WO2018190092A1 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

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WO2018190092A1
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image
ray
trimming
region
fdd
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Inventor
雅実 長野
祥司 鶴
Original Assignee
東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an X-ray inspection apparatus in which a lack of visual field does not occur around a captured image.
  • the X-ray inspection apparatus includes an X-ray irradiation source, a table on which an inspection object (hereinafter referred to as a workpiece) is placed, and an X-ray detector that receives X-rays transmitted through the workpiece.
  • the X-rays emitted from the irradiation source spread in a conical shape and reach the workpiece, and further spread after passing through the workpiece and reach the X-ray detector.
  • X-rays attenuate in proportion to the square of the distance from the X-ray source to the detector (FDD: Focus to Detector Distance).
  • the imaging magnification of the CT image is a value obtained by dividing FDD by the distance (FCD: Focus to Center Distance) from the X-ray source to the center of the sample table on which the imaging object is placed. Therefore, in order to capture a CT image with a desired imaging magnification and a high dose and good S / N, FDD and FCD may be reduced while maintaining the imaging magnification.
  • the reconstruction of the CT image requires information on where the straight line connecting the X-ray source and the center of the sample table hits the detector. If this information is obtained from the symmetry (0 ° to 180 ° and 180 ° to 360 °) of a fluoroscopic image taken from the 360 ° direction, the lack of field of view may interfere and not be obtained correctly. is there. Since the lacking field of view has a substantially constant luminance and good symmetry, it greatly affects the original symmetry judgment of the fluoroscopic image.
  • Example 1 When it is desired to automatically extract a photographing object portion from a CT image, the average luminance value of the object is often used as a threshold value.
  • Example 2 When three-dimensional data is created from a CT image, since there is a visual field missing portion in the circumferential direction of the CT image, the three-dimensional data becomes such that the visual field missing portion can be seen outside.
  • the irradiation angle when the irradiation angle is wide compared to the light receiving area of the detector, the entire area of the light receiving area is within the X-ray irradiation range even if the detector is close to the X-ray source.
  • various problems associated with the lack of visual field occur when the FDD is reduced. Therefore, conventionally, when a small FDD is required, such as a small inspection target and a large magnification, a small detector dedicated to a small FDD is used instead of a large detector. I was trying not to happen.
  • An object of the present embodiment is to provide an X-ray inspection apparatus capable of creating an X-ray fluoroscopic image only in an area necessary for reconstruction of a CT image.
  • the X-ray inspection apparatus has the following configuration.
  • An X-ray irradiation source a table on which an inspection object is placed, and an X-ray detector that receives X-rays transmitted through the inspection object and detects a transmission image thereof.
  • a shift mechanism that moves the X-ray detector along the optical axis of the X-ray.
  • a control unit that controls movement of the X-ray detector by the shift mechanism.
  • An image acquisition unit that acquires, from the X-ray detector, a reference image for determining a visual field defect region and an image of an inspection target to be trimmed.
  • An average luminance value calculation unit for calculating an average luminance value of an image having no visual field defect in the reference image.
  • a visual field defect region determination unit that determines a pixel having a luminance less than a threshold value of the average luminance value calculated by the average luminance value calculation unit as a visual field defect region for the photographed X-ray fluoroscopic image.
  • a trimming image acquisition unit that acquires, as an image of a trimming region, an X-ray fluoroscopic image other than the visual field defect region determined by the visual field defect region determination unit from an image obtained by photographing the inspection object.
  • a reconstruction processing unit that reconstructs a CT image based on an X-ray fluoroscopic image of the trimming region acquired by the trimming image acquisition unit.
  • a boundary leveling unit that corrects a boundary between a visual field defect region determined by the visual field defect region determination unit and an area other than the visual field defect region from an image obtained by photographing the inspection object.
  • the X-ray inspection apparatus of the second embodiment has the following configuration.
  • An X-ray irradiation source a table on which an inspection object is placed, and an X-ray detector that receives X-rays transmitted through the inspection object and detects a transmission image thereof.
  • a shift mechanism that moves the X-ray detector along the optical axis of the X-ray.
  • a control unit that controls movement of the X-ray detector by the shift mechanism.
  • An image acquisition unit that acquires, from the X-ray detector, a reference image for determining a visual field defect region and an image of an inspection target to be trimmed.
  • a set value acquisition unit that reads the following data input in advance by the user.
  • X-ray irradiation angle ( ⁇ ) (2) Detector pitch (mm / detector channel) (3) Standard FDD (L1) (6) Based on the X-ray irradiation angle ( ⁇ ) acquired from the set value acquisition unit and the reference FDD (L1), a reference irradiation range calculation unit that determines the irradiation range in the reference FDD (L1) as the reference irradiation range (W1) . (7) An imaging position irradiation range calculation unit that obtains an irradiation range (W2) in an arbitrary FDD (L2) based on the values obtained from the set value acquisition unit and the reference irradiation range calculation unit according to the following Equation 1.
  • a trimming area calculation unit for calculating a trimming area by calculating the number of detector channels corresponding to the irradiation range (W2) obtained by the imaging position irradiation range calculation unit by the following equation (2).
  • Trimming area irradiation range (W2) at arbitrary FDD / detector pitch (mm / detector channel)
  • a trimming image acquisition unit that acquires an X-ray fluoroscopic image of the trimming region calculated by the trimming region calculation unit from an image obtained by photographing the inspection object.
  • a reconstruction processing unit that reconstructs a CT image based on an X-ray fluoroscopic image of the trimming region acquired by the trimming image acquisition unit.
  • a storage unit that stores trimming regions in a plurality of FDDs obtained by the trimming region calculation unit in association with each FDD.
