JPH11514191A - 副画像から画像を合成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 例えば細長いシーンの副画像は、この細長いシーンに関する連続する副画像の個々のシフトに基づいて、結合される第１及び第２部分を形成するために結合される。この第１結合部分は、前記第１及び第２結合部分の大きさに基づいて変形され、特に、圧縮又は伸張される。この変形される第１結合部分は、前記合成画像を形成するために、前記結合される第２部分と結合される。前記副画像は、例えばＸ線ビームを用いて、異なる位置で患者に照射することによって形成される。例えば、前記変形されて結合される第１部分は尺度目盛を示し、この結合される第２部分は患者の解剖学的情報を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 副画像から画像を合成する方法 技術分野 本発明は、連続する副画像の相互シフトのための第１シフト値は、これら副画 像の第１部分から得られ、連続するこれら副画像のそれぞれの第１部分は、結合 された第１部分を形成するために、この第１シフト値に基づいて結合される画像 合成方法に関する。 背景技術 この種類の方法は、ヨーロッパ特許公報第ＥＰ 0 655 861号から既知である。 副画像からの画像の合成は、長すぎて１つの工程で再生することができない細 長いシーンの合成画像を形成するのに通例使用される。医学的Ｘ線診断において 、このような状態は、特に末梢のＸ線血管撮影に対し、Ｘ線画像は肢部内の血管 で形成される所、例えば脊髄の画像が作られる場合もまた発生する。現代のＸ線 検査装置を用いる場合、１回の露光において検査すべき患者の腕部又は脚部の完 全な部位のＸ線画像を形成することは難しいか、それどころか不可能である。検 査すべき部位の部分の連続する多くのＸ線画像が形成され、これら画像は全部位 を一緒に覆う。Ｘ線イメージインテンシファイア(Ｘ-ray image intensifier)は 、前記Ｘ線画像から光学画像を形成し、例えばテレビカメラのような画像ピック アップ装置が、これら光学画像から画像信号を得る。これら画像信号は、合成画 像を形成するのに使用される副画像を表す。 この既知の方法は、連続する副画像の相互シフトを連続する副画像の重なり合 う部分のピクセル値間の相互関係から得るための手順を含む。前記副画像の結合 に関し、連続する副画像の相互に重なり合う部分のピクセル値及び前記細長いシ ーンにおける同じ位置に関するピクセル値は、合成画像のピクセル値を形成する ために挿入される。この既知の方法は、特にこの合成画像における障害を取り入 れることから、連続する副画像の重なり合う部分における輝度値における相互の 差を防ぐことができる。しかしながら、前記副画像における視差の場合、この既 知の方法は合成画像において、結果的に起こる障害を打ち消すには不十分である 。特に、Ｘ線画像が形成される場合、前記Ｘ線源とは異なる距離に置かれる物体 が同じ画像平面で結合される陰影画像(shadow image)で表される。視差が原因に よって、この差が前記Ｘ線源とは異なる距離に置かれた物体の画像内及び異なる 副画像内で起こる。既知の方法において、この様な差は、いまだ患者の脚部にお ける血管組織を示す細長いシーンの合成画像における障害の原因となる。 発明の開示 本発明の目的は、副画像の結合が原因で合成画像における問題を既知の方法よ りも改善された副画像から画像を合成する方法を提供することである。 前記シーンに関して連続する副画像の相互シフトのための第２シフト値が、こ れら副画像の第２部分から得られ、連続するこれら副画像のそれぞれの第２部分 が、結合された第２部分を形成するためにこの第２シフト値に基づいて結合され 、前記結合された第１部分が、前記結合された第１及び第２部分の大きさに基づ いて変形され、この合成画像は、このようにして得られた前記変形されて結合さ れた第１部分及び結合された第２部分に基づいて形成されることを特徴とする本 発明による方法を用いて実現される。 