JPS58134589A - Ｘ線テレビジヨン装置 - 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】 本発明はＸ線テレビジョン装置に関する。

Ｘ線テレビジョン装置は、人体のＸ線画像がリアルタイ
ムで得られる利点を持つため、広（使われている。しか
し、人体のＸ線画像はダイナミックレンジが広いため、
画像′処理によるみかけ上のダイナミックレンジをさら
に広（したシ、血管などの微小部分を強調して診断能力
を上げろことが望まれている。このみかけのダイナミッ
クレンジの拡大や微小部分の強調は、画像処理の中のフ
ィルタ処理と呼ばれる処理によってなされる。

従来のＸ線テレビジョン装置では、フィルムに写されて
Ｘ線像をフィルムスキャナなどでディジタル信号に変換
し、このディジタル信号に対してフィルタ処理を行って
いた。フィルタ処理の目的は、上述の如くエツジ強張、
ノイズ低減、高域強調などの処理にある。この方竺では
、ディジタル信号に変換する操作全必要と子、る。一方
、フィルムとレンズを用い、フィルム像を一旦Ｖンズで
フーリエ変換し、これにフィルタ処理、フーリエ逆変換
を行って像を得る方法がある。この方法鉱、！処理がオ
フラインであｐルンズ系の様な高価な光学装置を必要と
する。

一方、高速で処理を行う場合、ＴＶ倍信号一旦高速でデ
ィジタル化し、メモリに記憶し、そのあとでフィルタ処
理を行う。１．かじ、この処理は、２次元の大量なデー
タをディジタル量として数値計算するため、高速処理製
蓋として非常に高価な演算器が必要であシ、また、大容
量のメモリも必要とする。

本発明の目的は、ビデオ信号をアナログ信号のままでフ
ィルタ処理を可能にしたＸ線テレビジョン装置を提供す
るものである。

本発明の要旨は以下の通９である。

Ｘ？ｓテレビジョンの画像は多数のラスタビデオ信号か
ら構成されておシ、一本のラスタに対する処理は簡単で
あＱ”１が、ラスタ間の演算は簡単では□ なく、各ラスタｋ”１幻してなんらかの記憶手段が必要
である。本発明で社、ラスタ間の演算に対してアナログ
遅延回路を用い、複数本のラスタを順次ある一定時間遅
らせてアナログ加減算回路に加え５頁 ることによシ、たたみ込み演算を行ない、画像処理（フ
ィルタ処理）を行なうものである。

以下本発明の詳述する。

一般に、Ｘ線画＊（２次元データ）に対するエツジ強調
、ノイズ低減、微分等のフィルタ処理は、種々の重みを
もった２次元重み関数（マトリクス）と画像データとの
たたみこみ演算で表わされる。

今、画像データｆ　ｉ　（ｘ　、　ｙ　）　、　２次元
重み関数をｆｃｘ、ｙ）とすると、フィルタ処理後のＦ
ｉｊｊｆｌＲｔ（ｘ　＋　ｙ　）は次の様になる。

ｇ　（ｘ　、　ｙ　）　＝＝　ｆ　（ｘ　、　ｙ　）■
ｉ（ｘ、ｙ）■はたたみ込み演算を表わす。このことを
図で示すと、第１図に示す様な２つのマトリクス形デー
タのたたみ込み演算となる。ｆ（ｘ、）’）は任意の大
きさに選ぶことができるが、一般には画像のサイズより
もかなり小さく選び、計算量を減らすのが普通である。

このサイズは希望する処理の複雑さによって異なり、複
雑な処理の場合には大きなサイズの重み関数が必要であ
るが、（３Ｘ３）〜１ （７ｘ７）が良く使われ、大半の処理はこれで充分であ
る。ただし、本発明では、このサイズに対する本質的な
制限は無いが、サイズを大きくすることによシ、回路素
子が増加する。

第２図はＸ線テレビジョン装置の構成図である。

Ｘ線発生装、置１は被検体２にＸ線を照射する。イメー
ジインテンシファイア（ＩＩ）３は透過Ｘ５ｔ−取込み
、ＴＶカメラ４はこれ全撮像する。ＣＲＴ６は、Ｔｖカ
メーラ４からテレビジョン制御装置５を介して得られる
ビデオ信号により必要な画像表示を行う。画、像表示の
際のラスタスキャン方式には、インターレース方式とノ
ンインターレース方式との２つがある。

