JPH0951890A - Ｘ線透視撮影方法及びｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線透視若しくはＸ線撮影の少なくとも一方
を行うＸ線透視撮影において、撮像手段の感度むらを補
正して良好な画像を得ることができるＸ線透視撮影方法
及びＸ線透視撮影装置を実現する。 【解決手段】 測定空間にＸ線を照射し、この測定空間
に載置された被検体を透過して入射するＸ線を画像信号
に変換し、この画像信号をディジタル画像データに変換
し、このディジタル画像データを記録若しくは再生する
ことでＸ線透視若しくはＸ線撮影の少なくとも一方を行
うＸ線透視撮影方法において、被検体を載置しない測定
空間に一様なＸ線を照射し（ステップ１）、一様なＸ線
照射を受けてディジタル画像データを生成し、このディ
ジタル画像データのデータ値の違いから感度むらデータ
を生成し（ステップ２，３）、被検体を載置してＸ線を
照射して得られたディジタル画像データから感度むらデ
ータを差し引いて（ステップ５）、ディジタル画像デー
タを記録若しくは再生することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線透視撮影方法及
びＸ線透視撮影装置に関し、更に詳しくは、測定空間に
Ｘ線を照射し、この測定空間に載置された被検体を透過
して入射するＸ線を画像信号に変換し、この画像信号を
ディジタル画像データに変換し、このディジタル画像デ
ータを記録若しくは再生することでＸ線透視若しくはＸ
線撮影の少なくとも一方を行うＸ線透視撮影において、
撮像手段の感度むらを補正して良好な画像を得ることが
できるＸ線透視撮影方法及びＸ線透視撮影装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線透視撮影装置の構成を図４に
示す。この図４に示す構成のＸ線透視撮影装置において
は、制御部１からの指示によりＸ線制御部２の制御に基
づいて高圧発生部３が所定の高圧を発生し、この高圧に
よりＸ線管４が必要なＸ線照射を行う。そして、天板５
上の被検体６の透視像をイメージインテンシファイア
（Image Intensifier ：I.I.）７で可視像にすると共に
増強し、この可視像をテレビカメラ８で撮像する。

【０００３】そして、テレビカメラ８からの映像信号を
Ａ／Ｄ変換器９でディジタルデータとしての撮像データ
（イメージデータ）に変換して画像処理部１０で必要な
各種画像処理を行う。この画像処理された撮像データを
Ｄ／Ａ変換器１１でアナログの映像信号に戻し、表示部
１２に供給して画像表示をするような構成になってい
る。ここで、連続的にＸ線の照射を行って表示部１２に
画像表示を続けることを透視という。

【０００４】また、瞬間的なＸ線の照射を行って、被検
体を透過したＸ線をフィルムに照射することをアナログ
撮影といい、また、被検体を透過したＸ線を画像処理し
て画像記録部に格納することをディジタル撮影と言う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テレビカメ
ラ８の撮像手段として使用されている撮像管では、焼き
付きと呼ばれる感度低下の現象が発生することが知られ
ている。この焼き付きとは、他の部分に比較して強い光
が長時間当たった部分の感度が低下する現象であり、程
度の違いはあっても各種の撮像管で発生することが知ら
れている。

【０００６】図５はこの焼き付きの様子を模式的に示し
た説明図である。円内は撮像管の撮像範囲を示してい
る。また、その円内の四角の範囲はＸ線の照射野の範囲
であり、何等かの画像がI.I.から得られる範囲である。
このような場合、四角で囲まれた範囲で焼き付きが発生
し、感度が低下する。また、このような範囲のうち、定
常的に更に強い光があたる部分があれば局部的に感度が
低下するようにもなる。また、I.I.においても似たよう
な現象が発生することもある。

【０００７】従って、本来均一な部分であっても表示部
で表示される画像において濃度差が発生することにな
り、特に画像診断などの分野では支障をきたすことにな
る。本発明は上記問題を解決するためになされたもの
で、その目的は、撮像手段の感度むらを補正することが
可能なＸ線透視撮影方法を実現することである。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、撮像手段の
感度むらを補正することが可能なＸ線透視撮影装置を実
現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本件出願の発明者は、焼
き付きを生じた撮像手段の欠点を改良すべく鋭意研究を
行った結果、Ｘ線透視撮影装置に用いられている画像処
理部を利用して感度むらを検出して容易に補正する手法
を見出し、本発明を完成させたものである。

