JPS62287374A - Ｘ線画像処理装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は１例えばディジタル・サブトラクション・アン
ギオグラフィ　（以下「ＤＳＡ」と略称する）装置など
のＸ線画像処理装置に関し、特にＸ線変動による画像の
輝度変動を検出して自動的に階調強調処理量を補正する
ことができるＸ線画像処理装置に関する。

従来の技術 従来のｘｉ画像処理装置１例えばＤＳＡ装置は。

被写体に造影剤を注入する前の画像と造影剤を注入した
後の画像とを撮影し１両画像の間でサブトラクションし
て骨などの陰影を除去し、面画像の差成分である血管像
のみを描出するもので、第６図に示すように、Ｘ線高電
圧装置１及びＸ線管２並びにＸ線イメージシンテンシフ
ァイア（Ｘ線Ｉ。

Ｉ）３さらにテレビカメラ４を有し被写体５にＸ線放射
してそのＸ線透過像をビデオ信号に変換する撮影手段と
、この得られたビデオ信号をディジタル画像データに変
換するＡ／Ｄ変換器６と、サブトラクション処理をする
演算器７と、マスク像メモリ８と、サブトラクション像
（以下「サブ像」と略称する）メモリ９と、このサブ像
メモリ９から出力されるディジタル画像データに階調強
調処理を行う階調強調回路１０及びこの階調強調回路１
０を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１．操作器１２
などの制御部を有する階調強調手段と。

この階調強調されたディジタル画像データをビデオ信号
に変換するＤ／Ａ変換器１３と、このビデオ信号を表示
するテレビモニタなどの表示装置１４とから成っていた
。そして、上記階調強調回路１０の階調強調処理により
造影剤濃度の低い低コントラストな血管像でも描出する
ことができるものであった。しかし、何枚かの画像をつ
づけて撮影したときに、ある撮影時の画像と他の撮影時
の画像との間にＸ線放射量の変動があると、そのＸ線変
動によって画像の輝度レベルに差が生ずるが、上記階調
強調処理により上記のＸ線変動も強調され、観察する画
像の輝度が著しく変動するものであった。

ここで、このような画像の輝度レベルの変動について第
７図を参照して説明する。第７図（ａ）は造影剤注入前
の画像（以下「マスク像」という）を示している。図に
おいて縦軸はＡ／Ｄ変換器６でディジタル化した後の画
像のデータ値を示しており、この図では１０ビツトにて
Ａ／Ｄ変換を行った場合を示している。同図（ｂ）は造
影割注人後の画像（以下「ライブ像」という）を示して
おり、実線で示すライブ像し工は同図（ａ）のマスク像
Ｍの撮影時と全く同量のＸ線放射にて撮影したものであ
り、破線で示すライブ像Ｌ２は、上記ライブ像し工の撮
影時との間にＸ線放射量の変動があった場合に撮影した
ものであり、その変Ａｔｌ＋　Ｎは画像のピーク値にお
いて例えば１００であるとする。同図（ｃ）はマスク像
とライブ像との差分をとったサブ像を示しており、実線
で示すサブ像Ｓ□は同図（ａ）のマスク像Ｍより同図（
ｂ）のライブ像し工をサブトラクションしたものであり
、破線で示すサブ像Ｓ２は上記マスク像Ｍより同図（ｂ
）のライブ像Ｌ２をサブトラクションしたものであり、
血管像Ｂ工＋Ｅ３ｚのみが描出され、他の陰影は除去さ
れている。さらに、同図（ｄ）は（Ｃ）に示すサブ像Ｓ
１．　Ｓ２を階調強調処理した画像を示しており１例え
ばデータ値が一５０〜１５ｏの範囲をフルスケールとす
るように階調強調処理をして血管像Ｂ□１，３２／が鮮
明に描出されている。しかし、このような階調強調処理
により。

同時に同図（ｂ）に示すＸ線変動も強調され、（ｄ）に
おいてはフルスケールに対して約１／２という大きな変
動となって現われている。従って。

連続した何枚かの画像を撮影したときに、同図（ｂ）に
示すように、ある撮影時の画像と他の撮影時の画像との
間にＸ線変動があると、同図（ｄ）に示すように、階調
強調処理した各サブ像Ｓ□′。