まず、ノンインターレースシステムの場合の例を説明す
る。

第３図は（３，Ｘ３）の、重み関数の１例であり、第４
図はたたみこみ演算を実行する回路である。

第４図で、Ｘ線テレビジョンカメラ４からのビデオ信号
は順次同期、ｐｅルス分離回路７に入シ、水平。

垂直同期ノ譬ルスが分離される。これら同期ノ譬ルス７
　貞 は処理後のビデオ信号に加算される。ビデオ信号は、次
に直列に接続されたアナログディレーライン（ＤＬＩ　
、　ＤＬ、　）に入り、各々】水平走３１時間（６３，
５５６μｍ、５２５ライン系）だけ遅延さ門られる。つ
まり２つのＤＬ、　、　ＤＬＩ　ｔ’通った出方は、６
３．５５６Ｘ　２中１２７μｍだけ遅れて出てくるが、
これ＃′ｉ２ラスター分の時間である。ここで出方点■
。

Ｑ）、■の出力信号を、各々重み抵抗ＲＩＣより重みを
付け、３つの加算増幅器１０　、１１　、１２に入れ、
■。

■、■３つの出力を得る。係数器１７は８倍化を行う。

これら３つの出力は、各々次式で表わされる。

■＝　−（１，＋１．＋１．　）　　　　　　・・・・
・・・・・（１）■＝　−ｆ、　＋８ｆ、　−ｆ、　　
　　　　　　・・・・田・・（２）■＝−Ｃｆ、＋ｔ、
＋１．）　　、　　　　・・・・・曲（３）次にこれら
３つの出力信号ア１．中で■は２４２ｎｓの遅延時間を
持つディレーライン（ＤＬＩ）１３に入力し、［有］は
１２１ｎｓの遅延時間を持つディレーライン（ＤＬ、）
１４に入力させる。ＤＬ、　　、　ＤＬ４の出方及び■
持關昭５８−１３４５８９（３） を加算器１５で加算する。ここで１２Ｉｎｓとは６３．
５５６μｓ１５２５で設定される値である。この出力０
は次式で表わされる。

■＝■＋■十〇”　−（３ｆｔ＋２ｆｔ＋３ｆｓ　）＋
８ｆｔ　　叩司４）この出力りは、第３図の重み関数と
のたたみ込み演算の結果となる。加算器１６ｑ■に同期
／ｆルスを加えフィルタ処理後のビデオ信号を出方する
。一般には、Ｒの値ｔ−ｉｓ節することにょ〕、樵々の
重み関数を実現できる。■の信号にもとの六方信号に対
して２本分だけ遅れ、また初めの２本分のラスタによる
フィルタ出力は正しい値ではない。回路構成上。

上下２本分のラスタ及び左右２１５２５点（上下左右各
々全体の０．３８％）だけは正しい値を示さないが、Ｔ
Ｖシステムで竺もともと１０％程度はブランキング信号
によシ失、１：：なわれるので問題とはならない。

第５図は、第３．、・ｌ’、ＩＩ、ｌ、１図、の様な３
×３の重み関数の場合の各ラスク関タイミングを示した
ものであシ、次々とフィルタ処理用の加算回路に入って
いく順序がわかるであろう。

９゜ 第６図は同様に３本のラスタのラスク内のタイミングを
示したもので、５２５本（サンプル）のラスクシステム
ではラスク内’ｉｉ−５２５点に分けて考えるのが一般
的であるので、本例では［有］、■、■出力の加算に対
して、６３．５５６μ５１５２５　＝　１２Ｉｎｓの整
数倍遅らせて合成することによシ、あたかも５２５Ｘ５
２５の画偉に対するフィルタ処理をした様な結果を得て
いる。

第７図は、第４図とは若干構成が異なるが、同様に（３
Ｘ３）のフィルタ処理を実行する回路である。この回路
では、ディレーライン（ＤＬｓ　、　ＤＬｓ　）１８　
、１９が並列に接続され、ビデオ信号はこれら２つとデ
ィレーライン無しの回路の３つに並列に入る。ＤＬ、の
遅延時間は６３．５５６μｓ、ＤＬ６の遅延時間は１２
７．１．ｐｍに設定する。他の構成は第４図と同様であ
り、動作も同様である。

第８図は５Ｘ５のフィルタ関数を示し、第９図はかかる
フィルタ関数のたたみ込み演算を行う実施例である。こ
の実施例では、５つのラスタ取込みを行う４個のディレ
ーライン８，９，２０．２１．及び入力抵抗に重み抵抗
Ｒａｔ持つ５個の加算増巾器２６，２７，２８，２９，
３０．この出力の遅延を行うディレーラインρ、２３，
２４，２５．総加算を行う加算増巾器諺、及び−ｌの係
数を持つ係数器３１、及び同期パルス分離回路７、加算
増巾器１６より成る。