  • the trimming image acquisition unit reads out a corresponding trimming region from the storage unit in accordance with the FDD of the photographing part of the workpiece, and acquires an X-ray fluoroscopic image of the trimming region.
  • the block diagram which shows the whole structure of 1st Embodiment The figure which shows an example of the X-ray fluoroscopic image in which the visual field defect area
  • the X-ray inspection apparatus of this embodiment includes an X-ray tube 1 that is a radiation source, a table 2 on which a workpiece is placed, and an X-ray that receives an X-ray beam emitted from the X-ray tube 1.
  • the detectors 3 are arranged with a predetermined interval.
  • the X-ray tube 1 emits a conical X-ray beam in the horizontal direction from the focal point, and the X-ray beam passes through the work placed on the table 2 and reaches the X-ray detector 3.
  • the table 2 is rotated about a vertical axis by a rotary table or an XY drive mechanism (not shown), or moved in a direction parallel to the direction in which the X-ray tube 1 is brought into contact with or separated from and the direction in which the X-ray detector 3 is moved. .
  • the X-ray detector 3 detects the X-ray beam with two-dimensional spatial resolution, and outputs data for displaying a transmission image on a display or film.
  • the X-ray inspection apparatus stops the X-ray detector 3 at a predetermined FDD position determined according to the dimensions of the workpiece and the required imaging magnification, and images the workpiece. Therefore, the X-ray detector 3 is connected to a shift mechanism 4 as a drive source for movement, and a control unit 5 that controls the movement direction and the movement amount of the X-ray detector 3 by the shift mechanism 4.
  • the control unit 5 moves the X-ray detector 3 in the direction in which the X-ray detector 3 moves along the optical axis of the X-ray tube 1, that is, the direction in which the FDD changes.
  • the control unit 5 is provided with an input unit 6 for the user to preset the movement position and movement direction of the X-ray detector 3.
  • the input unit 6 can be composed of an input device such as a keyboard and a mouse, an external device such as a network, and the like.
  • the X-ray detector 3 includes a trimming processing unit 7 that removes a visual field defect region from an image captured at a stop position.
  • the trimming processing unit 7 of the present embodiment includes an image acquisition unit 71, an average luminance value calculation unit 72, a visual field lack region determination unit 73, a boundary correction unit 74, and a trimming image acquisition unit 75.
  • the image acquisition unit 71 acquires from the X-ray detector 3 a reference image for determining a field-of-view defect region and an image of a workpiece to be trimmed.
  • the reference image is an X-ray fluoroscopic image in which nothing is reflected.
  • the average luminance value calculation unit 72 calculates the average luminance value of the center portion of the image having no visual field defect in the reference image, for example, the upper right inclined hatching portion in FIG.
  • the visual field defect area determination unit 73 determines a pixel having a luminance less than a predetermined% of the average luminance value calculated by the average luminance value calculation unit 72 as a visual field defect area in the captured fluoroscopic image.
  • the predetermined percentage of the average luminance value is a threshold value with which it can be determined that the pixel belongs to the visual field lacking region, and the user sets the value in the trimming processing unit 7 from the input unit 6 in advance.
  • the boundary correction unit 74 adjusts so that the field defect area becomes a quadrangle.
  • a conventionally known method can be appropriately employed.
  • the reference image is set as two-dimensional coordinates of XY, and the straight line in the XY direction passing through the maximum value or the minimum value of the coordinates of the pixel determined to be the visual field missing region is set as the outer edge of the region without the visual field missing.
  • the trimming image acquisition unit 75 acquires an X-ray fluoroscopic image other than the visual field defect region obtained by the boundary correction unit 74 from the image obtained by photographing the workpiece.
  • a reconstruction processing unit 8 is provided that reconstructs a CT image based on an X-ray fluoroscopic image other than the visual field lacking region.
  • the storage unit 9 is connected.
  • the storage unit 9 is configured by a storage device such as a memory or a hard disk.
  • the fluoroscopic image in FIG. 2 is output from the X-ray detector 3 to the image acquisition unit 71.
  • the average luminance value calculation unit 72 calculates the average luminance value of the central portion of the image without a visual field defect from the fluoroscopic images input to the image acquisition unit 71.
  • the field-of-view defect determination unit 73 determines a pixel having an average luminance value calculated by the average luminance value calculation unit 72 and a luminance less than a threshold set in advance by the user from the input unit 6 for the photographed fluoroscopic image. Is regarded as a visual field defect region.
  • the boundary correction unit 74 adjusts so that the boundary between the visual field lacking region and the region without visual field lacking performed by the visual field lacking region determination unit 73 is a square.
  • the reference image is set as two-dimensional coordinates of XY, and a straight line in the XY direction passing through the maximum value or the minimum value of the coordinates of a pixel determined to be a visual field lacking region is defined as the outer edge of the region without visual field lacking.
  • the coordinates of the field missing region or the region without the field missing obtained in this way are stored in the storage unit 9 together with the corresponding FDD.
  • the X-ray fluoroscopic image other than the visual field defect region obtained by the trimming image acquisition unit 75 is output to the reconstruction processing unit 8, and the reconstruction processing unit 8 performs CT based on the X-ray fluoroscopic image without the visual field defect region. The image is reconstructed.
  • the present embodiment has the following effects. (1) Since an image can be reconstructed on the basis of an X-ray fluoroscopic image having no field-of-view defect region, an appropriate CT image in accordance with the actual condition of the workpiece W can be obtained. (2) Any X-ray detector 3 size or FDD can always perform CT imaging with an optimal fluoroscopic image.
  • the trimming processing unit 7 of the second embodiment includes a set value acquisition unit 76, a reference irradiation range calculation unit 77, an imaging position irradiation range calculation unit 78, and a trimming region calculation unit 79.
