、レーザ光
源５４から発せられた読取光５５はモータ６３により駆
動され矢印方向に高速回転する回転多面鏡５６によって
反射偏向され、ｆθレンズ等集束レンズ５７を通過した
後、ミラー５８により光路を変えてフィルム５１に入射
し前記副走査の方向（矢印Ｙ′の方向〕と略垂直な矢印
Ｘ′力方向主走査する。この読取光５５は、フィルム５
１に記録された放射線画像の濃度により変調されて透過
し、この透過した読取光が光ガイド６０によって導かれ
、フォトマルチプライヤ６１によって光電的に検出され
る。

フォトマルチプライヤａｔから出力されたアナログ信号
Ｓ２は増幅器６Ｂによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器６７
において所定の収録スケールファクターでディジタル化
される。

このようにして得られたディジタル化された画像信号８
２′は、゛前述した画像信号Ｓ１’４同様に第１Ａ図に
示す画像処理装置７０に入力される。

第１Ａ図に示す画像処理装置７０においては、入力され
た２つの画像信号ＳＬ＋Ｓ２′に基づいて以下の処理が
行なわれる。

先ずファントム２に付されたマーク２ａ（第２図参照）
に基づいて、該ファントム２の２つの放射線画像（ＩＰ
ＩＩに蓄積記録された放射線画像とフィルム５１に記録
された放射線画像）の位置合わせを行なう。この位置合
わせにより２つの画像信号Ｓｌ　　＋Ｓ２′の各画素点
毎の対応が定まる。

第５Ａ図、第５Ｂ図はこの処理の順序を説明するための
図である。これら各図の横軸はＩＰＩＩＩ：ｌ：蓄積記
録されたファントム２の放射線□画像を読み取って得た
画像信号Ｓ、／の各画素点毎の値を表わし、縦軸はフィ
ルム５１に記録されたファントム２の放射線画像を読み
取って得た画像信号Ｓ２の各画素点毎の値を表わしてい
る。尚、第５Ｃ図については後述する。

ｔｐｕは実用上はぼ完全な線形特性を示す（すなわち撮
影時に該ＩＰＩＩに照射された放射線の線量と読取時に
該ＩＰ１１から発せられる輝尽発光光の光量とが比例す
る）が、フィルム５１は非線形特性を示す（すなわち撮
影時に該フィルム５１に照射された放射線の線量と該フ
ィルム５１に記録される濃度とが比例しない）ため、２
つの画像信号Ｓ１＋５２′の対応関係は第５Ａ図、第５
Ｂ図に示すような非線形な曲線となる。

第５Ａ図は、各画素点毎に２つの画像信号Ｓ１　　＊　
　８２’の対応をプロットしたグラフである。撮影時に
おける放射線のゆらぎ、読取時の読取誤差等に起因し、
２つの画像信号５ＩＳ２′の対応は完全に一つの曲線上
にはのらず所定のばらつきを有している。

第５Ｂ図は第５Ａ図にプロットした多数の点から最小二
乗近似法を用いて求めた曲線を示した図である。第５Ａ
図に示した対応関係を該−本の曲線で代表させたもので
ある。尚、−ここでは上記対応関係を代表する曲線を求
めればよいため、第５Ａ図にプロットした全ての点を一
度に考慮して最小二乗近似法を用いる必要はなく、たと
えば第５Ａ図の横軸に示した各区間ａ　−ｄの接続点が
うまく接続されるように各区間ａ　−ｄ毎に近似曲線を
求めるいわゆるスプライン補間等を用いてもよいことは
もちろんである。

この第５Ｂ図に示す階調補正曲線は、第１Ａ図に示す画
像処理装置７０内の記憶部に記憶される。

第５Ｃ図に示す曲線は第５Ｂ図に示す曲線とその形状は
同一であるが、その内容については後述する。

以上により準備段階が終了する。

次に実処理段階について第１Ｂ図を用いて説明する。

撮影装置１（第２図参照）においてファントム２に代え
て、放射線画像を必要とする被写体（たとえば人体の胸
部）が放射線源３とＩＰＩＩとの間に配置され、ＩＰＩ
Ｉに諌被写体の撮影が行なわれる。

該撮影の行なわれたＩＰＩＩは、第３図に示すＩＰ読取
装置ＩＯにおいて前述したファントム２の場合と同様に
して読取られ、画像信号８３′が得られる。この画像信
号８３′は、画像処理装置７０に入力される。画像処理
装置７０では、準備段階においてその記憶部に記憶して
おいた階調補正曲線を用いて、画像信号Ｓ３′に基づく
再生画像の階調をフィルム５１に記録されたファント°
ムセの画像の階調に合わせるべく、入力された画像信号
Ｓ３を補正する。

第５Ｃ図はこの補正方法を示した図である。第５０図に
示した階調補正曲線は第５Ｂ図に示したそれと同一の形
状を有しているが、第５ｃ図の横軸は第５Ｂ図の画像信
号Ｓ１／を、画像処理装置に入力された画像信号８３′
と読み替え、縦軸は第５Ｂ図の画像信号８２′を、画像
信号８３′の階調補正後の画像信号Ｓ３Ｊと読み替えた
ものである。たとえば画像処理装置７ｏに入力された階
調補正前の画像信号８３′のある画素点の値が拐′であ
ったとすると、３０階２は第５ｃ図に示すように階調補
正曲線を用いて８３′に補正される。