ディレーライン８．９，２０．２１は遅延時間６３．５
５６μＳ金持ち、ディレーライン２２，２３，２４，２
５はそれぞれ、４８４．２ｎｒ、　３６３．２ｎｓ、　
２４２．ｉｎｓ　ｍ　１２１ｎ−の遅延時間を持つ。こ
の回路構成によシ第８図の５×５のフィルタ関数とのた
たみ込み演算が実施されることは明らかであろう。かか
る実施例によれば画面全体に対して上下左右な約０．７
６％だけデータが失われる。重み抵抗Ｒ１の値を種々選
ぶことによシ、種々のフィルタ処理が実行できる。

第１０図は、ディレーライン８．９の代Ｄ　Ｋ　ＣＣＤ
（Ｃｈａｒｇ＠Ｃｏｕｐｌ＠ｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）或いは
ＢＢＤ　（ＢｕｃｋｅｔＢｒｉｇａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ
　）よ構成る遅延回路３６．３７＠使用した実施例であ
る。その他の構成は第４図の回路構成と変少ない。従っ
て重み関数？［３図に示す重み関数全使用する。但し、
上記遅延回路謁、３７１１頁 の動作には、クロック信号を必要とする故、連凧回路用
クロック信号発生回路３５ヲ新たに設けている。このク
ロック信号発生回路＆１は、同期ノ苧ルス分離回路７か
らの信号を入力とし、遅延回路あ。

３７用のクロックを作成し発生する。クロック信号を必
要とすること社、逆にクロック信号周波数を変えること
によｐ遅延時間を制御できる利点となる。本実施例の応
用では、水平同期信号から必要な周波数のクロック信号
を合成することにより、安定な遅延特性を得る。

第１１図は、本発明の他の実施例であり、重み関数を、
外部信号によシ利得及び信号の極性を可変できる可変利
得項中器（資）〜詔により実現した回路である。本実施
例によれば、前述した各実施例の如（重み関数の内容に
よって重み抵抗を変更させなければならぬ手間かはぶけ
褥利点を持つ。可変利得増中器父〜郭の利得制御ｄ１−
利得及び信号極性切替制御回路荀によって行わせる。こ
の切替制御回路４０は、同−画像の処理中には、その制
御すべき利得は固定にすることを基本とする。但し、特
開昭５８−１３４５８９（４） 画像内の任意の場所で利得を変化させることもありうる
。

以上はインターレース方式であるが、インターレース方
式にも本発明は適用できる。インターレース方式では、
１つのフィールドが２つのフレームから成シ、前述の回
路では、各フレーム内の信号のみでフィルタ処理を行う
。

インターレース方式に対する別の処理回路を第１２図以
下で１明する。第１２図以下では、２つのフレーム間の
水平信号を使ってフィルタ処理を行う事例を示す。

第１２図はインターレース方式の説明図であり、ｌフィ
ールド内では、２つのフレームを持ち、】→２−３→４
→・・・→２６３が第１フレーム、１′−２′→３′−
４′→・・・−２６３′が第２フレームを示す。フィル
タ処理は、Ａ帳及び８群でそれぞれ行われる。

Ａ群は第１の７Ｊ’、’、ｌ’、　、ｔ、の走査の際に
重み関数のデータとして使用する水平走査線、Ｂ評は第
２のフレームの走査の際に重み関数のデータとして使用
する水平走査線を示す。従って、フィルタ処理は、１３
　　□ 第１フレームの１．２及び第２フレームの２′の様に再
フレームの信号を用いて行う。

第１３図は、インターレース方式テレビジョン装置にお
ける２つのフレーム間の信号を用いて（３×３）のフィ
ルタ処理を行う回路の実施例である。

ディレーライン（ＤＬｌｗ　、　ＤＬＨ）　６０　、６
１はビデオ１゛ 信号を各々−フィールド＝ω中１６．６７ｍ５遅らせ為
回路である。切替器６４は切替器制御回路６３によって
切替えられ、ディレーライン６２　、６１の出力Ｓ、。

Ｓ、の切替えを行う。ディレーライン（ＤＬ、）６２は
６３．５５６μ口の遅延時間を持つ。ビデオ信号Ｓ、　
、　Ｓ。

はフィルタ処理部６に入る。フィルタ処理部６の構成は
第１４図に示しており１．（３Ｘ３）のフィルタ処理を
行う。

第１４図で、ディレーライン６７は６３．５５６μＢの
遅延時間を持つ。増巾器６８　、６９　、７０は、第４
図の増巾器１０　、１１　、１２と同じであり、入力極
性のみが完全に反対になっているだけが異なり、機能は
変らない。係数７１も同様に係数器１７と機能は変らな
い。

