JPH0669447B2 - X-ray image processing device - Google Patents

X-ray image processing device

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JPH0669447B2
JPH0669447B2 JP1341677A JP34167789A JPH0669447B2 JP H0669447 B2 JPH0669447 B2 JP H0669447B2 JP 1341677 A JP1341677 A JP 1341677A JP 34167789 A JP34167789 A JP 34167789A JP H0669447 B2 JPH0669447 B2 JP H0669447B2
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image
recursive filter
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frame
value
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はX線テレビジョンカメラにより得たX線画像
の映像信号を処理する装置,特にノイズリダクションの
ための画像処理装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for processing a video signal of an X-ray image obtained by an X-ray television camera, and more particularly to an image processing apparatus for noise reduction.

〔従来技術〕[Prior art]

X線テレビジョンカメラを用いたX線透視システムで
は,被検者に対するX線被爆を抑えるためにX線量を増
大できず,その結果得られる透視画像にノイズが含まれ
ることは避けられない。
In an X-ray fluoroscopy system using an X-ray television camera, the X-ray dose cannot be increased in order to suppress X-ray exposure to a subject, and it is inevitable that the resulting fluoroscopic image contains noise.

そこで従来では,映像信号をリカーシブィルタ(時間的
再帰フィルタ)を通して残像効果を与えるという画像処
理によるノイズリダクションを行なうようにしている。
Therefore, conventionally, noise reduction is performed by image processing in which an afterimage effect is given to a video signal through a recursive filter (temporal recursive filter).

リカーシブフィルタは第2図に示すように,1フレーム分
の画像を蓄えるフレームメモリ(1)を使用し、これに
蓄えた以前のフレームの画像を各画素の値Sを乗算器
(2)で(1−A)倍(但し0<A<1)したものを加
算器(3)において,現時点で得られた画像の各画素I
を乗算器(4)でA倍したものに加えて 1A+S(1−A) の演算(加重平均)を行い、その結果でフレームメモリ
(1)を書き換えることにより,リカーシブフィルタが
構成される。
As shown in FIG. 2, the recursive filter uses a frame memory (1) that stores an image for one frame, and the image of the previous frame stored in this is stored in a multiplier (2) with the value S of each pixel ( 1-A) times (where 0 <A <1) is added to each pixel I of the image obtained at the present time in the adder (3).
Is multiplied by A in the multiplier (4), 1A + S (1-A) is calculated (weighted average), and the result is rewritten in the frame memory (1) to form a recursive filter.

ここでAはリカーシブフィルタの係数といわれるもの
で,Aの値を大きくする程リカーシブフィルタの効果が弱
く残像が短くなり(A=1なら残像は付加されない),
逆に小さくなる程リカーシブフィルタの効果が強く残像
が長くなり,ノイズリダクショ作用が増大する。
Here, A is called the coefficient of the recursive filter. The larger the value of A, the weaker the effect of the recursive filter and the shorter the afterimage (when A = 1, the afterimage is not added),
On the contrary, the smaller the value, the stronger the effect of the recursive filter and the longer the afterimage, and the noise reduction effect increases.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記リカーシブフィルタにおいてAの値を小さくし,リ
カーシブフィルタの効果を強くする程ノイズが低減しS
/N比は向上 するが,動きのある画像に対しては,残像効果が画像の
ずれ(運動ボケ)となって現われ,分解能やコントラス
トの低下による画質劣化が生じるので,かえって見ずら
くなる。
In the above recursive filter, the noise is reduced as the value of A is reduced and the effect of the recursive filter is enhanced.
/ N ratio improved However, for a moving image, the afterimage effect appears as an image shift (movement blur), and the image quality deteriorates due to a reduction in resolution and contrast, which is rather difficult to see.

逆に運動ボケを抑えるためにAの値を大きくし,リカー
シブフィルタの効果を弱くすると,残像効果が付与され
ず,ノイズリダクション作用が小さく,S/Nが改善され
ないという,相反する問題がある。
On the contrary, if the value of A is increased to suppress the motion blur and the effect of the recursive filter is weakened, there is a conflicting problem that the afterimage effect is not given, the noise reduction effect is small, and the S / N is not improved.