  • the set value acquisition unit 76 reads the following data that the user previously inputs to the input unit 6 (see FIG. 3). (1) X-ray irradiation angle ( ⁇ ) (2) Detector pitch (mm / detector channel) (3) Reference FDD (L1) (FDD where the irradiation range and the light-receiving surface of the detector coincide with each other and the field of view is not lost)
  • the reference irradiation range calculation unit 77 Based on the X-ray irradiation angle ( ⁇ ) acquired from the setting value acquisition unit 76 and the reference FDD (L1), the reference irradiation range calculation unit 77 sets the irradiation range at the reference FDD (L1) as the reference irradiation range (W1). Ask.
  • the trimming area calculation unit 79 calculates the number of detector channels corresponding to the obtained irradiation range (W2) by the following formula to obtain the trimming area.
  • the X-ray detector 3 is moved to the position of the FDD to be imaged.
  • the X-ray detector 3 is moved by inputting the FDD (L2) of the imaging position of the workpiece W from the input unit 6, and the control unit 5 controls the shift mechanism 4 based on this FDD to input the X-ray detector 3. Stop at the position of the FDD.
  • the FDD of the imaging position is not known in advance as in the case of manually moving the X-ray detector 3
  • the FDD is automatically or automatically set in a state where the X-ray detector 3 is stopped at the imaging position. Manually set in the input unit 6 as the FDD (L2) of the shooting position.
  • the setting value acquisition unit 76 of the trimming processing unit 7 reads these values and the reference irradiation range calculation unit 77 reads them. Then, a reference irradiation range (W1) which is an irradiation range in the reference FDD (L1) is obtained. Once calculated, the reference irradiation range has the same value even when the FDD of the imaging position is different unless the light receiving area or the X-ray irradiation angle of the X-ray detector 3 is changed. By saving, it is not necessary to calculate from the next time.
  • the photographing position irradiation range calculation unit 78 obtains the irradiation range (W2) in the FDD (L2) of the photographing position of the workpiece W based on Equation 1. Subsequently, based on these values, the trimming area calculation unit 79 obtains a trimming area based on Equation 2.
  • the calculation of the trimming area and the X-ray fluoroscopic image of the workpiece W can be performed first by storing the respective data in the storage unit 9 and reading them appropriately. good.
  • the second embodiment has the following unique effects in addition to the effects common to the first embodiment.
  • the size of the detector obtained from the reference irradiation range (W1), and the FDD information (L1, L2) as shown in FIG. can be easily obtained by scientific calculation.
  • the determination of the trimming area is not necessary. It can be done quickly and easily. Further, since the boundary line between the visual field defect region and the region without the visual field defect is also formed in a straight line, calculation for correcting the boundary part is unnecessary, which is advantageous.
  • the third embodiment is a modification of the second embodiment. As shown in FIG. 4, by using the method of the second embodiment, the trimming areas (M2, M3, M4) serving as references in a plurality of FDDs (L2, L3, L4) that are expected to photograph the workpiece W are obtained. This is registered in the storage unit 9.
  • the X-ray detector 3 When imaging the workpiece W, the X-ray detector 3 is moved to the FDD region most suitable for imaging the workpiece from among a plurality of FDDs registered in the storage unit 9, and an X-ray fluoroscopic image is captured, and this FDD is supported. Using the trimmed area, the missing visual field area is deleted from the captured fluoroscopic image.
  • the nearest FDD value registered in the storage unit 9 and the corresponding trimming are performed.
  • a trimming region at an arbitrary FDD position is obtained from the similarity of triangles using the region value.
  • an X-ray fluoroscopic image of air is taken at a position where the visual field is largely missing, a position where the visual field is not missing, and a position between them (a plurality of positions are possible), and a trimming area is obtained and registered. Since the trimming area increases / decreases depending on the geometric system, the trimming area at a position not photographed is obtained by interpolation.
  • trimming areas at a plurality of imaging locations are stored in advance in association with FDD at each imaging location, and an appropriate trimming area is called in accordance with the FDD at the imaging location of the work W, so that X-ray fluoroscopy is performed. It is possible to delete a visual field defect region in the image. As a result, it is not necessary to calculate a trimming area every time the image is moved to a new FDD, and an X-ray fluoroscopic image without a visual field lacking area can be obtained quickly. Further, even for an FDD in which no trimming area is registered, an accurate trimming area can be obtained by simple calculation by geometrically interpolating according to the FDD. [4.
  • Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
  • constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. Specifically, the following other embodiments are also included.
  • the X-ray tube 1, the table 2, and the X-ray detector 3 may be installed side by side in the vertical direction, in addition to being installed in parallel with the installation surface of the X-ray inspection apparatus.
  • the X-ray detector 3 is not limited to a flat plate orthogonal to the optical axis of the X-ray, but may have a light-receiving surface that is curved around a vertical axis passing through the X-ray focal point.
  • radio X-ray fluoroscopic images are taken at a position where the field of view is largely missing, a position where the field of view is not missing, and a position between them (multiple positions are possible), and trimming is performed.
  • An area to be processed may be obtained and registered in the storage unit 9.
  • the trimming area registered in the storage unit 9 is set as the imaging position of the workpiece W for the trimming area at the position where the X-ray fluoroscopic image of air is not captured. It is obtained by interpolation according to the FDD position.