【００１０】従って、課題を解決する手段である本発明
は以下のように構成されたものである。第１の発明は、
測定空間にＸ線を照射し、この測定空間に載置された被
検体を透過して入射するＸ線を画像信号に変換し、この
画像信号をディジタル画像データに変換し、このディジ
タル画像データを記録若しくは再生することでＸ線透視
若しくはＸ線撮影の少なくとも一方を行うＸ線透視撮影
方法において、被検体を載置しない測定空間に一様なＸ
線を照射し、一様なＸ線照射を受けてディジタル画像デ
ータを生成し、このディジタル画像データのデータ値の
違いから感度むらデータを生成し、被検体を載置してＸ
線を照射して得られたディジタル画像データから感度む
らデータを差し引いたディジタル画像データを記録若し
くは再生することを特徴とするＸ線透視撮影方法であ
る。

【００１１】この第１の発明では、被検体を載置しない
測定空間に一様なＸ線を照射して感度むらデータを生成
し、被検体を載置してＸ線を照射して得られたディジタ
ル画像データから感度むらデータを差し引いてディジタ
ル画像データを記録若しくは再生する。

【００１２】この結果、Ｘ線透視撮影方法において、撮
像手段の感度むらを補正して透視撮影することが可能に
なる。第２の発明は、測定空間にＸ線を照射するＸ線照
射手段と、測定空間に載置された被検体を透過して入射
するＸ線を画像信号に変換するＸ線撮像手段と、Ｘ線撮
像手段からの画像信号をディジタル画像データに変換す
るＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段で変換されたディ
ジタル画像データを記録若しくは再生することでＸ線透
視若しくはＸ線撮影の少なくとも一方を行う記録再生手
段とを備えたＸ線透視撮影装置であって、前記Ｘ線照射
手段が一様なＸ線を被検体を載置しない測定空間に照射
したときの前記Ｘ線撮像手段から得られる画像信号をＡ
／Ｄ変換して感度むらデータを生成する感度むらデータ
生成手段と、被検体を載置してＸ線を照射して得られた
ディジタル画像データから前記感度むらデータ生成手段
により生成された感度むらデータを差し引くことで記録
若しくは再生用のディジタル画像データを生成する減算
手段と、を備えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置で
ある。

【００１３】この第２の発明では、被検体を載置しない
測定空間に一様なＸ線を照射して感度むらデータを生成
し、被検体を載置してＸ線を照射して得られたディジタ
ル画像データから感度むらデータを差し引いてディジタ
ル画像データを記録若しくは再生する。

【００１４】この結果、Ｘ線透視撮影装置において、撮
像手段の感度むらを補正して透視撮影をすることが可能
になる。また、上述の第２の発明における感度むらデー
タ生成手段として現フレームのディジタル画像データと
前フレームのディジタル画像データとをそれぞれ重み付
け加算するリカーシブフィルタを用いることが、感度む
らデータを効率的に生成できる点で好ましい。

【００１５】更に、上述の第２の発明における感度むら
データ生成手段として、透視に使用する第１の係数と、
この第１の係数より時定数の大きい第２の係数とを備
え、この第２の係数を用いてリカーシブフィルタが現フ
レームのディジタル画像データと前フレームのディジタ
ル画像データとをそれぞれ重み付け加算して感度むらデ
ータを生成するものであることが、感度むらデータの生
成と透視とを両立する点で好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のＸ線透視撮
影方法の処理手順を示すフローチャート、図２はＸ線透
視撮影方法を実行するためのＸ線透視撮影装置の構成を
示す構成図、図３はＸ線透視撮影装置の画像処理の主要
部の構成を示す構成図である。

【００１７】まず、図２及び図３を参照してＸ線透視撮
影装置の構成並びにＸ線透視撮影装置の基本的動作を説
明する。尚、この図２において、従来例を説明した図４
と同一物には同一番号を付してある。

【００１８】この図２に示す構成のＸ線透視撮影装置に
おいては、制御部１からの指示によりＸ線制御部２の制
御に基づいて高圧発生部３が所定の高圧を発生し、この
高圧によりＸ線管４が必要なＸ線照射を行う。

【００１９】そして、天板５上の被検体６の透視像をイ
メージインテンシファイア（ImageIntensifier ：I.
I.）７で可視像にすると共に増強し、この可視像をテレ
ビカメラ８で撮像する。

【００２０】そして、テレビカメラ８からの映像信号を
Ａ／Ｄ変換器９でディジタルデータとしての撮像データ
（イメージデータ）に変換して、後述する画像処理部２
０で必要な各種画像処理を行う。

