JPS6051974A - 再投映システム - 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】 （技術分野） 本発明はコンピュータで発生した映像、また特に人為結
果の補正又はその他の目的のため、このような映像を再
投映するシステムに関するものである。

（従来技術とその問題点） Ｘ線計算断層写真術（ＣＴ　）の発達はデータ捕捉時間
及び映像再生時間を減らし、密度及び空間解像度を向上
させたスキャナを生産するようになった。この改良は一
層複雑なデータ捕捉システム及び一層早い映像再生ハー
ドウェアの使用によって主に達成された。また映像の質
は再評価の仮定によって向上した。この再評価の仮定は
ＣＴスキャナの早い世代を打立て、映像再生アルゴリズ
ムでのこれ等の仮定に補正又は改良及びその双方を組入
れるためである。これ等の仮定は実際のスキャナによっ
て集められたデータが理論的な再生アルゴリズムと自利
できるようにするため最初になされた。

　９− これ等の仮定の一例はＸ線源のスペクトルと、検査する
物体の異なる素子の減衰係数のエネルギー依存性とに関
係がある。映像を生せしめるため過去において使用した
重装な仮定はＸ線源は多色性であるということ、又は減
衰係数のエネルギー依存性はすべての素子に対して同一
であるということである。これ等２つの条件はどちらも
満足されるものでないことはよく知られておシ、従って
生じる映像内に多色人為結果が発生することが知られて
いる。人為結果とは減衰係数が高い鋭い物体間のカッピ
ングとして及び負のすしとして確認することができる。

従来技術、例えば米国特許第４，２１７，６４１号では
反復後再生方法を使用し、多色人為結果のレベルを減少
させている。他の既知の技術の中で、多色人為結果の補
正技術を述べているのは米国特許第４，２２２，１０４
号及び第４，２２３，３８４号と、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎ
ｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｂｉｏ−ｍｅｄｉｃａｌ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　、　ＢＭＥ−２８巻、第２号、
１９８１年２月２日発行、Ｊ、　Ｐｅｔｅｒ１０− Ｓｔｏｎｅｓｔｒｏｍ等の「Ａ　Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　
ｆｏｒＳｐｅｃｔｒａｌ　Ａｒｔｉｆａｃｔ　Ｃｏｒｒ
ｅｃｔｉｏｎｓｉｎ　Ｘ−ｒａｙ　Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　
Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ　Ｊがある。

従来の後再生補正方法の基＃Ｉは物体は減衰係数のエネ
ルギ依存性に関して２個のｔ改ソ均質な構成から成ると
いうことである。生物学的用途では、この２個の構成と
は骨と柔い組織である。

初期映像は大部分の素子、通常は柔い組織について第１
次の多色補正を組込んで再生される。

次に初期映像をピクセルパイビクセルベースに分割し、
２個の構成の近似する映像を生せしめる。次に再投映技
術を使用して２個の映像に通る通路の長さを計算する。

次にこの再投映から誤差投映を形成し、この誤差投映は
投映データに加えられる。この投映データは初期映像を
形成するために使用されたものでおる。次に新しい投映
データから２次の映像を再生する。前の２個の工程の変
形では、誤差投映を再生し、生じた映像を初期映像に加
え２次映像を形成する。

多色補正のレベルが十分であると、アルゴリズムは完全
である。もしそうでない場合には、上の工程を繰返す。

再投映の使用は多色補正アルゴリズムに限らない。Ｍｅ
ｄｉｃａｌ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　、第８巻、第６号、１９
８１年１１月発行、Ｇ、Ｈ，Ｇｌｏｖｅｒ　及びＮ−Ｊ
、Ｐｅ１ｃによるｒ’Ａｎ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ
　ｔｈｅ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌ　Ｃ
１１ｐＡｒｔｉｆａｃｔｓ　ｉｎ　ＣＴ　Ｒｅｃｏｎｓ
ｔｒｕｃｔｉｏｎｓＪの文献にはアルゴリズムの一部と
して再投映を使用し金属クリップによって生ずる人為結
果を除去する方法を示している。Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔ
ｏ−ｍｏｇｒａｐｈｙ　、第４巻、１９８１年、Ｇ、Ｈ
ｅｎ−ｒｉｃｈによるｆ−Ａ　Ｓｉｍｐｌｅ　Ｃｏｍｐ
ｕｔａｔｉｏｎａｌＭｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｒｅｄｕｃ
ｉｎｇ　５ｔｒｅａｋ　Ａｒｔｉ−ｆａｃｔｓ　ｉｎ　
ＣＴ　Ｉｍａｇｅｓ　Ｊは部分的な容積の人為結果によ
って生じたすしを除去するため使用できるアルゴリズム
を説明している。