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Abstract

ＣＴ画像の再構成に必要な領域のみのＸ線透視画像を作成することのできるＸ線検査装置を提供する。画像取得部７１は、視野欠け領域を判定するための基準画像とトリミングの対象となるワークの画像を、Ｘ線検出器３から取得する。平均輝度値計算部７２は、基準画像中の視野欠けの無い画像の平均輝度値を計算する。視野欠け領域判定部７３は、撮影した透視画像について、平均輝度値計算部７２が計算した平均輝度値の閾値未満の輝度を持つ画素を視野欠け領域と判定する。トリミング画像取得部７５は、ワークを撮影した画像中から視野欠け領域以外のＸ線透視画像を取得する。再構成処理部８は、視野欠け領域以外のＸ線透視画像に基づいてＣＴ画像を再構成する。

Description

Ｘ線検査装置
　本発明の実施形態は、撮影画像の周囲に視野欠けが生じることがないＸ線検査装置に関する。
　Ｘ線検査装置は、Ｘ線の照射源と、検査対象物（以下、ワークという）を載せるテーブルと、ワークを透過したＸ線を受光するＸ線検出器とから構成される。照射源から発したＸ線は、円錐状に広がってワークに達し、ワークを通過した後もさらに広がってＸ線検出器に達する。Ｘ線は、Ｘ線源から検出器までの距離（ＦＤＤ：Ｆｏｃｕｓ　ｔｏ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ）の二乗に比例して減衰する。一方，ＣＴ画像の撮影倍率は、ＦＤＤを、Ｘ線源から撮影対象物が載っている試料テーブルの中心までの距離（ＦＣＤ：Ｆｏｃｕｓ　ｔｏ　Ｃｅｎｔｅｒ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ）で割った値である。そのため、所望の撮影倍率、かつ、高線量でＳ／Ｎの良いＣＴ画像を撮影するには、撮影倍率を維持しつつＦＤＤとＦＣＤを小さくすればよい。
特開２０１６－１１８３９４号公報
　しかし、ＦＤＤを小さくするとＸ線照射角による視野欠け、すなわちＸ線が検出器に照射されない範囲が発生する。大きな検出器を使うほど、視野欠けは起きやすい。視野欠けがある状態では、ＣＴ画像の撮影に次のような問題が生じる。
（１）ＣＴ画像の再構成には、Ｘ線源と試料テーブルの中心を結ぶ直線が、検出器のどこに当たるかという情報が必要になる。この情報を、３６０°方向から撮影したＸ線透視画像の対称性（０°～１８０°と１８０°～３６０°）から求める場合、視野欠け部分が邪魔してしまい、正しく求まらない場合がある。視野欠け部分は輝度がほぼ一定で対称性が良いため、透視画像本来の対称性判断に大きな影響を与えることになる。
（２）Ｘ線源と試料テーブルの中心を結ぶ直線が正しく求まり、ＣＴ画像が再構成できた場合でも、再構成処理後のＣＴ画像の円周方向に視野欠け部分が現れ、Ｘ線照射角以外の不要な部分まで含むＸ線透視画像、ＣＴ画像になる。そのため、画像処理上、次のような問題が発生する。
例１：ＣＴ画像から撮影対象物部分を自動で抽出したい場合、対象物の平均輝度値を閾値に使うことが多いが、視野欠け領域まで対象物とみなしてしまうことがある。
例２：ＣＴ画像から３次元データを作成する場合、ＣＴ画像の円周方向に視野欠け部分があるので、視野欠け部分が外側に見えるような３次元データになってしまう。
　以上のように、検出器の受光面積に比較して照射角が広い場合は、検出器をＸ線源に近づけても受光面積の全域がＸ線の照射範囲内に収まるため視野欠けの問題はないが、照射角が狭い場合はＦＤＤを小さくすると視野欠けに伴う種々の問題が発生する。そのため、従来は、検査対象が小型で大きな拡大率を必要とするなど、小さなＦＤＤが要求される場合には、大きな検出器を使わずに小さなＦＤＤ専用の小さい検出器を使うことで、視野欠けが起きないようにしていた。
　また、特許文献１に記載のように、Ｘ線で撮影した画像の一部をトリミングすること自体は知られているが、これらの従来技術は、ユーザが撮影画像中から所望の領域を抽出するものに過ぎず、検出器のＦＤＤを小さくした場合における視野欠けの解消に適用することはできなかった。
　本実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本実施形態の目的は、ＣＴ画像の再構成に必要な領域のみのＸ線透視画像を作成することのできるＸ線検査装置を提供することにある。
　第１実施形態のＸ線検査装置は、次のような構成を有する。
（１）Ｘ線の照射源と、検査対象物を載せるテーブルと、検査対象物を透過したＸ線を受光してその透過画像を検出するＸ線検出器。
（２）前記Ｘ線検出器をＸ線の光軸に沿って移動させるシフト機構。
（３）前記シフト機構による前記Ｘ線検出器の移動を制御する制御部。
（４）視野欠け領域を判定するための基準画像とトリミングの対象となる検査対象物の画像を、前記Ｘ線検出器から取得する画像取得部。
（５）基準画像中の視野欠けの無い画像の平均輝度値を計算する平均輝度値計算部。
（６）撮影したＸ線透視画像について、前記平均輝度値計算部が計算した平均輝度値の閾値未満の輝度を持つ画素を視野欠け領域と判定する視野欠け領域判定部。
（７）検査対象物を撮影した画像中から前記視野欠け領域判定部が判定した視野欠け領域以外のＸ線透視画像をトリミング領域の画像として取得するトリミング画像取得部。
（８）前記トリミング画像取得部が取得したトリミング領域のＸ線透視画像に基づいてＣＴ画像を再構成する再構成処理部。
　第１実施形態において次のような構成を採用すると良い。