【００２１】この画像処理された撮像データをＤ／Ａ変
換器１１でアナログの映像信号に戻し、表示部１２に供
給して透視像の画像表示をするような構成になってい
る。また、画像処理部２０で処理された撮像データを画
像記録部３０に格納し、必要に応じて表示部１２に供給
して撮影像の画像表示をするよう構成されている。

【００２２】ここで、画像処理部２０について説明す
る。まず、画像処理部２０の中心的役割を果たすフレー
ム加算処理部２２について説明する。Ｘ線透視撮影の際
に、撮像された画像のイメージデータに含まれるランダ
ムノイズ（random noise）を低減してＳＮ比（Signal t
o Noise Ratio ）を改善するために、回帰的フィルタを
使用したフレーム加算処理が行なわれる。

【００２３】このフレーム加算処理とは、フレーム間の
相関が高い静止画において、時間軸方向に隣接するフレ
ームのイメージデータを所定の割合で加算してイメージ
データのＳＮ比を改善する処理である。

【００２４】このフレーム加算処理は、図３に示すよう
な構成のフレーム加算処理回路２２により行なわれる。
すなわち、入力されたイメージデータは積算部２２ａで
制御部１からの係数により（１−ａ）倍され、更に加算
部２２ｂでフレームメモリ２２ｃを経由した１フレーム
前のイメージデータが積算部２２ｄでａ倍されたものと
加算されて出力される。

【００２５】尚、この場合の係数ａは０から１の間の範
囲であり、ａ＝０でフレーム加算処理停止状態であり、
ａが大きくなる程ＳＮ比改善効果が大きくなる。この場
合、フレームメモリ２２ｃにより過去（時間軸方向）の
イメージデータが所定の割合で回帰的に加算されるた
め、図３の構成が回帰的フィルタまたはリカーシブフィ
ルタと呼ばれることがある。

【００２６】尚、以上のフレーム加算の過去のイメージ
データについての定数ａが大きくなるにつれて、過去の
イメージデータの割合が大きくなるために、動画のイメ
ージデータが入力された場合には残像（ｌａｇ）の発生
が問題となることがある。

【００２７】このようなフレーム加算処理において、例
えばＳＮ比が等しいイメージデータについて、ａ＝０．
５の比率で等しい割合で加算した場合を考える。この場
合、ノイズの位相や振幅はランダムであるのでノイズ成
分は+3dBになるのに対し、信号の位相及び振幅は等しい
ため信号成分は+6dBになる。従って、結果としてＳＮ比
が3dB 改善されることになる。

【００２８】尚、実際には、加算するイメージデータの
うち回帰的フィルタにより前フレームのイメージデータ
は既にＳＮ比が改善されたものであるために、加算する
イメージデータ同士のＳＮ比は等しいものではないこと
が多い。また、残像（lag）の発生を抑えるために、加
算の比率も１：１でないことがある。従って、ＳＮ比の
改善の度合は上述の説明とは異なった値になることが多
いが、図３に示したように比較的簡単な回路でフレーム
加算処理が実現できるために、Ｘ線透視撮影装置以外に
も各種の画像処理装置で広く使用されている。

【００２９】ここで、図１のフローチャートを参照して
本発明のＸ線透視撮影装置の画質改善の基本的な処理手
順を説明する。まず、感度むらデータ生成用にフレーム
加算処理の定数ａを調整する（図１ステップ１）。通常
の透視撮影状態では透視の画質改善効果を得るために残
像の影響を考慮しつつ、残像が目立たない程度に定数ａ
を定めている。ここではＳＮ比の最大限の改善を得るよ
うな長い時定数の定数ａ′を制御部１が設定してフレー
ム加算処理部２２に供給する。

【００３０】一例として、通常の定数ａの２倍以上の時
定数を有するような定数ａ′を定めることで、以下に説
明する感度むらデータの生成に充分な効果が得られる。
そして、均一な物質（水や空気など）を用意して、この
均一な物質にＸ線を照射し、透視像をテレビカメラ８で
撮像する。このテレビカメラ８からの映像信号をＡ／Ｄ
変換器９でディジタルデータとしてのイメージデータに
変換する。

【００３１】このとき、メモリ２４は空であるか、若し
くは制御部１により全領域に０の値が書込まれている。
このため、Ａ／Ｄ変換器９からのイメージデータは加算
部２１をそのまま通過して、フレーム加算処理部２２に
供給される。

【００３２】フレーム加算処理部２２では既にフレーム
加算処理の定数ａが感度むらデータ生成用の定数ａ′に
変更されており、充分に大きな時定数でフレーム加算処
理が実行される。

