JPS6053856B2 - ３次元対象物に関する画像情報の記録・再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、同一記録材に複数の方向の異なる放射線源に
より２つの過程にて記録した３次元対象物をコヒーレン
ト点コードを使用する符号化および復号を介して結像さ
せる３次元対象物に関する画像情報を記録し次いで再生
する方法に関するものである。

３次元対象物に対する画像符号化を、この対象物を異な
る方向からの非コヒーレント光またＸ線一に露光させ、
同じフィルムの片側に影像を写真方式で記録することに
より達成できることは既知である。

かくして重畳画像が得られるが、この重畳画像から対象
物の情報を直接再生することはできない。第２過程の後
すなわち重畳画像の復号後に．のみ、３次元対象物の異
なる層を可視状態にすることができ、この対象物の離散
的断面を再生することができる。実際の復号動作は既に
提案された非コヒーレント光学的乗算装置において行わ
せることができる。非冗長点の形態による特殊な配置・
の放射線源に基づく復号に当り、不所望の２次画像が形
成され、かかる２次画像では信号対雑音比が所定の限界
値に達しない。゜゜Ｊ０ｕｍａ１０ｆＡｐｐ１１ｅｄＰ
ｈｙＳｉＣＳ３′，ＶＯｌ．４５，ｌ９７４，第１８０
６〜１８１１頁に掲載されたＣ．ＢｒＯｗｎの論文には
、コヒーレント・コードを使用する画像符号化法に対し
如何にすれば信号対雑音比を改善できるかが記載されて
いる。その場合対象物は開口配列の異なる２個のピンホ
ールカメラを用いて２度記録され、次いで画像情報を電
子計算機に供給し、負値を一方の画像に割り当てかつ正
値を他方の画像に割り当てるか、またはこれと逆の関係
に割り当てる。その場合、電子計算機により画像を復号
することが）できる。かかる電算機処理はＸ線露光に対
しては実用できず、その理由は画像点の数が極めて多い
（１萌画像点まで）からである。本発明の目的は、３次
元対象物の層の画像情報を記録し次いで再生する簡単な
画像情報記録・再・生方法を提供するにある。

かかる目的を達成するため本発明は、３次元対象物に関
する画像情報を記録し次いて再生する画像情報記録・再
生方法てあつて、符号化点関数によつて規定された符号
化分布の異なる斜視方向を・用いて形成された前記対象
物の複数のオーバーラップできる成分斜視画像を含む複
合画像を面上に形成しかつ記録し、次いで記録された複
合画像を復号することにより前記対象物に関する画像を
合成するようにする画像情報記録・再生方法において、
前記対象物の２個の異なる複合画像を順次形成し記録し
、各複合画像は対応する異なる符号化点関数によつて規
定された透過性点放射線源の分布によつて形成される複
数のシャドーグラフ画像を含み、各符号化点関数が実際
上重複せず、かつそれぞれの符号化点関数がコヒーレン
ト対の符号化点関数を形成し、前記各複合画像を反転し
た負の画像を形成し、対応する前記複合画像と、他方の
前記複合画像から形成した前記負画像との加算重畳によ
り第１及び第２加算複合画像を形成することによつて、
前記対象物め選択された断層の画像を合成するため前記
記録された複合画像の復号を行い、対応する前記複合画
像を形成する際に使用した符号化点関数と、前記対象物
における選択された断層の位置とによつて規定される相
対変位を用いて共通画像合成領域において前記加算合成
画像を複数回繰返して互に変位して重畳することにより
前記第１及び第２加算複合画像の各々を復号して前記共
通画像合成領域において選択された断層の画像を形成す
ることを特徴とする。

