JPS5938635A - 非破壊３次元透視装置 - 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】 〔発明技術分野〕 本発明は、物体を非破壊的に３次元に透視する装置に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、この種装置として３次元ｘｉｆＡｃＴなどが存在
していた。

しかし、この３次元Ｘ線ＣＴでは、大量のＸ線を放射す
るという点と、これにともなう大壁のＸ線透視データを
処理しているため高速処理は困難であったという点と、
しかも高速処理を行なおうとすると装置が大きくなると
いう点などの問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、放射線放射時間を短くし、簡単な装置で放射
線透視データを取得し、簡単なデータ処理で３次元画像
を再生するようｖｃ、　Ｌ、た装置を提供することを、
その目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、放射線源と被透視物体を４目対的に移動させ
ながら複数枚の画像データをとり、この画像を拡大処理
しかつそれらの数枚の画像を平均加算し、その平均加算
された画像から雑音を除去し、この雑音除去された再生
画像数枚から、画像を３次元的に見えるようにした非破
壊３次元透視装置である。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の一実施例におけるその構成を示すブ
ロックダイアグラムである。

１は制御装置で、全体システムにおけるデータの伝送及
び信号の流れが効率よく行なわれるように制御するもの
である。

２は放射源を移動させる放射線源移動機構である。

３は透視装置で、放射線により物体を透視するとともに
、放射線源の位置をパラメータとして透視画像な暇り入
れるものである。

４は画像入力装置で、透視装置３により得られた物体の
透視画像を連続した電気信号に変換し、かつ放射線源の
位置をパラメータとした透視画像を数枚取り入れるもの
である。

５はＡ／Ｄ変換器で、画像入力装置４により変換された
連続電気信号を全システムの処理速度により定められる
適当なサンプリング周期で、適当なりｉｊ数で量子化さ
れた離散電気信号に変換するものである。

６はＡ／Ｄ変換器５により得られた離散信号を貯えてお
く画像メモリである。

７は画像拡大回路で、画像メモリ６に貯えである画像を
縦横両方向の倍に拡大するものである。

８は画像平均加算回路で、画像拡大回路７で様々の拡大
率で拡大された画像を数枚分について平均加算を行ない
、ある高さの断面画像を求めるものである。

９はこの回路８で求められた画像の雑音を除去する画像
雑音除去回路で、この雑音除去された画像は再び画像メ
モリ６に貯えられる。

１０は画像３次元化回路で、画像メモリ６に貯えられた
各高さの断面画像を３次元的に認識できるように変換す
るものである。

１１はこの回路１０で求められた画像を表示する再生画
像表示装置である。

さて、Ｘ線などの放射線により透視された物体の画像は
、放射線の吸収係数の分布に従って濃淡階調値の分布と
なる。

本発明は、内部の空胞例えば鋳物部品の巣のようなもの
の存在を３次元透視画像として認識させようとする装置
である。

まず、放射線透視画像の嘔り入れ方について述べる。

第２図はその手段を示す図で、放射線源２０を上から下
に動かしくもつとも下から上に向って動かしてもよく、
または被透視物体２２を固定した放射線源側に対して動
かしてもよい）、放射線たとえばＸ線２１？：被透視物
体２２に照射し、その移動中にｎｇ枚の放射線透視画像
Ｇ（ｘ　＋　ｙ　＋　ｉｔ　＞をΔｌ移動させるごとに
、画像入力装置４に屯り入れる。

ここ捷での操作は、放射線源移動機槽２．透視裟置３９
画像入力装置４．Ａ／Ｄ変換６５および画像メモリ６に
よって行なわれる。

透視画像の座標系を第３図のように設定する。

（ト）はＸ線発生地点１，３１は画像入力面、３２は被
透視物体Ｕの画像入力面における透視画１尿である。

そして、化４図のような被透視物体四の切１＠而４０に
ついての切断面画ＩＭＳ　　（ｘ＋ｙ、ｚ）を考える。

切断面画像ｓ　（ｘ＋　ｙ＋　ｚ）と取得画像Ｇ（ｘ、
ｙ；／）の関係は、 ・・・（１力 となる。

いま、ここで離散化して ｚ＝ｊ・Δ２　　　　　　　　　　・・・（２カ／＝ｉ
　・Δｌ　　　　　　　　　　　　　・・・　（３式）
とする。たたし、ｉ、ｊ、ｎ、ｇ＋ｎ２はそれぞれ自然
数で １≦ｉ≦ｎＡ　　　　　　　　　　・・・（４力０≦　
ｊ≦ｎｚ　　　　　　　　　　　　　・・・　（５式）
（１式）に（２式）　、（３式）を代入して、・・・（
６式） まず次のような座標変換を考える。