連続する副画像の別々の第１及び第２部分は、しばしば前記細長いシーンに関 する異なる相互のシフトを持つ。例えば、視差はこのような差の一つの原因であ る。これら副画像がＸ線画像の画像情報を含む場合、又はこれら副画像がＸ線画 像である場合、視差は、前記細長いシーンの個々の部分は、前記Ｘ線源とは異な る距離に置かれ、このＸ線源の異なる位置とは異なる方向に見られることで起こ る。末梢のＸ線血管撮影において、差はＸ線源と例えば患者の腕部又は脚部にお ける血管及び腕部又は脚部における骨との間の距離に存在する。このＸ線源から の距離及び方向におけるこれら差のために、連続する副画像の相互のシフトが当 該副画像の個々の部分とは異なる。これら第１及び第２シフト値は、連続する副 画像の個々の部分の相互シフト間の差を考慮するために得られる。これら第１及 び第２シフト値は、それぞれ細長いシーンに関して連続する副画像の第１及び第 ２部分の相互シフトを表す。前記副画像の第１及び第２部分は、好ましくは、連 続する副画像の相互シフトは、このような第１又は第２部分内でほぼ一定である ように、すなわち前記視差が上記第１又は第２部分内で同じでいるように選択さ れる。 副画像の相互シフトは、これら副画像において（部分的に）結合されるシーン における特徴の関連位置に対応する副画像の関連位置を表す。 前記第１及び第２シフト値は、例えば連続する副画像の第１又は第２部分の重 なり合う部分において対応する部分のピクセル値間の相互関係に基づいて、ヨー ロッパ特許公報第ＥＰ 0 655 861号からとりわけ既知であるような第１及び第２ 部分から別々に得られる。これら第１及び第２結合部分は、副画像の部分の結合 が原因となる障害はほぼ無いが、これら第１及び第２シフト値間の差は、これら 第１及び第２結合部分の大きさの間の差をもたらす。細長いシーンが再生される 場合、差は特に前記第１及び第２結合される部分の長さの間で発生する。変形さ れた第１結合部分及び第２結合部分の大きさは、ちようど同じやり方で細長いシ ーンにおいて対応する部分の大きさに関するように変形が選択される。前記第１ 及び第２結合部分の長さに基づく当該第１部分の変形のために、特に前記変形さ れた第１結合部分は、前記結合される第２部分と同じ大きさを実質的に持つこと を実現する。この合成画像は、よって前記副画像の結合のための障害はほとんど 無くなる。特に、例えば前記副画像がＸ線陰影画像からの画像情報を表す場合、 これら副画像の異なる部分間の視差における差に関する障害は避けられる。前記 合成画像は障害の無い全体の細長いシーンを本質的に単一の画像で再生する。ど んな障害もほとんど起こらないので、前記合成画像において、細部を鮮明に見る ことができる。本発明が末梢のＸ線血管撮影のために使用される場合、前記方法 は患者の血管組織の本質的な部分を示す高い診断の質の合成画像を作成する。例 えば、鼠蹊部から足部への患者の脚部の全体の血管組織をほぼ再生する合成画像 が形成される。この合成画像は、示されるシーンにおいて大きさを正確に抽出す るのにも適する。特に、例えば骨のような脚部の大きさ、脊髄の大きさ又は脊髄 間の距離は、前記合成画像から得ることができる。 特に、前記副画像は、当該画像システムによってピックアップされる最大のシ ーンよりも大きいシーンを表す。このシーンはより大きな患者の一部であるよう に、当該Ｘ線検査装置の範囲は、一つの照射でＸ線画像を形成することができる 。特に、本発明による方法は、患者の腕部又は脚部の一式のＸ線画像のような、 細長いシーンの副画像を組み立てるのに有効に用いられる。 本発明による画像合成方法の好ましい形は、前記結合された第１部分が、これ ら結合された第１及び第２部分の大きさの比率に基づいて変形することを特徴と する。 前記第１及び第２結合部分の大きさの比率は、個々の結合された第１及び第２ 部分の大きさの瞬時の相互偏差を表す。 本発明による画像合成方法の他の好ましい形は、この方法は、前記結合された 第１部分の長軸方向に圧縮又は伸張することによって当該結合される第１部分の 変形を含むことを特徴とする。 