８２′ごとに大きな輝度レベルの差が生ずるものであっ
た。

このような輝度レベルの変動に対しては、第７図（ｄ）
に示す階調強調処理の範囲をＸ線の変動散（この場合は
１００）分だけ変更し、同図（ｅ）に示すように１例え
ば上方に１００だけ変更し５０〜２５０としてやればよ
い。このように階調強調処理量を、同図（ｄ）の状態か
ら同図（ｅ）の状態に補正してやることにより、同図（
ｄ）におけるサブ像Ｓ　２／について、Ｘ線変動のない
サブ像Ｓ工′と略同等の輝度レベルの画像として同図（
ｅ）に示すようにＩｌｌ？）することができる。そして
、従来のＤＳＡ装置においては、上記の階調強調処理量
の補正は第６図に示す階調強調回路１０を制御して行っ
ていた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来のＤＳＡ装置においては、画像
を一枚ずつ観察しながらオペレータが操作器１２を操作
してＣＰＵＩ　ｌに指令を入力し、このＣＰＵＩ　１か
らの制御信号により階調強調回路１０の階調強調処理量
を補正していた。すなわち、オペレータのマニュアル操
作によりｖＡ祭両画像一枚ずつについて順次階調強調処
理量を変更し。

輝度レベルの変動の少ない画像として観察していた。と
ころが、特に血管造影撮影においては、−般に血流に従
って何枚かの画像を次々に撮影したり、或いは動画像と
して連続して撮影を行うため、撮影記録した画像を撮影
時と同じ時間経過で次々に観察する場合、或いは撮影時
に動画像をそのまま観察する場合には、上記マニュアル
操作では画像の流れに追従することができないものであ
った。

従って１階調強調処理によって画像の輝度が変動したま
まの状態となり１画像の観察がしにくくなるものであっ
た。そこで、本発明はこのような問題点を解決すること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、被写体にＸ線
放射をしそのＸ線透過像をビデオ信号に変換する撮影手
段と、この得られたビデオ信号をディジタル画像データ
に変換するＡ／Ｄ変換器と、この変換されたディジタル
画像データに階調強調処理を行う階調強調回路及びこの
階調強調回路を制御する制御部を有する階調強調手段と
、この階調強調されたディジタル画像データをビデオ信
号に変換するＤ／Ａ変換器と、このビデオ信号を表示す
る表示装置とを有するＸ線画像処理装置において、上記
撮影手段からのビデオ信号またはＡ／Ｄ変換器からのデ
ィジタル画像データを入力して画像の各フレーム毎の輝
度レベルを検出する画像レベル検出器を設け、この検出
された画像の輝度レベルの変動により上記制御部が階調
強調回路の各フレームを表示する際の階調強調回路址を
補正するようにしたＸ線画像処理装置によってなされる
。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明によるＸａ画像処理装置の実施例を示す
ブロック図である。このｘａ画像処理装置は、例えば、
被写体に造影剤を注入する前の画像と造影剤を注入した
後の画像とを撮影し、両画像の間でサブトラクションし
て骨などの陰影を除去し、両画像の差成分である血管像
のみを描出するＤＳＡ装置であり、Ｘ線高電圧装置１と
、Ｘ線管２と、Ｘ１ｆＡ１．Ｉ３と５テレビカメラ４と
、Ａ／Ｄ変換器６と、演算器７と、マスク像メモリ８と
、サブ像メモリ９と、階調強調回路１０と、ＣＰＵＬＬ
と、操作器１２と、Ｄ／Ａ変換器１３と。

表示装置１４とを有して成る。

Ｘ線高電圧装置１は、Ｘ線管２に対して高電圧を供給す
るものである。ｘａ管２は、上記Ｘ線高電圧装置１から
高電圧を印加されてＸ線を放射するものである。Ｘ線１
．Ｉ３は、上記Ｘ線管２から放射され被写体５を透過し
たＸ線透過像を入射して光学像に変換するものである。

テレビカメラ４は、上記Ｘ線１．Ｉ３の光学像を入射し
て光電変換し、ビデオ信号を生成するものである。そし
て、上記Ｘ線高電圧装置１及びｘｍ管２並びにＸ線１．
Ｔ３さらにテレビカメラ４の組み合わせにより、被写体
５にＸ線放射をしてそのＸ線透過像をビデオ信号に変換
する撮影手段を構成している。

Ａ／Ｄ変換器６は、上記撮影手段により得られたビデオ
信号をディジタル画像データに変換するものである。

演算器７は、上記Ａ／Ｄ変換器６で変換されたディジタ
ル画像データを入力し、マスク像とライブ像との間でサ
ブトラクション処理をするものである。マスク像メモリ
８は、被写体５に造影剤を注入する前のマスク像のデー
タを記録するもので、例えばフレームメモリからなる。