なお,リカーシブフィルタはAの値により残像効果の度
合いが変わるので,透視画像を見ながら,被写体の運動
の大きさに応じてAの値を調整することも考えられる
が,このようなことは至難の業である。
Since the degree of the afterimage effect of the recursive filter changes depending on the value of A, it may be possible to adjust the value of A according to the magnitude of the motion of the subject while observing the fluoroscopic image, but this is extremely difficult. It is the work of.

この発明は上記に鑑み,被写体の運動が大きいときはそ
の大きさに応じて残像効果を弱めるか,残像を付加しな
いようにし,運動が小さくなるにつれて残像効果による
ノイズリダクションが行なえるようにした,X線画像処理
装置を提供することを目的とする。
In view of the above, the present invention reduces the afterimage effect according to the magnitude of the motion of the subject or does not add the afterimage so that noise reduction due to the afterimage effect can be performed as the motion becomes smaller, An object is to provide an X-ray image processing device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明によるX線画像処理装置は,リカーシブフィル
タを経た画像信号と現時の画像信号の各画素毎の差分値
の一画面(1フレーム)の総和を求める運動検出手段
と,この検出手段の出力に応じて,現時の画像信号とリ
カーシブフィルタを経た画像信号との次画像(次フレー
ム)の混合割合を1フレーム毎に決定する手段とを備え
ることを特徴とする。
The X-ray image processing apparatus according to the present invention provides a motion detection means for obtaining the sum of one screen (one frame) of the difference value for each pixel between the image signal passed through the recursive filter and the current image signal, and an output of this detection means. Accordingly, there is provided a means for determining, for each frame, the mixing ratio of the next image (next frame) of the current image signal and the image signal that has passed through the recursive filter.

〔作用〕[Action]

X線透視映像系からの映像信号は,リカーシブフィルタ
を通すことで,それ以前の複数の画像との間での所定の
残像効果を得ることができ,被写体の静止時に適した最
適なノイズリダクションを行ない,S/N比を改善でき
る。
The image signal from the X-ray fluoroscopic image system can be passed through a recursive filter to obtain a predetermined afterimage effect with a plurality of images before that, and an optimum noise reduction suitable for a stationary subject can be obtained. Can improve the S / N ratio.

運動検出手段は現時の画像信号とリカーシブフィルタを
通った画像(以下リカースブフィルタ像という)の画像
信号とが各画素毎に比較し,その差分値を検出すると共
にその差分値の1フレーム分の総和を演算する。混合割
合を決定する手段は運動検出手段の出力に基づいて次フ
レームの現時の画像信号とリカーシブフィルタを経た画
像信号との混合比を決定する。
The motion detecting means compares the current image signal with the image signal of the image that has passed through the recursive filter (hereinafter referred to as recursive filter image) for each pixel, detects the difference value, and detects the difference value for one frame. Calculate the sum. The means for determining the mixing ratio determines the mixing ratio between the current image signal of the next frame and the image signal passed through the recursive filter based on the output of the motion detecting means.

したがって,被写体の動きが大きい場合は運動検出手段
の出力(差分値の総和値)が大きくなり,出力画像の現
時の画像の比率が大きくなり,残像に影響されない透視
画像が得られ,他方被写体の動きが小さい,ないし動き
のない場合は,運動検出手段の出力(差分値の総和量)
が小さくなり,出力画像のリカーシブフィルタ像の比率
が大きくなり,リカーシブフィルタの残像効果によるノ
イズリダクションがより多く行なわれることになり,S/
N比が向上する。
Therefore, when the movement of the subject is large, the output of the motion detection means (the sum of the difference values) becomes large, the ratio of the current image of the output images becomes large, and a perspective image that is not affected by the afterimage is obtained, while When the movement is small or there is no movement, the output of the movement detection means (sum of difference values)
Becomes smaller, the ratio of the recursive filter image in the output image becomes larger, and noise reduction due to the afterimage effect of the recursive filter is performed more.
The N ratio is improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下この発明の一実施のブロック図を示す第1図に基づ
いて説明する。
An explanation will be given below based on FIG. 1 showing a block diagram of one embodiment of the present invention.