これら個々の結合部分は、前記細長いシーンにおけるほぼ同じ大きさの部分を 表す。前記第１及び第２結合部分の大きさの比率に基づく当該第１部分の変形は 、合成画像に対し非常に良好な結果を提供する。多くの実用的な場合において、 前記比率に基づく前記第１結合部分の前記長軸方向への伸張及び圧縮は、この変 形(伸張又は圧縮された)第１結合部分の長さは、前記結合される第２部分の長さ とほぼ等しいことを保証するのに十分であることがわかる。明らかに、前記変形 された結合部分の長さとほぼ等しくするために、一方の部分が圧縮されるのに対 し他方の部分が伸張されるというように、ある程度まで第１及び第２結合部分が 変形することも可能である。 本発明による画像合成方法の他の好ましい形は、前記第１部分が主に画像情報 を含み、前記第２部分が主に尺度目盛を表すことを特徴とする。 多くの場合、特に末梢のＸ線血管撮影において、前記細長いシーンに尺度目盛 を加えることが利点である。このような尺度目盛は、例えば患者台上又は下に取 り付けられたＸ線吸収ルーラーで拾われる。このようなルーラーは、患者台に加 えられてもよい。Ｘ線吸収ルーラーは、ヨーロッパ特許公報第ＥＰ 0 655 861号 からとりわけ既知であるが、ここに記載されている方法は、前記細長いシーンに おいて距離を測定するためであるが、連続する副画像の重なり合う部分間の相互 関係を単に形成するこのようなルーラーを利用していない。本発明による方法は 、この細長いシーンの再生だけでなく前記尺度目盛の再生も障害がなく又はほと んど障害がなく、当該細長いシーンの合成画像を形成する。結果として、この合 成画像は、前記尺度目盛のほぼ欠損の無い又は全く欠損の無い再生を用いて、こ の細長いシーンにおける実際の大きさを抽出するのに適する。 本発明による画像合成方法の他の好ましい形は、第１及び／又は第２部分は前 記副画像の画像情報の目視検査に基づいて、前記副画像から選択されることを特 徴とする。 実際の状態において、差はこれら副画像の様々な位置における個々の副画像間 のシフトで発生する。例えば視差のために、これらシフトが異なる部分に向かう ことは難しい。前記副画像の画像情報の検査は、異なるシフトが発生したところ に示すことができる。このような検査は、連続する副画像の個々の組に対する単 一の値のみを考慮するのに対し、例えば副画像の結合によって形成される画像上 で行われる。 本発明による方法の同様の利点は、個々の副画像において異なるシフト値を持 つ２つ以上の部分が存在する場合及び／又は合成画像が２つ以上の副画像から形 成される場合に達成される。 前記方法は、異なる方向へのシフトが副画像の個々の組の間で起こる場合にも 使用される。この場合、副画像の個々の組の結合部分の長さは、異なる方向に延 在する。 本発明による画像合成方法の他の好ましい形は、前記シーンに関する相互シフ トは、それぞれの副画像の個々の部分から得られ、それぞれの副画像の対応する 部分は、当該副画像の相互シフトに基づいて結合部分を形成するために結合され 、結合部分は、変形される部分を形成するために変形され、変形された部分は、 合成画像を形成するために結合されることを特徴とする。 前記第１結合部分の変形のために、前記合成画像は、前記第１及び第２結合部 分が前記副画像から形成される当該副画像が、再生されたシーンに関して異なる 距離にわたって相互にシフトされる事実によって引き起こされる障害を含まない ことを実現する。個々の副画像は、それぞれのシフト値及び変形が得られた多く の別々の部分に再分割される。結果として、障害は合成画像の至る所で事実上避 けられ、ほとんど変形することはないだろう。個々のシフト値に基づいて、概算 は、前記細長いシーンにおける個々の部分で再生されるものの深さで作られる。 本発明は、第１結合画像は副画像から構成され、第２結合画像は副画像から構 成され、この第１結合画像は当該第１及び第２結合画像の大きさに基づいて変形 され、この変形された第１結合画像及び第２結合画像は、合成画像を形成するた めに結合される画像合成方法にも関する。 