また、サブ像メモリ９は、上記マスク像と被写体５に造
影剤を注入した後のライブ像との間でサブトラクション
した画像のデータを記録するもので、例えばフレームメ
モリからなる。そして、マスク像を撮影する場合には、
Ａ／Ｄ変換器６の出力は演算器７に入力してそのまま通
過し、マスク像メモリ８に入力して記録される６次に、
ライブ像を撮影する場合には、Ａ／Ｄ変換器６の出力が
演算器７に入力した時に上記マスク像メモリ８に格納さ
れたマスク像を読み出し、このマスク像と上記入力した
ライブ像との間で演算器７がサブトラクションし、得ら
れたサブ像のデータはサブ像メモリ９に人力して記録さ
れる。ここで、上記サブ像メモリ９は、格納されたサブ
像の読み出しと新たなサブ像の書き込みとを同時に行え
る構造になっており、！Ｉ？ＩＩ画像撮影時には新たな
サブ像を書き込みなから１フレーム前のサブ像が読み出
される。

階調強調回路１０は、上記サブ像メモリ９から例えば毎
秒３０の割合で読み出されるサブ像のデータを入力し、
第７図（ｄ）に示すように、データ値のフルスケールの
範囲を変更して階調強調処理をするものである。ＣＰＵ
１１は、装置各部の動作を制御すると共に、操作器１２
によりオペレータが入力した値をもとに上記階調強調回
路１０を制御するものである。そして、このＣＰＵＩ　
１と繰作器１２とで階調強調回路１ｏの制御部を構成し
ている。さらに、この制御部と上記階調強調回路１ｏと
で画像の階調強調手段を構成している。

ここで１階調強調回路１０の一例は、第２図に示すよう
に、切換器１５と、随時書込み読出しメモリ（Ｒ，ＩＭ
、４）１６とからなる。サブ像メモリ９から出力される
サブ像のデータは、切換器１５を介してＲＡＭ１６のア
ドレス線に供給される。このＲＡ　Ｍ　Ｌ　６には予め
ＣＰＵＬＩにより階調強調処理の変換テーブルが書き込
まれており、上記サブ像メモリ９から入力されたサブ像
のデータに相応した変換データが出力されるようになっ
ている。

上記変換テーブルの一例は１表示階調を８ビツトとした
場合は第３図に示すように、”−５０″′以下のサブ像
データの入力に対してはＩＩ　Ｏ＃を出力し、”　１５
０　’″以上サブ像データの入力に対しては”　２５５
　”を出力し、その中間の値の入力に対しては上記ｉｉ
　　５ＱＩ＋のときの出力ＩＩ　ＯＩＩと“１５０　”
のときの出力“２５５　”の点を結んだ直線Ｑ工の傾き
で決まる値を出力するようなものとされている。この結
果、第７図（ｄ）に示すように、−５０〜１５０の範囲
をフルスケールとする階調強調処理が行われる。そして
、この階調強調処理量を変更するには、上記切換器１５
を切り換えて、ＣＰＵＩ　１からの指令によりＲＡＭ１
６に新たな変換テーブルを書き込めばよい。　Ｄ／Ａ変
換器１３は、上記階調強調回路１ｏにより階調強調処理
を受けたディジタル画像データを入力してビデオ信号に
変換するものである。表示装置１４は、上記Ｄ／Ａ変換
器１３から出力されるビデオ信号を入力して画像を表示
するもので１例えばテレビモニタからなる。

ここで、本発明においては、第１図に示すように、上記
Ａ／Ｄ変換器６とＣＰＵＬＩとの間に画像レベル検出器
１７が設けられている。この画像レベル検出器１７は、
上記Ａ／Ｄ変換器６から出力されるディジタル画像デー
タを入力して画像の各フレーム毎のピーク値により輝度
レベルを検出するもので、第４図に示すように、データ
ラッチ１８と比較器１９とからなる。データラッチ１８
は、画像データのピーク値を保持するものである。

比較器１９は、上記Ａ／Ｄ変換器６から入力する画像デ
ータＤとデータラッチ１８から取り出したピーク値Ｐと
を比較し、いま・入力した画像データＤの方が大きけれ
ばラッチ信号Ｒを出力して、上記画像データＤを新たな
ピーク値Ｐ′としてデータラッチ１８に保持させるもの
である。このとき。