（１）検査対象物を撮影した画像中から前記視野欠け領域判定部が判定した視野欠け領域と視野欠け領域以外の領域の境界を整正する境界整正部。
　第２実施形態のＸ線検査装置は、次のような構成を有する。
（１）Ｘ線の照射源と、検査対象物を載せるテーブルと、検査対象物を透過したＸ線を受光してその透過画像を検出するＸ線検出器。
（２）前記Ｘ線検出器をＸ線の光軸に沿って移動させるシフト機構。
（３）前記シフト機構による前記Ｘ線検出器の移動を制御する制御部。
（４）視野欠け領域を判定するための基準画像とトリミングの対象となる検査対象物の画像を、前記Ｘ線検出器から取得する画像取得部。
（５）ユーザが予め入力した下記のデータを読み込む設定値取得部。
　(1) Ｘ線照射角（α）
　(2) 検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
　(3) 基準ＦＤＤ（Ｌ１）
（６）前記設定値取得部から取得したＸ線照射角（α）と基準ＦＤＤ（Ｌ１）を基に、基準ＦＤＤ（Ｌ１）における照射範囲を基準照射範囲（Ｗ１）として求める基準照射範囲計算部。
（７）前記設定値取得部及び前記基準照射範囲計算部から得られた値に基づいて、任意のＦＤＤ（Ｌ２）における照射範囲（Ｗ２）を下記の式１により求める撮影位置照射範囲計算部。
　式１：求めたい照射範囲（Ｗ２）＝基準照射範囲（Ｗ１）×（任意のＦＤＤ（Ｌ２）／基準ＦＤＤ（Ｌ１））
（８）前記撮影位置照射範囲計算部が求めた照射範囲（Ｗ２）が検出器何チャンネルに相当するかを下記の式２で計算して、トリミング領域を求めるトリミング領域計算部。
　式２：トリミング領域＝任意のＦＤＤでの照射範囲（Ｗ２）／検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
（９）検査対象物を撮影した画像中から前記トリミング領域計算部が計算したトリミング領域のＸ線透視画像を取得するトリミング画像取得部。
（１０）前記トリミング画像取得部が取得したトリミング領域のＸ線透視画像に基づいてＣＴ画像を再構成する再構成処理部。
　第２実施形態において次のような構成を採用すると良い。
（１）前記トリミング領域計算部が求めた複数のＦＤＤにおけるトリミング領域を、各ＦＤＤと対応付けて記憶する記憶部。
（２）トリミング画像取得部は、前記ワークの撮影箇所のＦＤＤに合わせて対応するトリミング領域を記憶部から読み出してトリミング領域のＸ線透視画像を取得する。
第１実施形態の全体構成を示すブロック図。 第１実施形態における視野欠け領域が含まれたＸ線透視画像の一例を示す図。 第２実施形態の全体構成を示すブロック図。 第３実施形態において、視野欠け領域を判定する方法を説明する図。
［１．第１実施形態］
［１－１．実施形態の構成］
　以下、第１実施形態を、図面に従って具体的に説明する。第１実施形態は、透視画像の輝度について予め設定された閾値を使用してトリミングを行うものである。
　本実施形態のＸ線検査装置は、図１に示すように、放射線源であるＸ線管１と、ワークを載せるテーブル２と、Ｘ線管１から放射されたＸ線ビームを受光するＸ線検出器３を、所定の間隔を保って配置して構成される。
　Ｘ線管１は、その焦点から水平方向に円錐状のＸ線ビームを発するもので、Ｘ線ビームはテーブル２上に載置されたワークを透過して、Ｘ線検出器３に達する。テーブル２は、図示しない回転テーブルやＸＹ駆動機構によって、垂直方向の軸を中心として回転し、あるいはＸ線管１の接離する方向及びＸ線検出器３の移動方向と平行な方向に移動する。
　Ｘ線検出器３は、Ｘ線ビームを２次元の空間分解能をもって検出し、透過像をディスプレイやフィルム上に表示するデータを出力する。Ｘ線検査装置は、Ｘ線検出器３をワークの寸法や必要とする撮影倍率に応じて定められた所定のＦＤＤの位置に停止させて、ワークを撮影する。そのため、Ｘ線検出器３は、移動のための駆動源としてシフト機構４と、シフト機構４によるＸ線検出器３の移動方向及び移動量を制御する制御部５が接続される。制御部５は、Ｘ線検出器３をＸ線管１の光軸に沿って移動する方向、すなわちＦＤＤが変化する方向に移動させる。制御部５には、Ｘ線検出器３の移動位置や移動方向をユーザが予め設定するための入力部６が設けられる。入力部６は、キーボード、マウスなどの入力装置、ネットワークなどの外部装置などから構成することができる。
　Ｘ線検出器３は、停止位置で撮影した画像中から、視野欠け領域を除去するトリミング処理部７を備えている。本実施形態のトリミング処理部７は、画像取得部７１、平均輝度値計算部７２、視野欠け領域判定部７３、境界整正部７４及びトリミング画像取得部７５を備える。
　画像取得部７１は、視野欠け領域を判定するための基準画像と、トリミングの対象となるワークの画像を、Ｘ線検出器３から取得する。基準画像とは、何も映っていないＸ線透視画像のことである。平均輝度値計算部７２は、基準画像中の視野欠けの無い画像の中央部、例えば、図２の右上傾斜ハッチング部分の平均輝度値を計算する。視野欠け領域判定部７３は、撮影した透視画像について、平均輝度値計算部７２が計算した平均輝度値の所定％未満の輝度を持つ画素を視野欠け領域と判定する。平均輝度値の所定％は、その画素が視野欠け領域に属すると判定できるような閾値であり、予めユーザが入力部６からその値をトリミング処理部７に設定しておく。