多色人為結果、金属クリップによる人為結果、及びすし
の人為結果を補正する従来のアルゴリズムを実施する装
置は市販されたことがなく、これは再投映工程が極端に
時間がかかるためである。従来の再投映方法はあまシに
も遅く、これは代数学の技術に基づく再生アルゴリズム
に組込まれた固有の再投映工程に依存するからである。

従来の再投映システムの遅いことと、その解決策はＩ　
Ｅ　Ｅ　Ｅ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎＮｕｃｌ
ｅａｒ　５ｃｉｅｎｃｅ　、　ＮＳ　−２８巻、第４号
、１９８１年８月、Ｔ、Ｍ、　Ｐｅｔｅｒｓの［ＡＩｇ
ｏ−ｒｉｔｈｍｓ　ｆｏｒ　Ｆａｓｔ　Ｂａｃｋ−ａｎ
ｄ　Ｒｅ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａ−ｐｈｙ　Ｊ　に説明されている
。この文献は再投映を行なうため変形したパックプロジ
ェクタを使用する方法を示している。このシステムの問
題点線この変形によってパックプロジェクタの）・−ド
ウエアを根本的に変えてしまうことで１）、従ってこの
システムは市販の用途に容易に適用できない。このシス
テムはパックプロジェクタを通る正規のデータの流れを
逆変する装置を必要とし、このユニットの正規の入力側
で再投映１３− することになる。更に、生じた再投映は品質が悪く、人
為結果補正アルゴリズムと共に使用するためには複雑な
補正が必要である。

従って、再投映を利用するシステムの速度を向上するこ
とは長年の要求であった。処理時間を減らす２つの方法
がある。その第１の方法は上記の関連ある出願に示した
ように、一層早い再投映システムを提供している。第２
の方法は再投映器の作動を強めるため加えた前処理サブ
システムと後処理サブシステムを有する現存する再投映
システムを使用することによって処理時間を減少させて
いる。

再投映を利用するシステムで処理時間を減少させるため
使用される第２の方法は米国特許第４．２２２，１０４
号に示されている。この従来技術は実際のデータ捕捉シ
ステムで取られる通路に対応しない通路に沿って再投映
システムによってデータを再投映することができること
を教えている。オリジナルのデータの組におけるよシも
少ない通路で再投映する技術もこれ等従来技１４− 術に含壕れる。再投映から得られる情報は初期映像を形
成するため使用するデータよ多空間解像Ｋが低いため、
この後部の工程を達成することができるのである。本発
明はこの従来技術の基健を新しい技術に発展させ再投映
システムを最適に使用し得るようにしたものである。

（発明の構成） 本発明は再投映器の出力τｉｌｌにイムられたデータを
後処理する再投映器及びシステムに送る映像データを前
処理するシステムを得るにある。

本発明の好適な実施例によれば、映像を再投映するシス
テムは、デジタル化した映像の寸法を減少させる装置と
、この減少させた映像を再投映する装置とを具える。

本発明の他の構成は、バックプロジェクションによって
映像を得た時、映像を再投映するシステムは、バックプ
ロジェクタへの入力としてパックプロジェクタに送った
データの一部を選択する装置と、この選択したデータを
バックプロジェクトする装置と、このバックプロジェク
トした選択したデータを再投映する装置とを具える。

又、本発明の他の構成は、上述の実施例を一層改良し、
通常の再生に使用する映像よシ一層小さな映像を再生す
る装置を設ける。

本発明の更に他の構成は、再投映の映像を次にバックプ
ロジェクトして映像を再投映するシステムは通常のバッ
クプロジェクションに使用するよシも一層小さなバック
プロジェクションによって前記再投映したデータをバッ
クプロジェクトする装置と、生じたバックプロジェクト
映像を拡大する装置とを設ける。