光学的配列に代えこれと同様な電子式配列を使用するこ
ともできる。

その場合復号は、２個の符号化画像をその負値と共に電
子蓄積管上を対応する態様で推移させることによつて行
われる。次に復号画像の形成について説明する。第１露
光用のｎ１個の放射線源および第２露光用のＮ２個の放
射線源につき適切なコードを使用した場合、復号により
振幅ｎ＝ｎ１＋ｆに基づく画像が生じ、Ｎ個の不所望２
次画像（Ｎ＝ｎ・（ｎ−１））は２個の符号化画像の負
画像により部分的に補正されるので発生する２次画像が
遥かに少なくなり、従つて信号対雑音比が著しく改善さ
れる。本発明の方法は特に医療Ｘ線撮像に使用すること
ができ、殊にコントラスト媒体を注入した鼓動中の心臓
の如き３次元対象物の結像に使用することができる。

異なる位置に配置されかつ２個の別個のフィルムを照射
する多数のＸ線源により極めて短時間内に２度心臓を撮
影し、フィルムの現像後異なる層を結像させるための復
号を本発明の方法に従つて行う。フィルムに代え像増強
装置を使用することができる。代案として、既に提案さ
れている電子式推移装置と共に復号を行うことができる
。また本発明による方法は、前記各複合画像を記録媒体
のシート上に記録し、一方の前記複合画像の透明画と、
他方の前記複合画像の透明画とを合成することにより前
記各加算複合画像を形成し：前記第１及び第２加算複合
画像の各々の復号が、非コヒーレント単色光を用いるズ
ームレンズ装置を含む対応する投影光学装置により各加
算複合画像を投影することと、対応する前記複合画像を
形成するために使用する点放射線源の分布からピンホー
ルカメラ装置を用いて形成される像点の座標に対応する
座標の複数のコヒーレント光対物点及び参照光を用いて
形成される対応する点ホログラ．ムを介して各投影され
た加算複合画像をそれぞれ乗算することとを含み、前記
ピンホールカメラ装置は、２個の乗算された加算複合画
像が平担画像合成領域て復号関係において重畳されるよ
う構成して前記対象物の断層の画像を得るようにし、前
一記断層がズームレンズ装置の同期調整によつて選択さ
れ、前記２個の異なる複合画像を、前記記録媒体に隣接
配置したグレーティングマスクを介して前記第１複合画
像を記録し、前記マスクを前記マスクのマスキング●グ
レーティング細条の幅だけ変位し、次いで前記それぞれ
の複合画像がラスターインタレース態様で前記記録媒体
上に記録されるように他方の前記複合画像を記録し、次
いで前記複合画像を対応するグレーティング・マスクを
用いて分離することにより記録媒体の同一シート上に順
次記録することを特徴とし、２個の乗算画像は以下に説
明するようにして重畳する。

２個の符号化重畳画像は単一フィルム上にこのフィルム
の近くに配置した５０％細条格子（グレーティング）を
用いて連続的に記録され、その際前記格子を２つの露光
の間に１格子幅だけ推移するから、フィルムに対して対
象物の位置が固定され、従つて１個のフィルムのみ必要
とし、その負画像を例えば接触焼付けによつて作製する
。

２つの露光の間の時間は数ミリ秒にすることができ（格
子の移動速度に応じて）、フィルム交換装置を必要とし
ない。

合成画像は多重化画像と、５０％格子装置により接触焼
付を介して得た負画像とから導出することができ、従つ
て１フィルム上の重畳画像を簡単な態様で分離すること
ができる。

固定レンズ配置および安定な記録用幾何学的配置を使用
することに起因して、格子を１格子幅だけ移動すること
により、任意の組合せが可能となり、かつ互に加算すべ
き画像のアラインメントが簡単化される。２個の合成画
像は単一写真乾板上に記録した２個の点ホログラムを介
して乗算され、かつ単一レンズを介して伝達されるから
、ホログラムおよびレンズのアラインメントは最早や必
要でなく、従つてホログラムの記録が簡単化される。