　視野欠け領域判定部７３が画素単位で行った視野欠け領域と視野欠けの無い領域の境界はギザギザになると考えられるので、境界整正部７４は、視野欠け領域が四角形となるように調整する。調整の方法は従来公知の手法を適宜採用できる。例えば、基準画像をＸＹの二次元座標として設定し、視野欠け領域と判定された画素の座標の最大値あるいは最小値を通るＸＹ方向の直線を視野欠けの無い領域の外縁とする。
　トリミング画像取得部７５は、ワークを撮影した画像中から、境界整正部７４によって得られた視野欠け領域以外のＸ線透視画像を取得する。トリミング画像取得部７５の出力側には、視野欠け領域以外のＸ線透視画像にもとづいてＣＴ画像を再構成する再構成処理部８が設けられる。
　前記の各部には、入力部６から入力されたデータ、Ｘ線検出器３が読み込んだ画像のデータ、トリミング処理部７の計算結果や判定した視野欠け領域などのデータを格納すると共に適宜読み出すための記憶部９が接続されている。この記憶部９はメモリやハードディスクなどの記憶装置によって構成される。
［１－２．実施形態の作用］
（１）視野欠け領域の判定
　本実施形態においては、入力部６からワークＷの撮影位置のＦＤＤを入力し、このＦＤＤに基づき制御部５はシフト機構４を制御して、Ｘ線検出器３を入力されたＦＤＤの位置に停止させる。この状態で、何も映っていないＸ線透視画像を撮影する。このようにすると、図２に示すような視野欠けのない画像中央部と、その周囲に形成される視野欠け領域とを有する透視画像が得られる。通常、何も映っていないＸ線透視画像は、視野欠けの無い画像中央部（図２の右上傾斜ハッチング部分）は空気の透視画像であるため、周囲の視野欠け領域（図２のクロスハッチング部分）に比較して輝度が大きく、一方視野欠け領域はＸ線を受光していないため輝度が殆ど０である。
　図２の透視画像は、Ｘ線検出器３から画像取得部７１に出力される。平均輝度値計算部７２は、画像取得部７１に入力された透視画像の中から、視野欠けの無い画像中央部の平均輝度値を計算する。視野欠け領域判定部７３は、撮影した透視画像について、平均輝度値計算部７２が計算した平均輝度値と、予め入力部６からユーザが設定した閾値未満の輝度をもつ画素を判定し、その画素の部分を視野欠け領域とみなす。
　境界整正部７４は、視野欠け領域判定部７３が画素単位で行った視野欠け領域と視野欠けの無い領域の境界が四角形となるように調整する。本実施形態では、基準画像をＸＹの二次元座標として設定し、視野欠け領域と判定された画素の座標の最大値あるいは最小値を通るＸＹ方向の直線を視野欠けの無い領域の外縁とする。このようにして得られた視野欠け領域あるいは視野欠けの無い領域の座標は、対応するＦＤＤとともに、記憶部９に保存される。
（２）ワークＷの撮影
　ワークＷの撮影にあたっては、前記のようにしてＸ線検出器３を視野欠け領域あるいは視野欠けの無い領域の座標を求めたＦＤＤの位置にＸ線検出器３を停止させる。その状態で、テーブル２の上にワークＷを載置して、Ｘ線透視画像を撮影する。Ｘ線検出器３によって検出されたＸ線透視画像は、トリミング画像取得部７５に出力される。トリミング画像取得部７５は、Ｘ線検出器３の停止位置のＦＤＤに対応した座標を記憶部９から読み出して、この座標位置に基づいてワークＷのＸ線透視画像中から、視野欠け領域以外の画像を取得する。
　トリミング画像取得部７５によって得られた視野欠け領域以外のＸ線透視画像は、再構成処理部８に出力され、再構成処理部８においては、視野欠け領域がないＸ線透視画像に基づいてＣＴ画像が再構成される。
［１－３．実施形態の効果］
　本実施形態は、次のような効果を有する。
（１）視野欠け領域の無いＸ線透視画像に基づいて、画像の再構成をすることができるので、ワークＷの実態に即した適切なＣＴ画像を得ることができる。
（２）どのようなＸ線検出器３のサイズやＦＤＤでも常に、最適なＸ線透視画像でＣＴ画像撮影を行うことができる。
（３）Ｘ線検出器３をＸ線発生装置側に接近させ、Ｘ線幾何学倍率を拡大した場合でも視野欠けのないＸ線透視画像及びＣＴ画像が得られる。
（４）ＦＤＤと視野欠け領域の画像を対応付けて記憶部９に保存しておくことにより、そのＦＤＤにＸ線検出器３を停止させれば、その都度視野欠け領域を判定することなく、ワークＷを撮影したＸ線透視画像から視野欠け領域の無い透視画像を得ることができる。
（５）境界整正部７４によって画素単位で行った視野欠け領域と視野欠けの無い領域の境界が四角形となるように調整するので、外縁部が綺麗に整った視野欠け領域の無いＸ線透視画像を得ることができる。
［２．第２実施形態］
［２－１．実施形態の構成］
　第２実施形態は、トリミング処理部７の構成が第１実施形態とは異なるもので、他の構成は第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　第２実施形態のトリミング処理部７は、設定値取得部７６、基準照射範囲計算部７７、撮影位置照射範囲計算部７８及びトリミング領域計算部７９を備える。
　設定値取得部７６は、ユーザが予め入力部６に対して入力した下記のデータを読み込む（図３を参照）。
(1) Ｘ線照射角（α）
(2) 検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
(3) 基準ＦＤＤ（Ｌ１）（照射範囲と検出器の受光面とが一致し、視野欠けが生じないＦＤＤ）
　基準照射範囲計算部７７は、設定値取得部７６から取得したＸ線照射角（α）と基準ＦＤＤ（Ｌ１）を基に、基準ＦＤＤ（Ｌ１）での照射範囲を基準照射範囲（Ｗ１）として求める。撮影位置照射範囲計算部７８は、設定値取得部７６及び基準照射範囲計算部７７により既知となった値を基に、三角形の相似を使って、任意のＦＤＤ（Ｌ２）における照射範囲（Ｗ２）を下記の式により求める。