以上のようにして画像処理装置７ｏにおいて階調の補正
された画像信号８３″は、さらに階調以外の適切な画像
処理が施された後、画像再生装置８゜に入力される。

第６図は、画像再生装置８ｏの一例の概略を示した概略
構成図である。

再生画像記録用写真フィルム８１が１枚ずつ画像再生装
置８Ｇ内に送られ、フィルム搬送手段８２により矢印方
向に搬送される。尚この写真フィルム８１は、前述した
写真フィルム５１とはその特性や撮影において使用する
光（放射線を含む）等が全く異なった異種の写真フィル
ムである。写真フィルム８１が搬送されて画像記録部８
３に達すると、レーザ光源８４から発せられた記録用光
ビーム８５がミラー８６、光変調器８７．ミラー８８．
ガルバノメータミラー８９を経由して、写真フィルム８
１上を走査する。

前述した階調補正後の画１象信号８３′は画像再生装置
８０の演算部９１に入力される。該演算部９１では入力
された画像信号８３″を写真フィルム８１の特性曲線に
合うように変更を加えるとともに光変調器８７を駆動す
るための必要な変更を加え、上記走査の際、変更後の画
像信号Ｓ、が光変調器８７に入力され、この画像信号Ｓ
４に基づいて記録用光ビーム８５が強度変調され、写真
フィルム８１上に放射線画像が再生記録される。再生記
録部８３を通過した写真フィルム８１は現像袋２９０で
現像、定着され上記放射線画像が可視画像として再生さ
れる。

この再生された可視画像は、前述したフィルム５１上に
記録されたファントム２の画像とその階調が一致するよ
うに補正された画像である。

このように２つの放射線画像からそれぞれ読み取って得
た画像信号Ｓ１＋Ｓｚ’を直接比較して階調補正曲線を
求めることにより、フィルム５１に記録された放射線画
像と実用上はとんど区別し得ない程度に階調が一致した
再生画像を得ることができる。

尚、上記実施例における各装置は単に一例を示したもの
であり、本発明の実施１こ用いる各装置の構成は上記実
施例に示したものに限られるものではない。

また、上記実施例は写真フィルム８１上に再生画像を得
るシステムについて説明したが、本発明は、例えば再生
画像をＣＲＴデイスプレィに表示するシステム等にも適
用できはることももちろんである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の再生画像の階調決
定方法は、ＩＦとフィルムに記録された同一被写体の２
つの放射線画像がら得た２つの画像信号の対応関係を求
め、該対応関係に基づいて、再生画像の階調をフィルム
に記録された放射線画像の階調に合わせるための階調補
正曲線を求め、該階調補正曲線により再生画像の階調を
定めるようにしたため、試行錯誤的に階調を合わせる煩
られしさや時間の無駄等を排除して、必要時にただちに
階調の合った再生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図は、本発明の再生画像の階調決定方
法の一実施例に係る、それぞれ準備段階、および実処理
段階における各ステップを表わしたブロック図、 第２図は、第１Ａ図、第１Ｂ図に示した撮影装置の概略
を示した図、 第３図は、蓄積性蛍光体シー）−（ＩＰ）に蓄積記録さ
れた放射線画像を読み取るＩＰ読取装置の概略構成を示
した斜視図、 第４図は、写真フィルムに記録された放射線画像を読み
取るフィルム読取装置の概略構成を示した斜視図、 第５Ａ図〜第５Ｃ図は、画像処理装置で行なわれる処理
方法を説明するためのグラフ、第６図は、画像再生装置
の一例の概略を示した概略構成図である。 １・・・撮影装置　　　　　２・・・ファントム３・・
・放射線源　　　　　１０・・・ＩＰ読取装置１１・・
・蓄積性蛍光体シート（ＩＰ）１４・・・レーザ光源　
　　　１９・・・輝尽発光光２０・・・光ガイド ２１・・・フォトマルチプライヤ ５０・・・フィルム読取装置　５１・・・写真フィルム
５４・・・レーザ光源　　　　６０・・・光ガイドＢ１
・・・フォトマルチプライヤ ７０・・・画像処理装置　　　８０・・・画像再生装置
８１・・・画像再生記録用写真フィルム８４・・・レー
ザ光源　　　　８ト・光変調器９０・・・現像機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シートの各点から
   発せられた輝尽発光光を読み取って得た画像信号に基づ
   く再生画像の階調を、写真フィルムに記録された放射線
   画像の階調に合わせる階調決定方法であって、 同一の被写体を前記蓄積性蛍光体シートと前記写真フィ
   ルムの双方に撮影記録し、該撮影記録の行なわれた蓄積
   性蛍光体シートの各点から発せられた輝尽発光光を読み
   取って第一の画像信号を得るとともに、該撮影記録の行
   なわれた写真フィルムの各点の濃度を読み取って第二の
   画像信号を得、前記蓄積性蛍光体シートと前記写真フィ
   ルムに記録された前記被写体の２つの放射線画像の、互
   いに対応する各画素点の前記第一および第二の画像信号
   の対応関係を求め、該対応関係に基づいて、前記再生画
   像の階調を前記写真フィルムに記録された放射線画像の
   階調に合わせるための階調補正曲線を求め、該階調補正
   曲線により前記再生画像の階調を定めることを特徴とす
   る再生画像の階調決定方法。