JPS61248665A - フイルム画像読取装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、写真フィルム画像を読取って各種画像処理演
算をディジタル的に行うフィル１１画像読取装置に係り
、特に原フィルｌ、画像に対する露ソロ量及びコン１−
ラストに関する修１１処理を？ｒうのに好適なフィルム
画像読取装置に関する。

〔発明の背景〕

近年、Ｘ線フィルムの画像を光学的に読取り、光電変換
器及びアナログ・ディジタル変換器によってディジタル
電気信号に変換する装置が開発されている。この種の装
置に要求される機能の一つに、原フィルム（読取対象で
ある実際のフィルｌ、）画像の露光条件及びコントラス
ト０ 即ち、露光量が過大もしくは過小な画像、又はコントラ
ストが過大もしくは過小な画像を読取り、ディジタル情
報に変換してから、周知のディジタル計算機等を用いて
適正な露光量とコントラストに修正する処理を行い、再
び画像として表示する機能がある。しかし、こうした修
正を行う為に設定される、原フィルム画像の光学濃度と
処理後画像の光学濃度との間の変換関数のパラメータは
、個々の画像ごとに試行錯誤的にしか決定できなかった
。周知のように、Ｘ線フィルムは被写体を透過したＸ線
量の大小による画像を写真フィルムに記録したものであ
るが、入射Ｘ線量と写真濃度とは一対一に対応しない。

これらの間の関係は、通常第１０図に示すように、入射
Ｘ線量の対数を横軸にとり、写真濃度を縦軸にとった曲
線で表わされ、特性曲線と呼ばれる。この曲線を決定す
る要素としては、使用する増感紙の増感率、使用するフ
ィルムの種類及びフィルムの現像条件が挙げられる。

これらの内、増感率の違いは特性曲線を横軸方向に並行
移動させるだけで、曲線形にはほとんど影響を与えない
が、フィルムの種類と現像条件は曲線形に大きな影響を
与える。前記の露光量及びコントラストに関する修正処
理は、この特性曲線を適正なものに修正する処理に相当
するが、従来は。

原フィルム画像の特性曲線が不明である為に、修正の為
の変換関数は試行錯誤的にしか決定できなかった。たと
えば、第１０図中のＡのような特性曲線をもった原画像
を、第１０図中のＢの特性曲線に変更する為には、第１
１図中の実線の変換関数が対応するのに対して、原フィ
ルム画像の特性曲線が第１０図中のＡ′のようなもので
あったとすれば、対応する変換関数は第１１図中の破線
のかたちに変わってしまう。このため、一旦、実験等の
人為的な作業により適正な変換関数を決定できても、再
び同様の作業を繰返して修正の為の変換関数を決定しな
ければならなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、原フィルム画像の特性曲線の如何によ
らず、所望の特性曲線の画像への変換を自動的に行うこ
とのできるフィルム画像読取装置を提供することにある
。

〔発明の概要〕

上記目的の為に本発明では、原フィルム撮影の際に、そ
のフィルム上に標準濃度チャートを写し込み、画像読取
後、そのチャーｉの情報に基づいて、フィルムの特性曲
線を算出する。そして、算出された特性曲線を用いて、
読取られた写真濃度についての画像情報を露光量に関す
る情報に変換し、その後で、必要に応じて所望の特性曲
線によ３Ｌ る変換を行って再度濃度情報に変え、画像として表示す
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図によって説明する。

第１図は本発明装置で読取られるＸ線フィルムへの標準
濃度チャートの写し込み機能を付加した、通常カセツテ
レス式撮影装置と称しているＸ線フィルム撮影装置の一
例を示す概略構成図で、この第１図において、撮影時、
操作者は、まず操作卓１によって速写機構部２動作させ
る。速写機構部２は、フィルム取出部３によって供給マ
ガジン４より未撮影フィルムを取出し、そのフィルムを
、ローラ機構Ｒを介してフィルムホルダ５内の増感紙間
に装着してから、フィルムホルダ５を撮影位置まで移動
させる。次に操作者は、操作卓１によってＸ線高電圧発
生装置６を作動させ、Ｘ線管装置７に高電圧を印加して
Ｘ線を発生させ、被写体８のＸ線画像を撮影する。撮影
後、フィルムホルダ５は再び準備位置に移動し、ローラ
機構Ｒによって撮影済フィルムを収納マガジン９に収納
するが、その間一度フィルムを停止させ、写し込み装置
１０によってフィルム上の所定の位置に各種の情報を光
学的に写し込む。従来、写し込み装置１０によって、撮
影年月日、被写体の氏名・年齢等を写し込むことが行わ
れてきたが、本発明では、この写し込み装置１０によっ
て下記標準濃度チャートの写し込みも行う。