　式１：求めたい照射範囲（Ｗ２）＝基準照射範囲（Ｗ１）×（任意のＦＤＤ（Ｌ２）／基準ＦＤＤ（Ｌ１））
　トリミング領域計算部７９は、求めた照射範囲（Ｗ２）が検出器何チャンネルに相当するかを下記の式で計算して、トリミング領域を求める。
　式２：トリミング領域＝任意のＦＤＤでの照射範囲（Ｗ２）／検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
［２－２．実施形態の作用］
　第２実施形態においては、ワークＷの撮影に先立ち、入力部６から下記の値を入力して記憶部９に保存しておく。これらの値は、第２実施形態を適用するＸ線撮影装置固有のものであるから、一度設定すればよく、ワークＷの撮影の都度入力する必要は無い。
(1) Ｘ線照射角（α）
(2) 検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
(3) 基準ＦＤＤ（Ｌ１）
　次に、ワークＷのＸ線透視画像を撮影するには、Ｘ線検出器３を撮影しようとするＦＤＤの位置に移動させる。Ｘ線検出器３の移動は、入力部６からワークＷの撮影位置のＦＤＤ（Ｌ２）を入力し、このＦＤＤに基づき制御部５はシフト機構４を制御して、Ｘ線検出器３を入力されたＦＤＤの位置に停止させる。また、Ｘ線検出器３を手動で移動させる場合のように、撮影位置のＦＤＤが予め分かっていない場合には、Ｘ線検出器３を撮影位置に停止させた状態において、そのＦＤＤを自動あるいは手動で撮影位置のＦＤＤ（Ｌ２）として、入力部６に設定する。
　このようにすると、前記式１及び式２を実行するために必要な値が得られるので、トリミング処理部７の設定値取得部７６は、これらの値を読み込んで、基準照射範囲計算部７７において、基準ＦＤＤ（Ｌ１）での照射範囲である基準照射範囲（Ｗ１）を求める。この基準照射範囲は、一度計算すれば、Ｘ線検出器３の受光面積やＸ線照射角が変更されない限り、撮影位置のＦＤＤが異なる場合であっても同じ値となるので、記憶部９に保存することにより、次回以降は計算不要である。
　前記のようにして求められた値に基づき、撮影位置照射範囲計算部７８は、式１に基づいてワークＷの撮影位置のＦＤＤ（Ｌ２）における照射範囲（Ｗ２）を求める。続いて、これらの値に基づき、トリミング領域計算部７９は、式２に基づいてトリミング領域を求める。
　この状態で、ワークＷのＸ線透視画像を撮影し、その画像中から、前記のようにして求められたトリミング領域、すなわち、ＦＤＤ（Ｌ２）における照射範囲（Ｗ２）に相当する部分の画像のみを抽出することにより、周囲に視野欠け領域を含まないＸ線透視画像を撮影することができる。
　なお、第２実施形態において、トリミング領域の計算とワークＷのＸ線透視画像の撮影とは、それぞれのデータを記憶部９に保存しておき適宜読み出すことにより、いずれを先に実施しても良い。
［２－３．実施形態の効果］
　第２実施形態においては、第１実施形態と共通する効果に加え、次のような特有な効果を有する。
（１）第２実施形態においては、図３に示すようなＸ線照射角（α）、基準照射範囲（Ｗ１）から得られる検出器のサイズ、及びＦＤＤの情報（Ｌ１，Ｌ２）から、幾何学計算によりトリミングする領域を簡単に求めることができる。
（２）第２実施形態は、第１実施形態のようにワークを撮影する位置において予め空気の透視画像を撮影して輝度の閾値によるトリミング領域の計算も不要であるから、トリミング領域の判定が迅速かつ簡単に実施できる。また、視野欠け領域と視野欠けの無い領域との境界線も直線状に形成されることから、境界部分を整正するための計算も不要であり、その点でも有利である。
［３．第３実施形態］
　第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。図４に示すように、第２実施形態の方法により、ワークＷを撮影すると予想される複数のＦＤＤ（Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）で基準となるトリミング領域（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）を求めて、記憶部９に登録しておくものである。
　ワークＷの撮影時には、記憶部９に登録した複数のＦＤＤの中から、ワークの撮影に最適なＦＤＤの領域にＸ線検出器３を移動させてＸ線透視画像を撮影し、そのＦＤＤに対応したトリミング領域を利用して、撮影したＸ線透視画像中から視野欠け領域を削除する。一方、登録したＦＤＤ中にワークＷの撮影に最適なＦＤＤが存在しない場合、すなわち、任意のＦＤＤ位置において撮影を行う場合には、記憶部９に登録した最も近いＦＤＤの値とそれに対応するトリミング領域の値を使って任意のＦＤＤ位置のトリミング領域を三角形の相似から求める。
　このように第３実施形態では、大きく視野が欠ける位置と欠けない位置、その間の位置（複数位置可）で空気のＸ線透視画像を撮影しておき、トリミング領域を求めて登録しておく。トリミング領域は幾何系に応じて増減するため、撮影してない位置のトリミング領域については補間することで求める。
　第３実施形態では、予め複数の撮影箇所のトリミング領域を各撮影箇所のＦＤＤと対応付けて記憶しておき、ワークＷの撮影位置のＦＤＤに応じて適切なトリミング領域を呼び出して、Ｘ線透視画像中の視野欠け領域を削除することができる。その結果、新たなＦＤＤに移動する都度トリミング領域を計算する必要が無く、視野欠け領域の無いＸ線透視画像を迅速に得ることができる。また、トリミング領域を登録していないＦＤＤについても、ＦＤＤに合わせて幾何学的に補間することにより、簡単な計算で正確なトリミング領域を得ることができる。