上述のサブシステムは再投映法を利用するシステムでの
処理時間を減少させ、市販の人為結果補正装置を具体化
することができる。

添付図面を参照して本発明の目的と要旨とを一層明らか
にする。

（実　流側） 第４図ＯＣＴスキャナーシステム１１ハガントリ１２を
具える。物体をカントリ１２内の放射線に露出し、物体
を横切った後の放射線を検出する。前端電子装置として
Ｉｊ”ＥＥと表記したブロック１３内でこの検出した信
号を処理する。この電気信号をプロセッサ１４で前処理
する。

このプロセッサ１４の出力信号を投映信号と称する。プ
ロセッサ１４のこの出力を補正ユニット１５に送る。こ
の補正ユニット１５によってこの投映信号に第１次多色
補正を行ない、最初の映像を発生させる。

補正ユニット１５の出力をフィルタ１６に通す。

このフィルタに通した映像をパックプロジェクタ１７に
よってバックプロジェクトする。パックプロジェクタの
出力はデジタル映倫の形でマトリックス１８に通す。デ
ジタルデータのこのマトリックスを使用して表示装置ｉ
１９に映像を生せしめる。

パックプロジェクタ１７の出力側から多色誤差補正ユニ
ット１５まで延在するフィードバックループ２１内で多
色誤差補正を行なう。この多色補正作動中、フィードバ
ックループ２１の出力をブー１７＝ ロセッサ１４の出力と組合せ、次にフィルタ１６に通す
。

このフィードバックループ２１は処理ユニット２２と再
投映器２３とを廟する。骨又は柔い組織のピクセル間を
区別できるように好適な実施例では処理ユニット２２を
設ける。処理ユニット２２の出力を再投映器２３に接続
する。

再投映器から得た情報に最初の映像より低い空間解像度
を有してもよい。この事実は人為結果補正装置の他のユ
ニットの速度要求を減らすことができる前処理ユニット
及び後処理ユニットを加えるために使用することができ
る。

再投映時間は再投映器に生じた最初の映像のピクセルの
数に直接関係する。再投映データに要求される減少した
空間解像度のため次のことがわかった。即ち、再投映器
に生じたピクセルの数を減少させ、それにより再投映を
生ぜしめるに必袂な時間を減少させるよう再投映器に生
じた最初の映像はピクセルの選択又は平均化を通じて減
力させることができることがわかった。

１８− 第１図では映像減カニニット３１を加えて第４図の配置
を繰返した。処理ユニット２２によって処理し、再投映
器によって再投映する以前に映像減カニニット３１によ
ってこの映像を減力する。

人為結果補正システムにおいては、初期映像はこの補正
装置の末端使用者に示されないことが時々ある。従って
この最初の再生システムを変更して、初期映像を人為結
果の補正のために使用することができることが認められ
る。この生じた映像は映像の解ｆｗ度の要求度が厳しく
ない場合に終局的に再投映される。この新しいプロセス
の結果は最初の再生時間を減少させることができる。

初期映像の発生を変更する一方法を第２図に示す。第２
図は選択サブシステム３２を加えて第４図を繰返したも
のである。補正ユニット１５の出力、投映の映像を選択
して、映像の一部及び各映像のサンプルの一部のみをフ
ィルタユニット１６に送る。選択器３２によって初期映
像を得るに必要なる鯛時間とパックプロジェクション時
間とを減らす。補正された投映の映像をパックプロジェ
クタに送信した時、選択器は有効にバイパスされる。

通常のバックグロジェクションシステムでは、生じた映
像の寸法は制御することができる。使用者に示される映
像の寸法は人為結果システムによって必要とするよシも
著しく大きい。従ってパックプロジェクタ（図示せず）
のための制御ユニット全変更することができ、これによ
り、初期映像を得るため再生サブシステムを作動させた
時、表示システムに表わされる映像の寸法よりも初期映
像の寸法が一層小さい。ここでも、矢張シ補正された映
像は通常の寸法である。

従来技術であったような、人為結果のだめの第２システ
ムの形状を第３図に示すが、本発明の一部であるユニッ
ト３３を加えている。

初期映像１８はユニット２２で処理され、次に再投映器
２３で杓投映される。この再投映の映像は補正ユニット
１５で補正され、フィルタ１６でろ過され、パックプロ
ジェクタ１７によってパックプロジェクトされる。従来
技術は補正された再投映データのｐ）生の寸法はマ）　
ＩＪタックス８での映像の寸法と同一であることを教え
ている。