本発明による方法は、前記第１及び第２シフト値を得るため、連続する副画像 の部分から結合部分を形成するため、結合部分を変形させるため、この変形され た結合第１部分及び結合第２部分に基づいて結合することによって合成画像を形 成するために置かれる画像処理システムを用いて好ましくは行われる。このよう な画像処理システムは、好ましくは、副画像の輝度値を表す例えば電気ビデオ信 号のような画像信号上で当該方法を実行する。本発明による方法を実行するため の画像処理システムは、適切にプログラムされたコンピュータ又はこの方法のス テップを画像情報上で行うように適切に設計された集積回路を備える（マイクロ ）プロセッサの形で供給することができる。 本発明のこれら及び他の特徴は、以下の実施例及び関連する図面を参照して説 明され、明らかとなるだろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による方法に従ってＸ線画像を形成するためのＸ線検査装置 の側面図であり、 第２図は、結合される第１及び第２の部分の形式に関する画像処理ステップを 幾つか概念的に示し、及び 第３図は、この合成された画像を形成するために、これら結合される第１及び 第２の部分を結合せるための幾つかの画像処理ステップを概念的に示す。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、検査すべき患者のＸ線画像を形成するための本発明による方法に従 うＸ線検査装置の側面図である。例えばＸ線イメージインテンシファイアのよう なＸ線源１及びＸ線検知器２は、Ｃ形アームのような担体３に接続されている。 このＣ形アーム３は、スリーブ４を用いて垂直な支持体５に可動的に接続される 。この垂直支持体は、ほぼ垂直な回転軸６の周りを回転することができ、前記Ｘ 線検査装置が設置される部屋の天井に取り付けられる一式のレール７に吊される 。患者台８は支柱１０に取り付けられたフレーム９に可動的に接続される。この Ｘ線源１に対して前記台の高さを調節するために、このフレーム９は支柱１０を 上下に動かすことができる。患者が置かれる患者台８の長軸方向に移動可能にす るため、この患者台８は前記フレームに対して移動可能である。この構成におい て、検査中、患者は患者台８の上に位置し、Ｘ線源１及びＸ線検知器２に対して フレーム９及び患者１２に対して患者台８は、互いに関係して移動し、別々の相 互位置で別々のＸ線画を形成する。検査中、患者がまっすぐ立つことも代わりと して可能であり、この場合、Ｘ線源１及びＸ線検知器２に対してフレーム９は、 この患者に沿って垂直に移動することが可能である。 Ｘ線画像は、Ｘ線源１で放射されるＸ線ビームを用いて検査すべき患者（の一 部）に照射することで形成される。この患者内のＸ線吸収における局部的差のた めに、Ｘ線画像は当該Ｘ線画像から光学画像を得る前記Ｘ線イメージインテンシ ファイア２の入射スクリーン上に形成され、この光学画像は出口窓上に現れる。 この光学画像は、テレビカメラ１３でピックアップされる。このテレビカメラは 、画像信号を電気ビデオ信号形式で供給する。この画像信号の信号レベルは、Ｘ 線画像における輝度値を表す。個々のＸ線画像は、本発明による合成画像を形成 するために結合される副画像として働く。個々のＸ線画像に対し、これら画像信 号は、合成画像を形成するために、当該画像信号によって示される前記副画像を マージする画像処理システム２０に送られる。この画像処理システムは、前記合 成画像のための画像信号を前記結合された副画像の画像情報が表示されるモニタ ーに送るが、前記合成画像に対する画像信号を代わりに前記画像情報を透明紙又 は紙上にプリントする、いわゆるレーザカメラのようなプリントユニット２２に 供給することも可能である。 