【００３３】このように均一な物質の透視画像を処理し
た結果、撮像手段（テレビカメラ８に使用されている撮
像管やI.I.７）の感度むらを表すイメージデータが得ら
れる。この感度むらとしては、撮像管の焼き付きなどが
主なものである。そして、この感度むらを含むイメージ
データを制御部１からの指示によりメモリ２３に格納す
る（図１ステップ２）。

【００３４】ここで制御部１は、メモリ２３に格納され
た感度むらを含むイメージデータから、感度むらそのも
のを意味する感度むらデータを生成する（図１ステップ
３）。この感度むらデータとは、メモリ２４に格納して
おいて減算器２１で撮像データから減じるためのデータ
であり、一様な輝度の部分を差し引いたデータ等を意味
する。このため、例えば、メモリ２３に格納された感度
むらを表すイメージデータの全画素の画素値の平均値を
求め、各画素の画素値からこの平均値を減算したものを
感度むらデータとすることが考えられる。または、撮像
に用いた均一な物質のＸ線透過率や厚み及びＸ線強度か
ら、上述の平均値相当の値を予測して減算を行なっても
良い。更に、一定の値（画素あたり２５６階調であると
した場合、例えば、１２８）を減算しても良い。このよ
うにして制御部１が感度むらデータを生成し、メモリ２
４に格納する。

【００３５】尚、以上は一定時間の透視を行っていると
きにリカーシブフィルタを用いて感度むらデータを生成
する場合であるが、ディジタル撮影によって均一な被検
体を撮影して得られたイメージデータを感度むらデータ
とすることも可能である。

【００３６】ここで、制御部１は、フレーム加算処理用
に定数ａ′から定数ａに戻すよう再調整する（図１ステ
ップ４）。すなわち、通常の状態の定数ａを制御部１が
再設定してフレーム加算処理部２２に供給する。

【００３７】そして、天板５上に所望とする被検体６を
載置して通常のＸ線照射及び透視撮影を実行する。ここ
で、被検体６にＸ線を照射し、透視像をテレビカメラ８
で撮像する。このテレビカメラ８からの映像信号をＡ／
Ｄ変換器９でディジタルデータとしてのイメージデータ
に変換して減算部２１に供給する。減算部２１では、Ａ
／Ｄ変換器９からのイメージデータからメモリ２４に格
納された感度むらデータを減算する。

【００３８】これにより、撮像手段（テレビカメラ８に
使用されている撮像管やI.I.７）の感度むらの影響のな
い状態のイメージデータが生成される。従って、透視に
おいては、このような感度むらの影響の無い状態のイメ
ージデータでフレーム加算処理が実行される。そして、
これら感度むら補正とフレーム加算処理とは順次実行さ
れつづける（図１ステップ５，ステップ６）。

【００３９】また、ディジタル撮影においても、感度む
らの影響の無い状態のイメージデータが画像記録部３０
に格納される。以上説明したように、フレーム加算処理
部を利用して感度むらのデータを生成することで、感度
むら検出のための大幅な回路変更をすることなく対応す
ることができるようになる。そして、このようにして生
成された感度むらに応じたデータを利用して感度むら補
正をしてフレーム加算処理することで、感度むらの影響
の無い状態で画質の改善を図ることが可能になった。

【００４０】また、リカーシブフィルタを使用すること
で効率的に感度むらデータを生成することが可能になっ
た。また、このリカーシブフィルタの係数を通常の透視
撮影用と感度むらデータ生成用との２種類設けること
で、通常の動作と感度むらデータ生成動作とを容易に両
立することが可能になった。

【００４１】尚、焼き付きなどによる撮像手段での感度
むらは徐々に進行するものであるので、上述の感度むら
データの生成（変更）は一定周期ごと（例えば、数ヶ月
おき程度）に実行すれば良い。従って、通常の場合は、
一旦生成されてメモリ２４に格納された感度むらデータ
を使用して感度むら補正を行えば良い。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、各発明によ
れば以下のような効果を得ることができる。

【００４３】第１の発明のＸ線透視撮影方法では、被検
体を載置しない測定空間に一様なＸ線を照射して感度む
らデータを生成し、被検体を載置してＸ線を照射して得
られたディジタル画像データから感度むらデータを差し
引いてディジタル画像データを記録若しくは再生するこ
とで、撮像手段の感度むらを補正して良好な画像を得る
ことができる。