図において,X線テレビジョンカメラから得られたX線透
視像の映像信号は,A/D変換器(5)を経てディジタル
信号に変換され,乗算器(4)に送られてA倍された後
加算器(3)に入力される。フレームメモリ(1)には
これにより前の時点のフレームの映像信号が記憶されて
おり,これが読出されて乗算器(2)により(1−A)
倍され,加算器(3)に入力される。
In the figure, a video signal of an X-ray fluoroscopic image obtained from an X-ray television camera is converted into a digital signal through an A / D converter (5), sent to a multiplier (4) and multiplied by A. It is input to the post-adder (3). The frame memory (1) thus stores the video signal of the frame at the previous time point, which is read out by the multiplier (2) (1-A).
It is multiplied and input to the adder (3).

この加算器(3)の出力は乗算器(6)で(1−B)倍
され加算器(7)に送られると共に運動検出器(13)を
構成する減算器(8)に送られる。
The output of the adder (3) is multiplied by (1-B) in the multiplier (6) and sent to the adder (7) and to the subtractor (8) which constitutes the motion detector (13).

また,A/D変換器(5)の出力は減算器(8)に送られ
ると共に乗算器(9)でB倍され,加算器(7)に送ら
れる。加算器(7)の出力は,フレームメモリ(1)に
送られて画素毎に記憶の更新が行なわれていると共にD
/A変換器(10)を径てアナログ信号に戻されて図示し
ないテレビジョンモニター装置などに出力される。
The output of the A / D converter (5) is sent to the subtractor (8), multiplied by B in the multiplier (9), and sent to the adder (7). The output of the adder (7) is sent to the frame memory (1) to update the memory for each pixel and D
The A / A converter (10) is passed through the A / A converter (10) to be converted into an analog signal and output to a television monitor device (not shown).

ここで,ある時点でカメラから送られてきた1フレーム
のある画素の信号をI,このときのフレームメモリ(1)
の記憶されていたと同じ画素の信号をSとすると,加算
器(7)の出力P,つまりこの加算器(7)の出力で書き
換えられるフレームメモリ(1)の上記の画素信号は P=IB+{IA+S(1−A)}(1−B) となる。
Here, the signal of a certain pixel of one frame sent from the camera at a certain time is I, and the frame memory at this time (1)
If the signal of the same pixel as that stored in S is S, the output P of the adder (7), that is, the above pixel signal of the frame memory (1) rewritten by the output of this adder (7) is P = IB + { IA + S (1-A)} (1-B).

減算器(8)にはA/D変換器(5)からの現時の映像
出力と加算器(3)の出力(リカーシブフィルタを経た
出力)が送られており,これらが画素毎に引き算され,
その差分値の絶対値が検出される。減算器(8)の出力
は減算器と共同して運動検出器を構成する非線形処理回
路(11)を経て演算回路(12)に与えられ,前記差分値
の絶対値の1フレーム間の総和が演算され,この総和値
は1フレーム間における被写体の運動(動き)の大きさ
に対応して変化する。被写体の運動が大きい場合には総
和値も大きくなり,小さい場合は総和値は小さくなり,
被写体が静止している場合は総和値はゼロとなる。
The current video output from the A / D converter (5) and the output of the adder (3) (output through the recursive filter) are sent to the subtractor (8), and these are subtracted for each pixel,
The absolute value of the difference value is detected. The output of the subtractor (8) is given to an arithmetic circuit (12) via a non-linear processing circuit (11) that constitutes a motion detector in cooperation with the subtractor, and the sum of absolute values of the difference values for one frame is calculated. The total value calculated is changed according to the magnitude of the motion of the subject during one frame. If the motion of the subject is large, the sum value will be large, and if it is small, the sum value will be small.
When the subject is stationary, the total value is zero.