ＣＰＵ、ＬＬは１図示外のテレビシステムからの例えば
垂直向１υ１イａ号などの画像１フレームの区切りを示
すフレーム信号Ｆにより、今回フレームのピーり値Ｐ′
を読み取った後、クリア信号Ｃを出力して上記データラ
ッチ１８をクリアし、次フレームのピーク値の検出に備
える。これにより、第７図（ｂ）に実線及び破線で示す
ように、ある撮影時と他の撮影時における画像データの
ピーク値の変動を検出することができる。そして、上記
画像レベル検出器１７が検出したピーク値Ｐ′に変ＩＡ
Ｊがあれば、ＣＰＵＩ　１がこの変動を検出して階調強
調回路１０に制御信号Ｓを送出し、この制御信号Ｓによ
り第２図に示す階調強調回路１０の切換器１５を切り換
え、ＣＰＵ１１からの指令によりＲＡＭ１６に上記ピー
ク値Ｐ′の変動分だけ補正した新たな変換テーブルを書
き込むようになっている。これにより、画像の各フレー
ムを表示する際の階調強調処理量を補正することができ
る。例えば、第７図（ｂ）において画像データのピーク
値の変動量が１００であるとすると、これを画像レベル
検出器１７で検出してＣＰＵＩ　１で判断し、このＣＰ
ＵＩＩの指令により第３図に論点鎖線Ｑ２で示すような
変動量分１００だけ補正した新たな変換テーブルを階調
強調回路１０に書き込み、この階調強調回路１０では上
記新たな変換テーブルにより、例えば第７図（ｅ）に示
すように５０〜２５０をフルスケールとする階調強調処
理が自動的に行われる。

次に、このように構成された本発明に係るＤＳＡ装置の
動作について、第５図に示すフローチャートを参照して
説明する。まず、オペレータは撮影開始に先立ち、第１
図において操作器１２を操作してＣＰＵＩ　ｌに指令を
入力し、予め階調強調回路１ｏに階調強調処理量を設定
する（ステップ■）。例えば、第３図に実線Ｑ１で示す
変換テーブルを第２図のＲＡＭ１６に書き込む。次に、
１ａ影開始後、最初に造影剤を注入する前のマスク像を
撮影する。そして、このマスク像のデータは第１図に示
す演算器７をそのまま通過してマスク像メモリ８に格納
される。これと同時に、第１図に示すＡ／Ｄ変換器６か
らの画像データが画像レベル検出器１７に入力し、その
ピーク値によりマスク像の輝度レベルを検出し、これを
ＣＰＵＩＩが読み取り記憶する（ステップ■）。次に、
造影剤を注入した後のライブ像を撮影する。そして、こ
のライブ像のデータは演算器７へ入力し、これにより演
算器７はマスク像メモリ８から上記格納されたマスク像
を読み出し、このマスク像と上記入力したライブ像との
間でサブトラクションし、得られたサブ像のデータを第
１図に示すサブ像メモリ９に格納する。これと同時に、
上記Ａ／Ｄ変換器６からの画像データが画像レベル検出
器１７に入力し、そのピーク値によりライブ像の輝度レ
ベルを検出し、これをＣＰＵＩＩが読み取る（ステップ
■）。次に、ＣＰＵＩＩは、前に記憶したマスク像のピ
ーク値と今回読み取ったライブ像のピーク値との差を計
算し、差がなければ画像の輝度レベルは変動していない
と判断し、差があれば画像の輝度レベルが変動したと判
断する（ステップ■）。今回は両画像のピーク値に差が
なく輝度レベルが変動していなかったとすると、ステッ
プ１１．）で予め設定した階調強調処理量のままの変換
テーブルとし、階調強調処理を行う。そして、ステップ
■で必要枚数の画像を撮影したか判断する。未だ撮影の
途中であればＮ○″側へ進み、ステップ■の前へ戻る。

次に、このステップ■では１次なる枚数のライブ像を撮
影し、演算器７により当初のマスク像との間でサブトラ
クションし、得られたサブ像のデータをサブ像メモリ９
に格納する。これと同時に、そのピーク値によりライブ
像の輝度レベルを検出し、これをＣＰＵＩＩが読み取る
。次に、ＣＰＵ１１は、先に記憶したマスク像のピーク
値と今回読み取ったライブ像のピーク値との差を計算す
る。

今回は両画像のピーク値に差があったとすると、ＣＰＵ
Ｉ　１は画像の輝度レベルが変動したと判断する。そし
て、ＣＰＵＩＩから第２図に示すように階調強調回路１
０に制御信号Ｓを送出し、予め設定された階調強調処理
量を補正する（ステップ■）。例えば、第３図に論点鎖
線Ｑ２で示すように、上記画像の輝度レベルの変動斌分
（例えば１００）たけ補正した新たな変換テーブルを階
調強調回路１０に書き込む。この状態で、サブ像メモリ
９から読み出されるサブ像のデータに対して階調強調処
理を行う。次に、ステップ■で必要枚数の画像を撮影し
たか判断する。撮影が完了したら”　Ｙ　Ｅ　Ｓ″″側
へ進み、終了する。