第１５図には、入力信号Ｍ、　、　Ｍ、　、　Ｍ、のタ
イムチャート及び切替器（ＳＷＩ　）　６４の動作タイ
ミングを示している。この第１５図では、ＳＷｌの切替
えが、第１フレーム、第２フレーム、第１フレーム、・
・・・・・という順位で切替えを行いフレーム単位のビ
デオ信号の取込みが行なわれる様子が示されている。

第１６図は、各フィールドとフレーム間のタイミングを
示しておシ、第１２図との対比がその内容の理解を助け
る。この図から、フィルタ処理後のビデオ信号出ガは、
このシステムに対してｉフレーム中１６．６７ｍ５遅れ
て出てくることがわかるであるう。尚、重み関数は正方
形マ）　ＩＪラックス外のｍ×難のマトリックスであっ
てもよい。

この発明によυ、 １、入力画像に対しわずかの時間遅れ（１００〜５００
μＳ）で２次元たたみ込み処理ができるので非常に高速
である。

２、画像をディジタル化する複雑な操作がいらない。

３、画儂ヲデイジタル化し、フィルタ処理をする場合の
高速演算器がいらない。

−−−！！２．．．．．．頁 ４．可変利得増巾器を使用しているので、種々の重み関
数を実現でき、結果として広範囲な処理ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルタ処理の説明図、第２図はＸ線テレビジ
ョン装置の全体図、第３図は重み関数の一例図、第４図
は本発明のフィルタ処理回路の実施例図、第５図、第６
図はその動作説明図、第７図は本発明のフィルタ処理回
路の実施例図、第８図は他の重み関数側図、第９図は第
８図の重み関数によるフィルタ処理を行うためのフィル
タ処理回路の実施例図、＠１０図及び第１１図は本発明
の他のフィルタ処理回路の実施例図、第１２図はインタ
ーレース方式の説明図、第１３図はインターレース方式
での処理回路の実施例図、第１４図はその時のフィルタ
処理回路の実施例図、第１５図はそのタイムチャート、
第１６図は各フイニルドのタイムチャ”１１ −トを示す。 ５・・・テレビジョン制御装置、６・・・ＣＲＴ、７・
・・同期パルス分離回路、８，９．１３．１４・・・デ
ィレー特許出願人　　株式会社日立メディコ 代理人弁理士　　秋　本　　正　実 ’ｌｌ’１ｌｌ１１ □−（

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体から透過してくるｘｍｔ−光学像として検出する
   Ｘ線−光学変換部と、該Ｘ線−光学変換部の光学像を撮
   像する撮像装置と、該撮像装装置をラスタ走査すること
   によって得られるビデオ信号から同期信号を分離する同
   期ノ４ルス分離回路と、該分離回路からのビデオ信号を
   取込み設定される重み関数とビデオ信号との間でアナロ
   グ的なたたみ込み演算によるフィルタ処理を行うアナリ
   グフィルタ処理回路と、該フィルタ処理回路のフィルタ
   処理後の出力に上記同期ノ譬ルス分離回路によって得ら
   れる同期信号を付加して表示用ビデオ信号として出力す
   る手段と、該手段からのビデオ信号をもとに表示を行う
   ＣＲＴ表示部とよシ成ると共に、上記重み関数はｍ個の
   ラスタ本数と該各うスク上のｎ個のビデオ信号のサング
   ル点との組合せて得られるｍＸｎ個の座標点を持ち各座
   標点のビデオ信号に対する重み値を与える重み関数とし
   て設定。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　“されてなシ、上記フィルタ処理回路は、■
   現在のラスタ走査線でのサンプル点でのビデオ信号′ｆ
   ：１ラスタ乃至（ｍ−１）個前のラスタ走査線相当分だ
   けアナログ的に遅延する第１のアナログ遅延回路と、＠
   上記現在のラスタ走査線でのサンプル点でのビデオ信号
   と上記アナログ遅延回路出力である、現在のサンプル点
   よシもｌラスタ乃至（ｍ−１）個前のラスク上のビデオ
   信号とを上記重み関数の座標点毎−に対応させ各座標点
   毎の重み値と乗算するアナログ乗算手段と、０ｍ個のラ
   スタの中の現在のサンプル点より１乃至＜　ｎ−Ｌ＝１
   ＜個前の過去のサンプル点が、現在のサンプル点と同時
   加算できるように上記乗算手段の所定出力の所定の遅延
   を行わせる第２のアナログ遅延回路と、Ｏ現在のサンプ
   ル点に一致するｍ個のラスタのｍ個のサンプル点での上
   記重み値乗算後のｍ個のビデオ信号と上記第２のアナロ
   グ遅延回路出力との総加算を行うアナログ加算手段とよ
   シ成るＸ線テレビジョン装置。