そこで,この総和値に応じて乗算器(6),(9)に与
える乗算係数(1−B),Bの値が変えられる。すなわ
ち,A/D変換器(5)からの入力画像データが静止画
像,または運動の大きさが小さい場合には,演算回路
(12)の出力は小さくなり,この場合には乗算器(9)
の係数Bの値を小さく(但し0<B<1),すなわち乗
算器(6)の係数(1−B)は大きくなる。(但し0<
1−B<1) したがって出力像に対するリカーシブフィルタ像の比率
が大きくなり,S/N比が向上する。
Therefore, the values of the multiplication coefficients (1-B) and B given to the multipliers (6) and (9) are changed according to the total value. That is, when the input image data from the A / D converter (5) is a still image or the magnitude of motion is small, the output of the arithmetic circuit (12) becomes small, and in this case, the multiplier (9)
The value of the coefficient B of is small (where 0 <B <1), that is, the coefficient (1-B) of the multiplier (6) is large. (However, 0 <
1-B <1) Therefore, the ratio of the recursive filter image to the output image is increased and the S / N ratio is improved.

逆に,入力画像データが動画の場合には,乗算器(12)
の出力(画面全体の総動き量を示す値)は大きくなる。
この場合には乗算器(6),(9)の係数Bの値を大き
くする(0<B<1)ことにより,出力にしめる現時の
画像の比率を大きくする。
Conversely, if the input image data is a moving image, the multiplier (12)
Output (a value indicating the total amount of movement of the entire screen) becomes large.
In this case, the value of the coefficient B of the multipliers (6) and (9) is increased (0 <B <1) to increase the ratio of the current image to be output.

すなわち,被写体の動きにより入力画像データの動きが
大きい場合には,出力像にしめる現時の画像の比率を大
きくし,残像を抑え,動きが小さい場合には出力像にし
めるリカーシブフィルタ像の比率を大きくすることによ
り残像効果を大きくし,それによるノイズリダクション
が行なわれS/N比が大きく改善される。なお,具体的
にはあるフレーム(ある時点)での差分値の絶対値の総
和をとり,次のフレームにおける乗算器(6)(9)の
係数を変化させる。すなわち,フレーム単位(標準テレ
ビジョン方式,525本/60Hzでは33.3msec単位)でリカー
シブフィルタ像と現時の画像の混合比率を変化させる。
That is, when the motion of the input image data is large due to the motion of the subject, the ratio of the current image to be included in the output image is increased, the afterimage is suppressed, and when the motion is small, the ratio of the recursive filter image to be included in the output image is increased. As a result, the afterimage effect is increased, noise reduction is performed thereby, and the S / N ratio is greatly improved. In addition, specifically, the sum of the absolute values of the difference values at a certain frame (at a certain time point) is calculated, and the coefficients of the multipliers (6) and (9) in the next frame are changed. That is, the mixing ratio of the recursive filter image and the current image is changed in frame units (standard television system, 525 lines / 60 Hz, 33.3 msec unit).

〔変形実施例〕[Modified Example]

(1)乗算器(2),(4)としては,ルックア・アッ
プテーブルを用いることができる。
(1) Look-up tables can be used as the multipliers (2) and (4).

ルックアップテーブルを用いれば,被検体の部位,なら
びに,モニタの映出された透視像を見ながら,観察者の
好みも加味して,部位に適切な残像を付加するようにリ
カーシブフィルタの係数Aの値を選択・設定できる。
If a look-up table is used, the coefficient A of the recursive filter is added so as to add an appropriate afterimage to the site while taking into consideration the preference of the observer while viewing the site of the subject and the perspective image displayed on the monitor. The value of can be selected and set.

(2)運動検出器の出力で係数Bの値が設定される乗算
器(6)(9)は,差分値の絶対値の1フレーム間の総
和値と現時の画像の画素値,リカーシブフィルタ像の画
素値をそれぞれ入力とするルックアップテーブルを用い
てもよい。
(2) The multipliers (6) and (9) in which the value of the coefficient B is set by the output of the motion detector are the sum of absolute values of the difference values for one frame, the pixel value of the current image, the recursive filter image. You may use the look-up table which inputs each pixel value of.