この場合、拡大ユニット３３をバイパスさせることがで
き、ユニット３４を通じて再生映像を直接初期映像に加
え、表示装置１９によって表示することができる。

しかし、空間解像度の要求が低いため、補正された再投
映の映像の寸法を初期映像よシ小さくすることができる
。この場合、パックプロジェクタの出力を補間ユニット
３３を介して拡大する必要があり、これにより映像の寸
法を初期映像の寸法にマツチさせる。拡大後、この拡大
された映像をユニット３４によって初期映像に加え、次
に表示装［１９に表示する。

舛定の方法と装置に関連して本発明の詳細な説明したが
、ここに説明したのは単なる一例に過ぎないこと勿論で
ある。本発明は特許請求の範囲から逸脱することなく、
ここに説明した一例に柚々の変更を加えることができる
。

２１−

【図面の簡単な説明】

第１図はプロセッサとして使用する減力装置を有する不
発明再投映システムのブロック線図、第２図はフィルタ
に加えた処理ユニットとして使用する選択ユニットを有
する不発明再投映システムのブロック線図、 第３図は再投映の映像を再生し、次に拡大後処理ユニッ
トを通じて初期映像に加えて、多色人為結果を補正する
ために使用する再投映システムの一実施例を示すブロッ
ク線図、 第４図は多色人為結果を補正するために使用する再投映
システムの先行実施例を示すブロック線図、である。 １１・・・ＣＴスキャナーシステム、１２・・・ガント
リ、１３・・・ＦＥＥブロック、１４・・・プロセッサ
、１５・・・補正ユニット、１６・・・フィルタ、１７
・・・パックプロジェクタ、１８・・・マトリックス、
１９・・・表示装置、２１・・・フィードバックループ
、２２・・・処理ユニット、２３・・・再投映器、３１
・・・映像減カニニット、３２・・・選択器、３３・・
・拡大ユニット又２２− は補間ユニット。 −２３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．８投映データを得るため初期映１家データを拘投映
   する再投映装置を有するシステムの処理時間を向上させ
   るシステムにおいて、袖正した映像を得るため前記Ｐ）
   投映データを処理する処理装置と、 処理される前記データの量を減らすため前記再投映装置
   から取外したデータ減少装置とを具えることを特徴とす
   る処理時間向上システム。 ２、前記データ減少装置には前記再投映装置に先立って
   前記初期映像データの寸法を減少させる装置を設けた特
   許請求の範囲第１項に記載のシステム。 ３、　プロジェクションデータをバックプロジェクトす
   ることによって前記初期映像データを得るようにした特
   許請求の範囲第１項に記載のシステム。 ４、　前記データ減少装置には前記袖正された映像にお
   けるよう一部ビクセルが少ない映像になるようバックプ
   ロジェクトを行なう装置を設けた特許請求の範囲第３項
   に記載のシステム。 ５、　前記データ減少装置にはバックグロジェクション
   に先立って投映データの一部を選択する装置を設けた特
   許請求の範囲第３項に記載のシステム。 ６、バックグロジェクションに先立って前記投映データ
   をろ過する特許請求の範囲第５項に記載のシステム。 ７、　前記選択装置を前記バックグロジェクシ四ン装置
   と前記ろ過装置との間に配置した特許請求の範囲第６項
   に記載のシステム。 ８、　前記選択装置を前記ろ過装置の前に配置した特許
   請求の範囲第６項に記載のシステム。 ９、前記減少装置を前記再投映装置の後に配置した特許
   請求の範囲第１項に記載のシステム。 １０、再投映像をバックプロジェクトするバックプロジ
   ェクタ装置を設けた特許請求の範囲第９項に記載のシス
   テム。 １１、前記袖正した映像より一層少ない数のピクセルを
   有する映像をバックプロジェクトする装置を設けた特許
   請求の範囲第１Ｏ項に記載のシステム。 １２、補正された映像におけるピクセルの数にマッチス
   るようバックプロジェクトされた映像におけるピクセル
   の数を拡大する装置を設けた特許請求の範囲第１１項に
   記載のシステム。 １３、再投映データを得るため初期映像データを再投映
   することを含む工程の処理時間を向上させるに当シ、 補正された映像を得るため前記再投映データを処理し、 再投映工程と別個に、処理されるデータの量を減少させ
   ることを特徴とする処理時間向上方法。 １４、前ｎピデータの量を減少させる工程には再投映の
   工程の前に前記初期映像データの寸法を減少させる特許
   請求の範囲第１３項に記載の方法。 １５、投映データ全バックプロジェクトすることによっ