図面につき本発明を説明する。

まず、符号化および復号の原理を、４個の点放射線源Ｐ
ｌ，Ｐ２，Ｐ３，Ｑｌを用いる簡単な構成について説明
する。

第１図は異なる平面内に配置して円Ｋおよび方形Ｒから
成る３次元対象物を記録する過程を示す。２つの露光を
行い、すなわちまず第１の符号化点関数（ＥｎｃＯｄｉ
ｎｇｐＯｉｎｔｆｕｎｃｔｉＯｎ）Ｐによつて規定され
る分布した点放射線源Ｐｌ，Ｐ２，Ｐ，により対象物を
同時に照射して符号化した複合シャドーグラフ画像ＳＰ
を発生させ、その直後に第２の符号化点関数によつて規
定されかつ簡単化した例として単一の点放射線源Ｑ１に
よつて表わされる分布点放射線源により対象物を照射し
て対応する画像ＳＱを発生させ、この画像は本例では１
個の成分斜視画像だけ有する。

一般的に言えば、第１の露光のためｎ１個の放射線源Ｐ
１・・・Ｐｎｌを設け、かつ第２の露光のためＮ２個の
放射線源Ｑ１・・・Ｑｎ２を設け、ｎ＝ｎ１＋〜個の放
射線源の配置により後述する復号を決定するようにする
。放射線源Ｑ１・・・Ｑｎ２は負放射線源とも呼ばれ、
放射線源Ｐ１・・・Ｐｎｌは正放射線源とも呼ばれる。
この方法に対し“コヒーレント符号化２゛なる用語を使
用することもできる。第２ａ図は正放射線源と共に記録
した２個の符号化画像ＳＰを示し、第２ｂ図は本例では
単一の負放射線源と共に記録した画像ＳＱを示す。放射
線源Ｐｌ，Ｐ２，Ｐ３およびＱ１による照射を介して得
た円Ｋｌ，Ｋ２，Ｋ３；ＫおよびＲｌ，Ｒ２，Ｒ３；Ｒ
を含むこれら２個の符号化画像を用いて復号を行う。ま
た符号化画像は像増強管上に表示することもできる。符
号化画像ＳＰおよびＳＱならびなその負画像一ＳＰおよ
び−ＳＱから復号対象物Ｓ″を再生する際の関係式はに
よつて規定される。

関数ＰおよびＱはそれぞれ放射線源Ｐ，およびＱ１こよ
露光の点画像関数であり、記号９は数学的相関を示し、
本例ではそれぞれ３点および１点からなる簡単な点画像
関数ＰおよびＱに起因する画像の推移および加算だけを
示す。数学的処理は第３〜５図に示した過程Ａｌ，ａ２
，ｂｌ，ｂ，，Ｃに分割する。説明を簡単にするため復
号を方形Ｒの平面についてだけ説明し、円Ｋの平面に対
する復号は符号化した画像の比率またはスケールを変更
した場合を除き同様の態様で行う。第３ａ図は過程ａ１
を示す。

過程ａ１に際しては、符号化画像ＳＰおよび符号化画像
ＳＱの負画像−ＳＱを加算することによつて画像を形成
し、その場合画像ＳＰにおおける方形Ｒは密度０を有し
、かつ周囲領域は密度（１）を有し（これは第３ｂ図の
画像ＳＱの場合も同じであり）、その場合第３ａ図にお
ける負画像−ＳＱは方形Ｒにおいて密度１を有しかつ周
囲領域において密度（イ））を有する。２個の画像の和
ＳＰ−ＳＱは、周囲領域において密度（１）を有しかつ
４個の方形Ｒにおいて密度０，０，０，２を有する。