銅２図は上記写し込み装置１０の構造を示している。こ
の第２図において、操作者は、あらかじめ写し込み装置
１０の所定の位置に、写し込む情報を記載したプレート
１１を装着しておく。このような状態から写し込み装［
１１０内の閃光電球１２によってプレート１１が照明さ
れ、反射画像が投影レンズ１３゛によってＸ線フィルム
１４上の所定の位置に結像し、写し込みが行われる。

上記プレート１１には、第３゛図に示すように、通常記
載される撮影年月日、前記被写体８の氏名・年齢等の情
報の他に濃さの異なった複数の小矩形領域の配列よりな
る標準濃度チャート１５が印刷されている。そしてこの
チャート１５の各領域の反射濃度は、写し込みが行われ
る時、前記Ｘ線フィルム１４上で各領域の反射画像によ
る対数露光量が、一定の差で配列するように調整されて
いる。

上記の撮影装置によって撮影され、標準濃度チャート１
５が写し込まれたＸ線フィルム１４は、通常の現像手段
によって現像された後、第４図に一例を示すＸ線フィル
ム画像ディジタル化装置によって画像各部の写真濃度が
読取られ、ディジタル信号に変換される。即ち、第４図
中の１６はレーザ光源であり、このレーザ光源１６を出
射した光はビームエクスパンダ１７によってビーム径の
調整が行われてから、カルバノメータミラ−１８によっ
て偏向され、Ｆθレンズ１９．平面鏡２ｏを介して読取
対象である被写体撮影済、標準濃度チャート写し込み済
のＸ線フィルム２１に至り、ガルバノメータミラー１８
の振動に従ってそのフィルム２１上を走査する。

ここでＦθレンズ１９は、フィルム２１面上でレーザ光
を絞り込む為と、走査の定速性改善の為に用いられる。

上記Ｘ線フィルム２１を透過したレーザ光は、集光用球
面ミラー２２により集光されてフォトダイオード２３に
入射し、このフォトダイード２３で光電変換された後に
電流電圧変換器２４によって電圧信号に変換され、更に
アナログ・ディジタル変換器２５でディジタル信号に変
換される。このようにして、レーザ光で走査されるフィ
ルム２１上の直接部分の透過光量情報が時系列的なディ
ジタル信号に変換される。一方、Ｘ線フィルム２１は電
動機２６によって駆動された送りローラで２７により、
上記レーザ光による走査（主走査と称する）に垂直な方
向に送られる（副走査と称する）。主走査と副走査はコ
ン１ヘローラ２８によって同期して実行され、この２つ
の走査によってＸ線フィルム２１全面の透過光量情報が
時系列的なディジタル信号に変換される。

第４図のＸ線フィルム画像ディジタル化装置によってデ
ィジタル化されたＸ線フィルム画像」二の透過光量情報
は、第５図に一例を示す本発明装置の要部をなす画像処
理装置に送られ、前記標準濃度チャート１５の情報に基
づいて、Ｘ線露光量の情報へ変換される。画像処理装置
の動作は、第５図中のディジタル計算機２９によって制
御され、この計算機２９は第６図の流れ図に従って動作
させられる。即ち、まずＸ線フィルム画像ディジタル化
装置３０から送られて来る透過光量情報Ｔｉｊは、第５
図中の対数変換演算装置３１によって下式（１）の変換
を受ける。

Ｄｊｊ＝１１ｏｇ　Ｔｉｊ　−１１部ｇ　Ｉｏｊ　　　
　　　　　（］、）ここで添字１＋Ｊは第７図に示すよ
うに、画像の読取りが開始されてから繰り返されるｊ回
目の主走査による走査線上の、ｊ番目にサンプリングさ
れた位置を指定する。透過光量情報Ｉｉｊは対数変換演
算装置３１内のルックアップテーブルによってｌｏｇ　
Ｔｉｊに相当するディジタル信号に変換され、その後で
、対数変換演算装置３１内のメモリにあらかじめ収納さ
れている。走査線上のｊ番目にサンプリングされる位置
への入射光量の対数値データＩＬｏｇ　Ｔｏｊとの減算
が、対数変換演算装置３１内の減算器によって実行され
る。このように、式（１）に従って求められたＸ線フィ
ルム２】各部の濃度情報Ｄｊｊは、一旦、磁気記録装置
３２に収められる。