倍した画像なｃ’　（ｘ”＋　ｙ’＋　’・Δ４ｊｏ・
Δ（イ）とする０この・幼性は、画像拡大回路７におい
て行なわれる。

ゆえに、 Ｇ’（ｘ’　＋　ｙ’＋　’　・Δ１１　＋　ｊｏ　”
Δ２）・・・　（９式） Ｇ’ｍａｔｒｉｘ＝Ｇ’　　（ｘ’　ｒ　ｙ’）　　　
　　　　　　−（１０式）Ｓ　ｍａｔｒｉｚ　＝　Ｓ　
（ｘ’　＋　’／’　）　　　　　　　　　・−（１１
式）よす、お１，９え、ゆア。、１゜え）おい表わせ　
　’ｍａするＯ ・・・（１２式） 次に、拡大・縮小変換された各画像Ｇ（ＸＩ５’ｌｌ）
を高さｌについて加算する。これは画像平均加算回路８
でなされる。この加Ｗを考えると ・・・（１３式） ここで、平均加算された”：ｍ　ｔｒ　ｉ工（ｊ・ΔＺ
）ケ（１４式）のように定義する。

・・・（１／１式） ・・・′（１５式） ここで、（１５式）の第２項は低周波画像のボケた画像
を示すので、ある周波数以下の画像成分を除くようにし
てつまり低周波雑音を除去して（たとえば２次元的ロー
パスフィルターと同じ操作を計算機で行なっても良い）
、高周波の鮮明な画像のみを得るような画像処理を画像
雑音除去回路９で行なう。

これにより５ｆｆｌ、ＬｔｒＬｚ　（ｊｏＪＺ　）とい
うＺ＝ｊｏ”Δ２の位置の断面画像が得られる。

このＪ。を区間［：Ｏ，ＮＺ）で動かしてやることによ
り、す・＼ての高さの断面透視画像が得られ、これを順
に積み重ねてやることにエリ、画像３次元化回路１０に
立体透視画像が得られ、再生画像表示装置直１１によっ
て表示されるＣ 以上のステップをまとめると、 ■　様々の放射線源の高さの透視画像−ｔｒｉｘ（ｉ−
〃）を取り入れるー ［相］　各１について透視画像 Ｏｉについて拡大・縮小された画像’ｍａｔｒｉｘ（ｉ
・Δ９を平均加算してやる。

［相］　低周波画像のポケた画像を取り除くような画像
処理を行なう。

■　谷ｊ０について、＠〜θ〜［相］を繰り返し行ない
。

各断面の透視画像を得て立体透視画像を得る。

このように■〜■の処理を行えば、非破壊で３次元透視
画像が得られる。

しかして本発明は、画像処理としては複雑なことをほと
んど行なっていないため、画Ｉ象データを離散信号化し
ないで連続信号のま＼で処理を行なってもよい。

また、３次元透視画像を画像３次元化し、視覚に訴える
ような表示を行なわないで、データメモリに入れておい
てこのデータをもとに自ｊｊ！物体認識などに利用する
ことも可能である。

さらに丑た、画像入力装置４において、入力透視画像の
シェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ　）補正、幾何歪補正
、雑音除去などを行なうこと［より再生画像は改善され
うる。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、短い放射時間で簡単な放射線
透視装置により、簡単なデータ処理で３次元透視画像を
得られる。このため工場の大量生産ラインのような高速
の非破壊検査に用いることにより、多大な有用性を発揮
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における構成を示すブロック
ダイアグラム、第２図はその放射線透視画像の取り入れ
方の説明図、第３図は透視画像の座標系の設定図、第４
図は被透視物体と断面図の関係説明図である。 １・・・制御装置、２・・・放射線源移動機構、３・・
・透視装置６１．４・・・画像入力装置、５・・・Ａ／
Ｄ変ｊ・ｈ器、６・・・画像メモリ、７・・・画像拡大
回路、８・・・画像平均加算回路、９・・・画像雑音除
去回路、１０・・・画像３次元化回路、１１・・・再生
画像表示装置の・・放射線源、２】・・・Ｘ　ａ、２２
・・・被透視物体、３０・・・Ｘ線発生地点、３１・・
・画像入力面、３２・・・透視画像、４０・・・断面図
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線源を移動させる放射線源移動機楢と、放射線を放
   射し被透視物体を透視する透視装置と、この透視装置の
   画像を入力する画像入力装置と、その画像入力装置から
   の画像データなＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ
   変換された画像データを蓄えておく画像メモリと、この
   画像メモリの画像を拡大処理する画像拡大回路と、拡大
   処理された数枚の画像を平均加算する画像平均加算回路
   と、平均加算された画像から雑音を除去する画像雑音除
   去回路と、雑音除去された再生画像数枚から画像を３次
   元的に見えるようにする画像３次元化回路と、再生画像
   を表示する再生画像表示装置と、これまでの各部材の信
   号の授受を司り制御を行なう制御装置とから構成される
   ことを特徴とする非破壊３次元透視装置。