過程Ａ２（第３ｂ図）に際してはＳＱおよび負画像−Ｓ
Ｐを加算することにより対応する画像ＳＱ−ＳＰが得ら
れる。第４図および第５図は画像ＳＰ−ＳＱおよびＳＱ
−ＳＰに基づく力形Ｒの復号を示す。過程Ｋｇに際して
は画像ａ１を３度使用し、その結果得られた３個の同一
画像を画像点関数ＰのベクトルＰｌ，Ｐ２およびＰ３に
応じて互に推移しかつ互に加算する。その場合に得られ
る合成画像〔ＳＰ−ＳＱ）９Ｐは密度０，２，３，４の
８個の方形および背景密度（３）でもつて構成される。
第５図示すように、画像ｈと、画像点関数Ｑのベクトル
Ｑ１につき画像ＳＱ−ＳＰを推移することによつて形成
した画像■とを加算することにより、画像ｃが生ずる。
画像ｃは復号された画像Ｓ″と同一であり、この復号画
像は中央に密度０の方形Ｒを有しかつその周囲に密度（
４）の周囲領域を有する。さらに密度３および５の２次
方形ＮＲが存在し、これらは画像の背景“゜雑音゛を示
すが、中央の方形Ｒは“゜信号゛を表わす復号された方
形である。従つてｎ＝ｎ１＋〜個の放射線源を使用した
場合にぱ“信号１゛および背景の間の４：１のコントラ
スト比はｎ：１になる。そこで正放射線源Ｐｌおよび負
放射線源Ｑ１を適切に構成配置して、復号された画像に
おいて２次画像の密度が背景密度と±１だけ相違するよ
うにすることが重要である。かかる構成配置ぱ“非冗長
コヒーレント±１コード゛とも呼ばれる。非コヒーレン
ト、非冗長構成配置だけを使用した場合には、常にｎ（
ｎ−１）個の２次画像が得られる。従つて４個の放射線
源を含む非コヒーレント放射線源配置の場合にはｎ＝４
×３＝１２個の２次画像が生ずるが、＋１，＋１，＋１
および−１のコヒーレント●コードの場合には４個の２
次画像しか生じない。これによりコヒーレント・コード
の利点は極めて明白になる。しかし対象物につき２つの
露光を行う必要があり、その場合第１露光を正放射線源
によつて行いかつ第２露光を負放射線源によつて行う。
第６図は、第３〜５図につき説明した復号方法を簡単に
実現することができる光学系を示す。単色の空間的に非
コヒーレントなビームとすることができるレーザビーム
ＬＡを半透明ミラーＳＰ２およびミラーＳＰｌを介し２
つのビームに分割する。各ビームはレンズレにより発散
させ、接地ガラススクリーンＭを照射するようにする。
スクリーンＭの背後には先に説明したようにスクリーン
画像ａ／およびＡ２″が形成され、スクリーン画像ａ１
″は画像ＳＰと画像ＳＱの負画像−ＳＱとから成り、ス
クリーン画像Ａ２″は画像ＳＱと画像ＳＰの負画像−Ｓ
Ｐとから成る。ズームレンズｚによりこれら画像のスケ
ールを変更することができる。このようにして得た中間
画像Ａ１および〜をレンズＬ２ならびにホログラムＨｐ
およびＨＱを介して乗算し（過程ＫｇおよびＢ２）、画
像面において加算して再生画像Ｓ″を得るようにする（
過程ｃ）。ホログラムＨｐは画像点関数Ｐを含み、ホロ
グラムＨＱは画像点関数Ｑを含んでいる。これらのホロ
グラムはいわゆる点または乗算ホログラムである。その
場合復号画像Ｓ″は直接見ることができる。対象物の異
なる層については、２個のズームレンズを同時に移動し
て中間画像Ａ１およびＡ２のスケールを並列形式で変化
させるようにすることによつて、復号を行うことができ
る。

画像ａ１″およびＡ２″の正画像および負画像に代え２
個の電子一光学トランスデューサを使用することができ
、これら電子一光学トランデユーサは例えばホト●タイ
タス（ＰｈＯｔＯ−Ｔｉｔｕｓ）管とし、そのターゲッ
ト上に正画像を発生させ、第２画像発生に際しては電圧
の極性を逆にして負画像が生ずるようにする。