次に、Ｘ線フィルム２１」〕の所定の位置に写し込まれ
た標準濃度チャート１５部の濃度情報を、所定の走査線
（第７図」二の走査線ｊｏ）上の所定の範囲（第７図上
のｊ＋とｊ２の間）の濃度情報として、磁気記録装置３
２に収められたＸ線フィルム２１全面の濃度情報の中か
ら選びだし、ディジタル計算機２９に転送する。ディジ
タル計算機２９は転送された濃度情報列 ［Ｄｉｏｊ　　１　　ｊ＝ｊ＋＋・・・、ｊ２］に対し
て、平滑化によるノイズ除去の演算を行ってから、次式
（２）に示す特徴抽出の為の演算を行う。

Ｄ　’ｊ　＝　Ｄ　１ｏｔｊ　−Ｄ　１ｏｔｊ＋　Ｊ　
　　　　（２）上式（２）により、第８図に示されるよ
うに、標準濃度チャート１５を構成する各小矩形領域の
境界部の位置が、Ｄ′ｊが極大値もしくは極小値をとる
位置として求められる。このようにして、Ｄ　’　ｊの
値から、各小矩形領域の位置が決定され、各小矩形領域
に含まれるサンプル点の濃度値を平均することによって
、各小矩形領域の平均濃度Ｄｋが求められる。ここで添
字には、対応する小矩形領域の番号である。

このようにして、標７（！！＃度チャート１５を構成す
る各小矩形領域についてあらかしめ設定されたＸ線フィ
ルム２１面での露光量Ｅｋと、対応する平均濃度値−６
−によりなる値の組（１！：ｋｎ　　ｉｔ）が、小矩形
領域の数だけ求められ、これらの値の組から、ディジタ
ル計算器２９によって、読取られたＸ線フィルム２１の
特性曲線が計算される。本実施例では特性曲線を下式（
：３）の関数によって近似する。

ＤｍＤｆ十（Ｄｍ−ｎｔ）／　［１＋（Ｅｏ／Ｅ）’　
）　　　　（３）上式（３）中のＤは濃度値、Ｅは露光
量であり、残りの４つの変数はパラメータである。これ
らのパラメータはそれぞれ、Ｉ）ｎ＋は数人濃度、ｔｉ
ｌｆはカブり濃度を意味し、１り０はフィルム感度に、
Ｃはコン１〜ラス１〜に関係する。第９図に（３）式に
よってＨＩ算されたＩ）と０．ｏｇｌ：どの関係の一例
を示す。

第９図の曲線は周知のフィル１１特性曲線に良く似た形
となっている。本実施例では、標準濃度チャーｈ１５の
両端の小矩形領域の露光量を、一方を十分大きく、他方
を］−分小さく設定することによって、それらの領域の
内の大露光履領域のＤｋをＤｍに、小露光領域の−Ｄ’
ｋをＤ「に選んでいる。残りのパラメータＥ。とＣにつ
いては、（３）式を変形した Ｃ（ｕｏＥ−１１゜Ｅｏ）＝’＋＋（（Ｄ　　Ｉ：）ｆ
）／　（Ｄｍ　　Ｄ））　　　　（４）に、ｒ＞−に＝
ｉである小矩形領域の値の組（Ｅｋ＋　ｒ）−ｋ）を代
入した方程式とからなる連立方程式を解くことによって
求められる。

次にディジタル計算機２９は、このようにして決定され
たパラメータを用い、（３）式を変形したＦ＝ＥＯＣ（
Ｄ−ｒ）ｒ）　／　（Ｄｍ　　Ｄ）　）　”。　　　　
（５）に従って濃度値りに対する対数露光量値０．ｏｇ
Ｅの関係を計算し、第５図中のγ補正演算装置３３内の
メモリ（テーブルＲＡ　Ｍ　）にルックアップテーブル
の形で収納する。そして、磁気記憶装置３２に収められ
ているＸ線フィルム画像上の各部分の濃度情報Ｄｊｊを
順次γ補正演算装置３３に転送し、そのルックアップテ
ーブルにより（５）式に従って対数露光量情報１１ｏｇ
Ｅｉｊに変換してから、再び磁気記＝１１＝ 録装置３２に収納する。このようにして、Ｘ線フィルム
画像の透過光量情報Ｔｉｊは、同じフィルム２１１−に
′ｑし込まれた標準濃度チャート１５の情報を用いて、
フィル！、２１の特性と現像条件に依存しない対数露光
量情報ＱｏｇＥｉｊに変換される。そして、この対数露
光量情報Ｑ、ｏｇ　Ｅ　ｉｊは、第１図のＸ線フィルム
撮影装置内のフィルムホルダ５に収められた増感紙の増
感率をあらかじめ測定しておくことによって、被写体８
を透過し、フィルム−増感紙系に達するｘａ量の対数値
と一対一で対応させることができる。