なお、以上の実施例では１画像のピーク値はそのフレー
ムが終了した時点で確定するが、サブ像のデータは一旦
サブ像メモリ９に格納され次のフレームで読み出される
ので、各画像のピーク値か確定してから次のフレームで
サブ像の読み出しが始まるまでの間に、変換テーブルを
補正し階調強調回路１０に書き込めば、ピーク値の差を
検出したそのフレームに対して時遅れのない補正をする
ことができる。従って、１フレ一ム単位でのＸ線変動に
よる輝度変動に対しても有効である。

また、第１図においては、画像レベル検出器１７は、Ａ
／Ｄ変換器６の後に接続しこのＡ／Ｄ変換器６からのデ
ィジタル画像データを入力して画像の輝度レベルを検出
するものとしたが、本発明はこれに限らず、テレビカメ
ラ４の出力側またはＸ線１．Ｉ３の出力側に接続し、Ａ
／Ｄ変換前の撮影手段からのビデオ信号を入力して画像
の輝度レベルを検出するようにしてもよい。

さらに、以上の説明ではＤＳＡ装置を一例として述べた
が１本発明はこれに限らず、ディジタル画像データに階
調強調回路で階調強調処理を行うＸ線画像処理装置なら
ば、ＤＳＡ装置以外のものでも同様に適用できるもので
ある。

発明の効果 本発明は以上説明したように、撮影手段からのビデオ信
号またはＡ／Ｄ変換器６からのディジタル画像データを
入力して画像の各フレーム毎の輝度レベルを検出する画
像レベル検出器１７を設け。

この検出された画像の輝度レベルの変動により階調強調
回路１０の制御部がその階調強調回路１０の各フレーム
を表示する際の階調強調処理量を補正するようにしたの
で、Ｘ線変動による画像の輝度変Ｉ’ｌｌを検出して自
動的に上記階調強調処理量を補正することができる。従
って、従来のようにオペレータがマニュアアル操作によ
って１１察画像の一枚ずつについて階調強調処理量を変
更することなく、その操作性を格段に向上することがで
きる。

特に、血管造影撮影などのように、複数枚を次々に撮影
したり動画像として連続撮影する場合には、画像の流れ
に自動的に追従することができ、効果が顕著である。ま
た、動画像を撮影するときには表示画像のちらつきを抑
えることができると共に、何枚かの静止画像を次々に撮
影する場合にも表示画像のちらつきを抑えることができ
、ｗｉ察し易い画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線画像処理装置の実施例を示す
ブロック図、第２図は階調強調回路の一例を示すブロッ
ク図、第３図は上記階調強調回路に書き込まれる変換テ
ーブルの一例を示すグラフ、第４図は画像レベル検出器
の一例を示すブロック図、第５図は第１図に示す装置の
動作を示すフローチャート、第６図は従来のＸ線画像処
理装置を示すブロック図、第７図は画像の輝度レベルの
変動及び階調強調処理の状態を示す説明図である。 ２・・・Ｘ線管 ３・・・Ｘ線１．Ｉ ４・・・テレビカメラ ５・・・被写体 ６・・・Ａ／ｐ変換器 １０・・階調強調回路 １１・・ＣＰＵ １２・操作器 １３・・・Ｄ／Ａ変換器 １４・・表示装置 １６・・・ＲＡＭ １７・・画像レベル検出器 １８・・・データラッチ １９・・・比較器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体にＸ線放射をしそのＸ線透過像をビデオ信号に変
   換する撮影手段と、この得られたビデオ信号をディジタ
   ル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器と、この変換され
   たディジタル画像データに階調強調処理を行う階調強調
   回路及びこの階調強調回路を制御する制御部を有する階
   調強調手段と、この階調強調されたディジタル画像デー
   タをビデオ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このビデオ
   信号を表示する表示装置とを有するＸ線画像処理装置に
   おいて、上記撮影手段からのビデオ信号またはＡ／Ｄ変
   換器からのディジタル画像データを入力して画像の各フ
   レーム毎の輝度レベルを検出する画像レベル検出器を設
   け、この検出された画像の輝度レベルの変動により上記
   制御部が階調強調回路の各フレームを表示する際の階調
   強調処理量を補正するようにしたことを特徴とするＸ線
   画像処理装置。