末梢のＸ線血管撮影、すなわち患者の腕部又は脚部内の血管の可視化のために 、 対照液(contrast liquid)が動脈に注射され、この血管組織を通る対照液の進行 は、この対照液の動きに従って、患者が乗った患者台８を移動することによって 監視される。Ｘ線源１及びＸ線検知器２を備える支持体５を患者１２に沿って移 動することも同様に可能である。多くのＸ線画像は、これらＸ線源及びＸ線検知 器に対する患者の移動中に形成される。つまり、常に前記対照液で届く範囲であ る。これらＸ線画像は、関連する肢部の血管組織における血流に関する画像情報 も一緒に含む。本発明によって副画像から形成される合成画像は、画像情報を個 々の副画像よりも放射線技帥が診断に対しより素早く評価できる単一の合成画像 で示す。 患者台８は、例えばルーラー形式であるＸ線吸収尺度目盛３０を備える。この ルーラーも患者のＸ線画像で再生される。この結果、解剖学的構造、例えば血管 又は骨格構造の大きさは、Ｘ線画像から正確に得ることができる。副画像間の相 互関係を確立するために、Ｘ線診断、特に末梢のＸ線血管撮影での使用に適する ルーラーの詳細は、ヨーロッパ特許公報第ＥＰ 0 655 861号から既知である。こ のようなルーラーは尺度目盛を備えてもよいので、検査すべき患者の解剖部分の 大きさがすぐに、且つ、正確に読み取ることができる。 第２図は、合成画像を結合するために、結合された第１及び第２部分上で実行 される幾つかの画像処理ステップを概念的に示す。前記副画像とこれら副画像か ら得られた結合部分と前記合成画像との各々は、ピクセルのマトリックスを含み 、各ピクセルはグレー又はカラーの値を持つ、いわゆるピクセル値である。第２ 図は、尺度目盛３０が再生された結合される第１部分４０を特に示す。この結合 される第１部分４０は、前記尺度目盛の一部が再生される個々の副画像の第１部 分の副画像を結合することで形成される画像に含まれる。これら副画像は、個々 のＸ線画像からの画像情報を含むか又は、個々のＸ線画像は前記副画像を構成す る。この結合される第１部分は、連続する副画像から結合され、副画像の別々の 組に対する第１シフト値に基づいている。これら第１シフト値は、前記尺度目盛 の部分が再生される副画像の第１部分から得られる。これらシフト値は、特に前 記第１部分におけるピクセル値の相互関係、つまりこれらピクセル値が前記尺度 目盛の部分の再生に関係することから得られる。よってこの尺度目盛は、重大な 障害 が無くこの結合される第１部分で再生されることを実現する。前記第１シフト値 に基づく副画像のマージに関し、障害は解剖学的情報の再生において特に視差が 原因で起こる。これは、患者、特に関連する肢部が前記尺度目盛より前記Ｘ線源 とは僅かに異なる距離で置かれるからである。というのも患者は前記患者台上に 置かれ、ルーラー３０は患者台上に取り付けられるからである。患者は、前記患 者台のルーラー３０上に乗っている。結合される第１部分４１において障害のあ る再生は、４個の変形された楕円によって概念的に示される。第２図は、解剖学 的情報が再生された結合される第２部分４１も示す。つまり４個の楕円形で第２ 図に概念的に示される。これら楕円は、例えば検査すべき患者の脚の上部及び下 部を表す。この結合される第２部分は、連続する副画像からなり、個々の連続す る組の副画像に対する第２シフト値に基づいている。これら第２シフト値は、特 に解剖学的情報に関するピクセル値の相互関係から得られる。よって、この結合 された第２部分における解剖学的情報は、重大な障害が無く当該結合される第２ 部分で再生される。しかしながら、前記連続する副画像のマージに関し、特に視 差が原因による前記尺度目盛に関する部分で障害が起こる。特に、ぶれ、ダブリ ング又はこの尺度目盛の目盛の増加さえも起こる。これは前記尺度目盛の結合さ れた第２部分４３において障害された再生で概念的に示される。例えば、患者の 脚又は脊髄及び尺度目盛は、主に副画像の別々の部分で再生される。このことは 患者の脚部間にルーラーを再生することで達成される。このルーラー及び患者の 脚部は、Ｘ線源から異なる距離で置かれるが、副画像の個々の部分、すなわち第 １及び第２部分で再生される。