次に操作者は、入力装置３４によって、表示の際に操作
者が望む特性曲線のパラメータをディジタル計算機２９
に入力する。ディジタル計算機２９は、入力されたパラ
メータを用いて（３）式に従い、対数露光量値１１ｏｇ
　Ｅに対する濃度値りの関係を計算し、γ補正演算装置
３３内のメモリにルックアップテーブルの形で収納する
。そして、磁気記憶装置３２に収められている対数露光
量情報ＩＬｏｇ　Ｅ　ｉｊを順次γ補正演算装置３３に
転送し、そのルックアップテーブルにより（３）式に従
って、修正後の濃度値Ｄ’ｉｊに変換してから、再び磁
気記憶装置３２に収納する。このようにして、原フィル
ム画像が、使用するフィルム２１の特性と現像条件の如
何によらず、所望の特性曲線に従った画像へ自動的に変
換される。

更に、ディジタル計算機２９は磁気記憶装置３２から修
正後の画像データＤ’ｉｊを読出し、表示メモリ３５に
転送する。表示メモリ３５に転送された画像データはデ
ィジタル・アナログ変換器３６によって時系列的な映像
信号に変換され表示器３７に入力し、表示器３７のＣＲ
Ｔ上に画像として再生される。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であ
る。例えば上記実施例ではカセツテレス式撮影装置を使
用したが、カセツテ式の撮　・影装置を用いた場合も、
撮影後現像を行う暗室内で、フィルム１４上の所定の位
置に標準濃度チャート１５を写し込んでおけば、本発明
装置の主構成をなすＸ線フィルム画像ディジタル化装置
と画像処理装置によって、１−記実流側と回し効果が達
成される。又、１−記実流側の撮影袋層では、撮影後に
表示濃度チャー１−１５の写し込みを行っているが、撮
影前に写し込む方式をとってもよい。又、−に記実流側
において標Ｉ′Ｆ！濃度チャート１５は反射型の写し込
み装置１０によってＸ線フィルム１４１〕に写し込まれ
るが、透過型のｍｕｍ度チャートを用い、投影型の写し
込み装置によってチャー１−を写し込むこともできるし
、発光量の異なった発光体を並べて標準１度をチャート
を構成することも可能である。

又、４Ｍ準誰度チャート１５を構成する小領域の形状は
１一記実施例の如く矩形に限定されるものではないし、
Ｘ線フィルム１４１−の各領域の対数露光量は既知でさ
えあれば１−記実流側の如く　一定の差で配列される必
要はない。又、１一記実施例においてＸ線フィル１１画
像ディジタル化装置はレーザ光走査曲面鏡集光方式の装
置であるが、光ファイバや光ガイドによる集光方式の装
置を用いてもよいし、ＣＣｒ）素子等のラインセンサで
受光する装置であってもよい。ラインセンサ方式の場合
には、蛍光灯やキセノンランプのような光源で照明する
方式をとってもよい。又、ドラム型やフラットベッ１（
２次元移動型のＸ線フィルム画像ディジタル化装置を用
いてもよい。又、−に記実流側の画像処理装置内の対数
変換演算装置３１とγ補正演算装置３３は、メモリとル
ックアップテーブルと減算器を備えた一個の演算装置に
置き換えることも可能であるし、ディジタルミｌ算機２
９によってその機能を代行させることも可能である。又
、」二記実施例では中間記憶媒体として磁気記憶装置３
２を用いたが、この磁気記憶装置３２の機能は一般の読
書き可能なディジタル信号記憶装置によっても達成でき
る。

例えばＩＯメモリを用いた場合は、より高速にデータの
出入れができるようになる。又、−に記実流側では、表
示装置としてＣＲＴによる標準器３７を用いたが、レー
ザビームプリンタのようなハードコピー上に画像を再生
する装置を用いてもよい。