［４．他の実施形態］
　本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。具体的には、次のような他の実施形態も包含する。
（１）Ｘ線管１、テーブル２及びＸ線検出器３は、Ｘ線検査装置の据え付け面と平行に並べて設置する以外に、垂直方向に並べて設置して良い。
（２）Ｘ線検出器３はＸ線の光軸と直交する平板に限定されるものでは無く、Ｘ線焦点を通る垂直な軸を中心として湾曲した受光面を有するものでも良い。
（３）第１実施形態おいて、第３実施形態と同様に、大きく視野が欠ける位置と欠けない位置、その間の位置（複数位置可）で空気のＸ線透視画像を撮影しておき、トリミングする領域を求めて記憶部９に登録しておいても良い。その場合、トリミングの領域は幾何系に応じて増減するため、空気のＸ線透視画像を撮影してない位置のトリミング領域については、記憶部９に登録したトリミング領域を、ワークＷの撮影位置のＦＤＤ位置に合わせて補間することで求める。
１…Ｘ線管
２…テーブル
３…Ｘ線検出器
４…シフト機構
５…制御部
６…入力部
７…トリミング処理部
７１…画像取得部
７２…平均輝度値計算部
７３…視野欠け領域判定部
７４…境界整正部
７５…トリミング画像取得部
７６…設定値取得部
７７…基準照射範囲計算部
７８…撮影位置照射範囲計算部
７９…トリミング領域計算部
８…再構成処理部
９…記憶部

Claims (4)

  1. 　Ｘ線の照射源と、検査対象物を載せるテーブルと、検査対象物を透過したＸ線を受光してその透過画像を検出するＸ線検出器と、を備えたＸ線検査装置であって、
    　前記Ｘ線検出器をＸ線の光軸に沿って移動させるシフト機構と、
    　前記シフト機構による前記Ｘ線検出器の移動を制御する制御部と、
    　視野欠け領域を判定するための基準画像とトリミングの対象となる検査対象物の画像を、前記Ｘ線検出器から取得する画像取得部と、
    　基準画像中の視野欠けの無い画像の平均輝度値を計算する平均輝度値計算部と、
    　撮影したＸ線透視画像について、前記平均輝度値計算部が計算した平均輝度値の閾値未満の輝度を持つ画素を視野欠け領域と判定する視野欠け領域判定部と、
    　検査対象物を撮影した画像中から前記視野欠け領域判定部が判定した視野欠け領域以外のＸ線透視画像をトリミング領域の画像として取得するトリミング画像取得部と、
    　前記トリミング画像取得部が取得したトリミング領域のＸ線透視画像に基づいてＣＴ画像を再構成する再構成処理部を備えることを特徴とするＸ線検査装置。
  2. 　検査対象物を撮影した画像中から前記視野欠け領域判定部が判定した視野欠け領域と視野欠け領域以外の領域の境界を整正する境界整正部を有する請求項１に記載のＸ線検査装置。
  3. 　Ｘ線の照射源と、検査対象物を載せるテーブルと、検査対象物を透過したＸ線を受光してその透過画像を検出するＸ線検出器と、を備えたＸ線検査装置であって、
    　前記Ｘ線検出器をＸ線の光軸に沿って移動させるシフト機構と、
    　前記シフト機構による前記Ｘ線検出器の移動を制御する制御部と、
    　視野欠け領域を判定するための基準画像とトリミングの対象となる検査対象物の画像を、前記Ｘ線検出器から取得する画像取得部と、
    　ユーザが予め入力した下記のデータを読み込む設定値取得部と、
    　(1) Ｘ線照射角（α）
    　(2) 検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
    　(3) 基準ＦＤＤ（Ｌ１）
    　前記設定値取得部から取得したＸ線照射角（α）と基準ＦＤＤ（Ｌ１）を基に、基準ＦＤＤ（Ｌ１）における照射範囲を基準照射範囲（Ｗ１）として求める基準照射範囲計算部と、
    　前記設定値取得部及び前記基準照射範囲計算部から得られた値に基づいて、任意のＦＤＤ（Ｌ２）における照射範囲（Ｗ２）を下記の式１により求める撮影位置照射範囲計算部と、
    　式１：求めたい照射範囲（Ｗ２）＝基準照射範囲（Ｗ１）×（任意のＦＤＤ（Ｌ２）／基準ＦＤＤ（Ｌ１））
    　前記撮影位置照射範囲計算部が求めた照射範囲（Ｗ２）が検出器何チャンネルに相当するかを下記の式２で計算して、トリミング領域を求めるトリミング領域計算部と、
    　式２：トリミング領域＝任意のＦＤＤでの照射範囲（Ｗ２）／検出器ピッチ（ｍｍ／検出器チャンネル）
    　検査対象物を撮影した画像中から前記トリミング領域計算部が計算したトリミング領域のＸ線透視画像を取得するトリミング画像取得部と、
    　前記トリミング画像取得部が取得したトリミング領域のＸ線透視画像に基づいてＣＴ画像を再構成する再構成処理部を備えることを特徴とするＸ線検査装置。
  4. 　前記トリミング領域計算部が求めた複数のＦＤＤにおけるトリミング領域を、各ＦＤＤと対応付けて記憶する記憶部を備え、
    　トリミング画像取得部は、前記ワークの撮影箇所のＦＤＤに合わせて対応するトリミング領域を記憶部から読み出してトリミング領域のＸ線透視画像を取得する請求項３に記載のＸ線検査装置。
     
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