【００４４】第２の発明のＸ線透視装置では、被検体を
載置しない測定空間に一様なＸ線を照射して感度むらデ
ータ生成手段が感度むらデータを生成し、被検体を載置
してＸ線を照射して得られたディジタル画像データから
減算手段が感度むらデータを差し引いて記録若しくは再
生用のディジタル画像データをすることで、Ｘ線透視撮
影装置において、撮像手段の感度むらを補正して良好な
画像を得ることが可能になる。

【００４５】また、上述の感度むらデータ生成手段とし
て現フレームのディジタル画像データと前フレームのデ
ィジタル画像データとをそれぞれ重み付け加算するリカ
ーシブフィルタを用いることで、感度むらデータを効率
的に生成できるようになる。

【００４６】更に、上述の感度むらデータ生成手段とし
て、透視に使用する第１の係数と、この第１の係数より
時定数の大きい第２の係数とを備え、この第２の係数を
用いてリカーシブフィルタが現フレームのディジタル画
像データと前フレームのディジタル画像データとをそれ
ぞれ重み付け加算して感度むらデータを生成すること
で、感度むらデータの生成と透視とを両立できるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線透視撮影方法の手順を示すフロー
チャートである。

【図２】本発明の実施の形態の一例のＸ線透視撮影装置
の構成を示す構成図である。

【図３】本発明の実施の形態の一例のＸ線透視撮影装置
の主要部であるフレーム加算処理部の構成を示す構成図
である。

【図４】従来のＸ線透視撮影装置の構成を示す構成図で
ある。

【図５】感度むらの様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 制御部 ２ Ｘ線制御部 ３ 高圧発生部 ４ Ｘ線管 ５ 天板 ６ 被検体 ７ I.I. ８ テレビカメラ ９ Ａ／Ｄ変換器 １１ Ｄ／Ａ変換器 １２ 表示部 ２０ 画像処理部 ２１ 減算器 ２２ フレーム加算処理部 ２３ メモリ ２４ メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定空間にＸ線を照射し、この測定空間
   に載置された被検体を透過して入射するＸ線を画像信号
   に変換し、この画像信号をディジタル画像データに変換
   し、このディジタル画像データを記録若しくは再生する
   ことでＸ線透視若しくはＸ線撮影の少なくとも一方を行
   うＸ線透視撮影方法において、 被検体を載置しない測定空間に一様なＸ線を照射し、 一様なＸ線照射を受けてディジタル画像データを生成
   し、 このディジタル画像データのデータ値の違いから感度む
   らデータを生成し、 被検体を載置してＸ線を照射して得られたディジタル画
   像データから感度むらデータを差し引いたディジタル画
   像データを記録若しくは再生することを特徴とするＸ線
   透視撮影方法。
2. 【請求項２】 測定空間にＸ線を照射するＸ線照射手段
   と、 測定空間に載置された被検体を透過して入射するＸ線を
   画像信号に変換するＸ線撮像手段と、 Ｘ線撮像手段からの画像信号をディジタル画像データに
   変換するＡ／Ｄ変換手段と、 Ａ／Ｄ変換手段で変換されたディジタル画像データを記
   録若しくは再生することでＸ線透視若しくはＸ線撮影の
   少なくとも一方を行う記録再生手段とを備えたＸ線透視
   撮影装置であって、 前記Ｘ線照射手段が一様なＸ線を被検体を載置しない測
   定空間に照射したときの前記Ｘ線撮像手段から得られる
   画像信号をＡ／Ｄ変換して感度むらデータを生成する感
   度むらデータ生成手段と、 被検体を載置してＸ線を照射して得られたディジタル画
   像データから前記感度むらデータ生成手段により生成さ
   れた感度むらデータを差し引くことで記録若しくは再生
   用のディジタル画像データを生成する減算手段と、を備
   えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置。
3. 【請求項３】 前記感度むらデータ生成手段は、現フレ
   ームのディジタル画像データと前フレームのディジタル
   画像データとをそれぞれ重み付け加算するリカーシブフ
   ィルタにより感度むらデータを生成することを特徴とす
   る請求項２記載のＸ線透視撮影装置。
4. 【請求項４】 前記感度むらデータ生成手段は、透視に
   使用する第１の係数と、この第１の係数より時定数の大
   きい第２の係数とを備え、この第２の係数を用いてリカ
   ーシブフィルタが現フレームのディジタル画像データと
   前フレームのディジタル画像データとをそれぞれ重み付
   け加算して感度むらデータを生成することを特徴とする
   請求項３記載のＸ線透視撮影装置。