又、１一記実施例では、透過光量情報ｉ、ｉ、ｊを−１
１，１度情報Ｄｉｊに変換し、その後で、濃度値■）と
対数露光ｊｉＱｏｇＥとの間の関係として特性曲線を決
定し、その特性曲線を用いて濃度情報Ｉ）ｊ、ｉがら対
数露光量情報り、ｏＨζＥｉｊへの変換を行っているが
、特性曲線を透過光量■と対数露光量１１ｏｇＥとの間
の関係として求め、これを用いて透過光量情報Ｔｉｊか
ら苅数露光鳳情報ｆｌｏｇ　Ｅ　１ｊへ一度に変換する
ことも可能である。又、」二記実施例では、標準濃度チ
ャー１〜１５部の境界抽出の為に式（２）による演算を
行っているが、境界抽出の方法としては周知のラプラシ
アン演算子を用いた方法等のエッチ検出手法を採用して
もよいし、標準濃度チャート１５部の位置が正確に再現
される場合は、境界抽出を含めた位置検出の処理全体が
省略可能となる。又、特性曲線を近似する関数としては
、上記実施例で採用した式（３）の関数以外にも各種の
関数が考案されており、それらを用いて近似式を作成し
てもよいし、実測された値の組（Ｅｋ＋　Ｄｋ）の間を
直線や曲線で結ぶことによって近似的な特性曲線を求め
ることもできる。又、上記実施例では、表示の為に行わ
れる対数露光量情報１１１ｏｇ　Ｅ　ｊ　ｊから表示用
データＤ’ｉｊへの変換の関数形として、読取ら＝１６
− れた濃度情報Ｄｊｊから対数露光量情報ｆｌｏｇＥｊｊ
への変換の関数形の逆のものを用いたが、両者は全く別
々のものであっても差しつかえない。更に、表示用デー
タＤ’ｊｊへの変換を行う際に表示装置の特性を補正す
る変換を併せて行ってもよい。

〔発明の効果〕

本発明のフィルム画像読取装置によれば、原フィルム画
像に固有な特性曲線を自動的に算出し、その特性曲線に
対する補正を自動的に行うことができるので、原フィル
ムの特性曲線の如何によらず、画像再生時に所望する特
性曲線を備えた画像に自動的に変換することが可能とな
り、従来の試行錯誤的方法に比べて特性曲線の修正処理
が能率化する効果がある。

又、本発明装置は、Ｘ線フィルム画像を読取る場合に原
フィルムの特性曲線に依存せず、被写体のＸ線コントラ
ストに比例したＸ線対数露光量情報を得ることができる
ので、造影剤の分布や使用するＸ線の線質を変化させて
撮影された複数枚の画像感で、撮影時のＸ線コントラス
トに対して、減算等の各種演算を行う画像処理法に好適
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置で読取られるＸ線フィルムへの表示
濃度チャートの写し込み機能を付加したＸ線フィルム撮
影装置の一例を示す概略構成図、第２図は第１図中の写
し込み装置の構造を示す断面図、第３図は第２図中のプ
レートに記載もしくは印刷される内容と様式を示す説明
図、第４図は本発明装置を構成するＸ線フィルム画像デ
ィジタル化装置の構成例を示すブロック図、第５図は本
発明装置の要部をなす画像処理装置の構成例を示すブロ
ック図、第６図は第５図中のディジタル計算機を動作さ
せるプログラムの概略を示す流れ図、第７図は第４図の
Ｘ線フィルム画像ディジタル化装置による走査の方向と
画像上の位置の表わし方を示す説明図、第８図は第５図
の画像処理装置で行う濃度チャートの境界抽出の為の演
算法を説明する為のグラフ、第９図はＸ線フィルムの特
性曲線に対する近似関数の一例を示すグラフ、第１０図
はＸ線フィルムの特性曲線を表すグラフ、第１１図は特
性曲線を修正する為の変換関数を表すグラフである。 １０・・・写し込み装置、１１・・・プレート、１４・
・・Ｘ線フィルム、１５・・・標準濃度チャート、２１
・・・撮影済、写し込み済Ｘ線フィルム、２９・・・デ
ィジタル計算機、３０・・・Ｘ線フィルム画像ディジタ
ル化装置、３１・・・対数変換演算装置、３２・・・磁
気記憶装置、３３・・・γ補正演算装置、３４・・・入
力装置、３５・・・表示メモリ、３６・・・ディジタル
・アナログ変換器、３７・・・表示器。 特許出願人　株式会社日立メデイコ 代理人弁理士　秋　　本　　正　　実 第１図 ジン ｙン 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 写真フィルムの画像を光学的に読取り、光電変換とアナ
   ログ・ディジタル変換とによってディジタル信号に変換
   する画像ディジタル化手段と、この手段によってディジ
   タル信号化された画像情報に対する画像処理手段とを備
   えたフィルム画像読取装置において、前記フィルムには
   、相互に露光量の異なる複数の領域よりなる標準濃度チ
   ャートが写し込まれており、前記画像処理手段は、前記
   濃度チャートの情報に基づいて前記フィルムの特性曲線
   を算出し、その曲線を用いて前記画像情報に対するフィ
   ルム特性曲線に関する補正処理を行う補正手段を具備す
   ることを特徴とする画像読取装置。