代案として、正画像（明一暗）および負画像（暗一明）
を蓄積および加算できる電子蓄積管を使用することによ
り、過程Ａｌ，ａ２，ｂｌ，ｂ２，ｃを達成することが
できる。

２個の画濤βＰおよびＳＱで始める推移および加算の順
序は全く任意である。

【図面の簡単な説明】

第１図は対象物の画像符号化を示す路線図、第２ａ図お
よび第２ｂ図は対象物の符号化した画像を示す図、第３
ａ図および第３ｂ図は２個の符号化中間画像を示す図、
第４図は復号時の第１乗算過程を示す図、第５図は復号
時の第２乗算過程を・示す図、第６図は本発明により３
次元対象物の画像を復号するための光学系を示す図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ３次元対象物に関する画像情報を記録し次いで再生
   する画像情報記録・再生方法であつて、符号化点関数に
   よつて規定された符号化分布の異なる斜視方向を用いて
   形成された前記対象物の複数のオーバーラップできる成
   分斜視画像を含む複合画像を面上に形成しかつ記録し、
   次いで記録された複合画像を復号することにより前記対
   象物に関する画像を合成するようにする画像情報記録・
   再生方法において、前記対象物の２個の異なる複合画像
   を順次形成し記録し、各複合画像は対応する異なる符号
   化点関数によつて規定された透過性点放射線源の分布に
   よつて形成される複数のシャドーグラフ画像を含み、各
   符号化点関数が実際上重複せず、かつそれぞれの符号化
   点関数のコヒーレント対の符号化点関数を形成し、前記
   各複合画像を反転した負の画像を形成し、対応する前記
   複合画像と、他方の前記複合画像から形成した前記負画
   像との加算重畳により第１及び第２加算複合画像を形成
   することによつて、前記対象物の選択された断層の画像
   を合成するため前記記録された複合画像の復号を行い、
   対応する前記複合画像を形成する際に使用した符号化点
   関数と、前記対象物における選択された断層の位置とに
   よつて規定される相対変位を用いて共通画像合成領域に
   おいて前記加算合成画像を複数回繰返して互に変位し重
   畳することにより前記第１及び第２加算複合画像の各々
   を復号して前記共通画像合成領域において選択された断
   層の画像を形成することを特徴とする画像情報記録・再
   生方法。 ２ 前記各複合画像を記録媒体のシート上に記録し、一
   方の前記複合画像の透明画と、他方の前記複合画像の透
   明画とを合成することにより前記各加算複合画像を形成
   し；前記第１及び第２加算複合画像の各々の復号が、非
   コヒーレント単色光を用いるズームレンズ装置を含む対
   応する投影光学装置により各加算複合画像を投影するこ
   とと、対応する前記複合画像を形成するために使用する
   点放射線源の分布からピンホールカメラ装置を用いて形
   成される像点の座標に対応する座標の複数のコヒーレン
   ト光対物点及び参照光を用いて形成される対応する点ホ
   ログラムを介して各投影された加算複合画像をそれぞれ
   乗算することとを含み、前記ピンホールカメラ装置は、
   ２個の乗算された加算複合画像が平担画像合成領域で復
   号関係において重畳されるよう構成して前記対象物の断
   層の画像を得るようにし、前記断層がズームレンズ装置
   の同期調整によつて選択され、前記２個の異なる複合画
   像を、 前記記録媒体に隣接配置したグレーテイングマスクを介
   して前記第１複合画像を記録し、前記マスクを前記マス
   クのマスキング・グレーテイング細条の幅だけ変位し、
   次いで前記それぞれの複合画像がラスターインタレース
   態様で前記記録媒体上に記録されるように他方の前記複
   合画像を記録し、次いで前記複合画像に対応するグレー
   テイング・マスクを用いて分離することにより記録媒体
   の同一シート上に順次記録する特許請求の範囲第１項記
   載の画像情報記録・再生方法。