よって別々の第１及び第２シフト値を得ることが できる。 第３図は、前記合成画像を形成するために結合される第１及び第２部分を結合 するための幾つかの画像処理ステップを概念的に示す。前記尺度目盛が再生され る第１結合部分４０は、分離され、長軸方向に圧縮される。実際の状態に従って 、明らかに、この第１結合部分は伸張もされる。この変形された、即ち圧縮され た、結合された第１部分４３は、前記合成画像を形成するために、結合される第 ２部分４２と結合される。前記第１及び第２結合部分を形成するために前記副画 像の結合に関し、当該副画像の重なり合う部分に置かれ、必要ならば、これら重 なり 合う部分におけるピクセル値は、個々の副画像のピクセル値の挿入によって得ら れる。前記第１結合部分の形式に関し、前記重なり合う部分は、前記第２結合部 分の重なり合う部分とは僅かに異なる。このことは、前記第２結合部分のために 使用される相互関係以外の相互関係に基づいて結合されるからである。この第２ 結合部分の長さは、当該第２結合部分の長さに対する前記第１結合部分の比率に 基づいて、当該結合された第１部分を圧縮又は伸張することで、圧縮又は伸張さ れた第１結合部分に知らせる。前記尺度目盛は、視差が原因である障害が無く、 すなわち、前記第２結合部分の長さに対応する長さで、前記第２結合部分におい て再生することができる。これら第１及び第２結合部分の長さは、当該結合部分 を構成するピクセルのそれぞれマトリックスの行数に基づいて容易に決めること ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続する副画像の相互シフトのための第１シフト値は、これら副画像の第１ 部分から得られ、連続するこれら副画像のそれぞれの第１部分は、結合された第 １部分を形成するために、前記第１シフト値に基づいて結合される画像合成方法 において、シーンに関係する連続する副画像の相互シフトのための第２シフト値 が、これら副画像の第２部分から得られ、連続するこれら副画像のそれぞれの第 ２部分が、結合された第２部分を形成するために、前記第２シフト値に基づいて 結合され、前記結合された第１部分が、前記結合された第１及び第２部分の大き さに基づいて変形され、合成画像が、このようにして得られた前記変形されて結 合された第１部分と、前記結合された第２部分とに基づいて形成されることを特 徴とする画像合成方法。 ２．請求項１に記載の方法において、前記結合された第１部分が、前記結合され る第１及び第２部分の大きさの比率に基づいて変形されることを特徴とする方法 。 ３．請求項１又は２に記載の方法において、前記第１部分が主に画像情報を含み 、前記第２部分が主に尺度目盛を表すことを特徴とする方法。 ４．上述された請求項の何れか１項に記載の方法において、当該方法が、前記結 合された第１部分の長軸方向への圧縮又は伸張によって、前記結合された第１部 分の変形を含むことを特徴とする方法。 ５．上述された請求項の何れか１項に記載の方法において、第１及び／又は第２ 部分が、前記副画像の画像情報の目視検査に基づいてこれら副画像から選択され ることを特徴とする方法。 ６．上述された請求項の何れか１項に記載の方法において、前記副画像がそれぞ れＸ線画像の画像情報を含むことを特徴とする方法。 ７．第１結合画像が副画像から構成され、第２結合画像が副画像から構成され、 前記第１結合画像が前記第１及び前記第２結合画像の大きさに基づいて変形され 、前記変形された第１結合画像及び前記第２結合画像が、合成画像を形成するた めに結合されることを特徴とする画像合成方法。 ８．副画像が細長いシーンで形成される画像合成方法において、前記シーンに関 する相互シフトが、それぞれの副画像の個々の部分から得られ、これらそれぞれ の副画像の対応する部分が、当該副画像の前記相互シフトに基づいて結合部分を 形成するために結合され、結合部分が変形部分を形成するために変形され、変形 された部分が、合成画像を形成するために結合されることを特徴とする画像合成 方法。