このようにすれば,実施例の非線形処理回路(11)は省
略できる。
In this way, the nonlinear processing circuit (11) of the embodiment can be omitted.

(3)運動検出器で,現時の画像信号とリカーシブフィ
ルタを経た画像信号の各画素毎の差分値の絶対値を検出
するようにしたが,差分値の正,または負の値を検出
し,それの1フレーム間の総和を検出するようにしても
よい。
(3) The motion detector detects the absolute value of the difference value of each pixel between the current image signal and the image signal that has passed through the recursive filter. However, it detects the positive or negative difference value, You may make it detect the sum total in 1 frame of it.

〔効果〕〔effect〕

この発明のX線画像処理装置によれば、運動が大きくな
ったり、小さくなったりする被写体に対し,運動状態に
応じて現時の雅号とリカーシブフィルタ像との混合割合
が自動的に変化する。すなわち運動が大きくなると残像
効果を抑えるか,残像効果を与えないようにし,運動が
小さくなると残像効果を与えて,最適なノイズリダクシ
ョンを行ないS/Nを向上させる。
According to the X-ray image processing apparatus of the present invention, the mixing ratio of the current Masato and the recursive filter image automatically changes depending on the motion state for a subject whose motion increases or decreases. That is, when the movement becomes large, the afterimage effect is suppressed or the afterimage effect is not given, and when the movement becomes small, the afterimage effect is given, and optimum noise reduction is performed to improve the S / N.

その結果,被写体の運動の大きさに関係なく,診断に有
効なX線透視画像が得られる。
As a result, an X-ray fluoroscopic image effective for diagnosis can be obtained regardless of the size of the motion of the subject.

また,1フレームの各画素毎の差分値の総和,すなわち1
フレーム(すなわち画面全体)の総動き量で,次フレー
ムの現時の画像とリカーシブフィルタを経た画像の混合
割合(比率)を変化させるようにしているので,チラッ
キならびに階調の突変のない鮮明な画像が得られる。
Also, the sum of the difference values for each pixel in one frame, that is, 1
The total amount of motion of the frame (that is, the entire screen) changes the mixing ratio (ratio) between the current image of the next frame and the image that has passed through the recursive filter. An image is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図,第2図は従
来例のブロック図である。 (1):フレームメモリ、(2)(4)(6)(9):
乗算器 (3)(7):加算器、(5):A/D変換器 (10):D/A変換器、(13):運動検出器 ((8)……減算器、(11)……非線形回路,(12)…
…演算回路)
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional example. (1): Frame memory, (2) (4) (6) (9):
Multiplier (3) (7): Adder, (5): A / D converter (10): D / A converter, (13): Motion detector ((8) ... subtractor, (11) …… Non-linear circuit, (12)…
(Arithmetic circuit)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数画像間での残像効果を与えるリカーシ
ブフィルタと、現時の画像信号と前記リカーシブフィル
タを経た画像信号とを混合する混合手段と、現時の画像
信号とリカーシブフィルタを経た画像信号との各画素毎
の差分値の1画面(1フレーム)の総和を求める運動検
出手段と、 この運動検出手段の出力信号に基づいて前記混合手段の
次画像(次フレーム)の混合割合を1画面(1フレー
ム)毎に決定する手段とを備え、前記混合手段の出力で
前記リカーシブフィルタのフレームメモリを書き換える
ようにしたことを特徴とするX線画像処理装置。
1. A recursive filter for applying an afterimage effect between a plurality of images, a mixing means for mixing a current image signal and an image signal passed through the recursive filter, and a current image signal and an image signal passed through the recursive filter. Motion detecting means for obtaining the sum of the difference values for each pixel of one screen (one frame), and the mixing ratio of the next image (next frame) of the mixing means based on the output signal of this motion detecting means for one screen ( X-ray image processing apparatus, characterized in that the frame memory of the recursive filter is rewritten by the output of the mixing means.
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