   て前記初期映像データを得る特許請求の範囲第１１８１
   に記載の方法。 １６、前記データ減少工程には前記補正された映像にお
   けるよシも少、ないピクセルを有する映像になるよう投
   映データをバックプロジェクトする工程を有する特許請
   求の範囲第１５項に記載の方法。 １７、前記データ減少工程にはバックグロジェクション
   に先立って投映データの一部を選択する工程を有する特
   許請求の範囲第１５項に記載の方法。 １８、バックグロジェクションに先立って前記プロジェ
   クションデータをろ過する工程を有する特許請求の範囲
   第１７項に記載の方法。 １９、前記バックプロジェクト工程と前記ろ過工程との
   間で前記選択工程を行なう特許請求の範囲第１８項に記
   載の方法。 ２０、前記瑞択工程を前記ろ過工程の前に行なう特許請
   求の範囲第１８項に記載の方法。 ２１、前記データ減少工程を前記再投映工程の後に行な
   う特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 ２２、前記再投映の映像をバックプロジェクトする工程
   を有する特許請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２３、前記補正された映像よ多少ない数のピクセルを有
   する映像をバックプロジェクトする特許請求の範囲第２
   ２項に記載の方法。 ２４、前記補正された映像におけるピクセルの数にマツ
   チするよう前記バックプロジェクトされた映像における
   ピクセルの数を拡大する工程を含む特許請求の範囲第２
   ３項に記載の方法。 ２５、コンピータ化した断層写真装置において得られる
   映像内の人為結果を補正するに当シ、物体に通すことに
   よって生ずる放射線を検出し、 この検出した放射線の投映に相当するデータを得るよう
   この検出した放射線を前処理し、前記投映データをろ過
   し、 初期映像を得るようこのろ過したデータをバ　５− ツクプロジェクトし、 この初期映像の寸法を減少させ、 この減少した初期映像を再投映し、 この再投映された初期映像を補正し、 この補正され再投映された初期映像をろ過しバックプロ
   ジェクトして補正映像を形成し、この補正映像を前記初
   期映像に組合せることを特徴とする人為結果補正方法。 ２６、コンピユータ化した断層写真装置において得られ
   る映像内の人為結果を袖正するに当シ、物体に通すこと
   によって生ずる放射線を検出し、 この検出した放射線の投映に相当するデータを得るよう
   この検出した放射線を前処理し、前記投映データをろ過
   し、 初期映像を得るようこのろ過したデータをバックプロジ
   ェクトし、 この初期映像を再投映し、 この再投映された初期映像を袖正し、 この補正され再投映された初期映像をろ過し　６− バックプロジェクトして前記初期映像よシ小さい補正映
   像全形成し、 この補正映像の寸法を拡大し、 この拡大した補正映像に前記初期映像を組合せることを
   特徴とする人為結果補正方法。 ２７、コンピユータ化した断層写真装置において得られ
   る映像内の人為結果を補正するに当シ、物体に通すこと
   によって生ずる放射線を検出し、 この検出した放射線の投映に相当するデータを得るよう
   この検出した放射線を前処理し、前記投映データをろ過
   し、 初期映像を得るようこのろ過したデータをバックプロジ
   ェクトし、 前記初期映像のデータを再投映し、 この再投映された初期映像のデータを補正し、投映゛に
   相当するデータにこの補正され再投映されたデータを組
   合せ、 この組合せたデータをろ過し、 前記初期映像の寸法より大きな補正映像を形成するよう
   この組合せてろ過したデータをバックプロジェクトする
   ことを％徴とする人為結果補正方法。 ２８　コンピユータ化した断層写真装置において得られ
   る映像内の人為結果を補正するに当シ、物体に通すこと
   によって生ずる放射線を検出し、この検出した放射線の
   投映に相当するデータを得るようこの検出した放射線を
   前処理し、前記投映データの一部を選択し、 この選択したデータをろ過し、 初期映像データを得るようこのろ過したデータをバック
   プロジェクトし、 前記初期映像データを再投映し、 この再投映されたデータを補正し、 投映に相当するデータにこの補正され再投映されたデー
   タを組合せ、 この組合せたデータをろ過し、 補正された映像を形成するようこのろ過し組合せたデー
   タをバックプロジェクトすることを％徴とする人為結果
   補正方法。