JP2000298076A - 鮮鋭度評価方法およびこれを用いる鮮鋭度評価装置 - Google Patents

鮮鋭度評価方法およびこれを用いる鮮鋭度評価装置

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JP2000298076A JP10766499A JP10766499A JP2000298076A JP 2000298076 A JP2000298076 A JP 2000298076A JP 10766499 A JP10766499 A JP 10766499A JP 10766499 A JP10766499 A JP 10766499A JP 2000298076 A JP2000298076 A JP 2000298076A
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Satoru Arakawa
哲 荒川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】チャート法を用いるCTF測定においても、高
精度なCTFの測定を可能とした、鮮鋭度評価方法およ
びこの方法を用いる鮮鋭度評価装置を提供すること。 【解決手段】矩形波チャートを露光して得られたデジタ
ルデータからCTFを計算し、これに基づいて画像の鮮
鋭度の評価を行う方法であって、前記矩形波チャートを
露光して得られたパターンの振幅を計算する際、ピーク
値の中央値または該中央値±n(ここで、nは同一周波
数での繰り返し回数をNとしたとき、n<N/2−1で
表わされる数である)の平均値、あるいは、最大,最小
値からm個を除いた残りのデータの平均値を用いること
を特徴とする鮮鋭度評価方法および鮮鋭度評価装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鮮鋭度評価方法お
よびこれを用いる鮮鋭度評価装置に関し、より詳細に
は、DR(DigitalRadiography),CR(Computed
Radiography)をはじめとする各種ラジオグラフィー用
の装置において取り扱われる画像(以下、デジタルラジ
オグラフィー画像という)の鮮鋭度評価方法およびこの
方法を利用する鮮鋭度評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、増感紙/フィルム系の解像特
性の評価には、MTF(ModulationTransfer Functi
on )による方法が、有力な手段として頻繁に用いられ
ているが、このアナログ画像系の手法は、デジタル画像
系にも適用可能である。ただし、デジタル画像系では、
離散的なデータ・サンプリングに起因するエリアシング
(折り返し誤差)のために、正確なMTFが計算される
とは限らず、MTFの計算結果の解釈には、充分な注意
が必要である。
【0003】これに関連して、藤田等は、II(Image
Intensifier)/TVデジタル撮像系の解像特性の研究
において、上述のエリアシングの影響を含まない「プリ
サンプリング」MTFを測定している。この「プリサン
プリング」MTFは、幾何学的不鋭(アンシャープネ
ス),検出器の不鋭およびサンプリング・アパーチャの
不鋭を含んだ「デジタル系に固有」なMTFである(医
用画像情報学会雑誌、Vol.6,No.1(1989) 参照)。
【0004】前述のように、MTFは鮮鋭度などの解像
特性の評価によく利用されるが、その測定には、正弦波
チャートが必要である。この正弦波チャートは作成が困
難なために、これに代わって、矩形波チャートを用いる
CTF(Contrast Transfer Function )の測定が行
われることが多い。測定されたCTFは、Coltmanの換
算式を用いてMTFに変換することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この矩形波チャートを
用いるCTFの測定において問題となるのは、測定対象
である矩形波チャートを露光した蓄積性蛍光体シート
(以下、単に蛍光体シートという)の測定値にはノイズ
が入りやすく、このノイズの影響を受けやすいことであ
る。すなわち、このようなノイズをそのままにすると、
蛍光体シートを読み取る際に、このノイズの影響を受け
てデータが変化してしまい、CTFの測定精度が著しく
低下してしまうことである。
【0006】上述の問題は、CTFの測定を行う対象
が、診断用途などの、厳密な表示性能が要求される用途
に使用されるデジタルラジオグラフィー装置である場合
には、極めて重大な問題ということになる。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、従来の技術における問題
を解消し、チャート法を用いるCTF測定においても、
高精度なCTFの測定を可能とした、鮮鋭度評価方法お
よびこの方法を用いる鮮鋭度評価装置を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る鮮鋭度評価方法は、矩形波チャートを
露光して得られたデジタルデータからCTFを計算し、
これに基づいて画像の鮮鋭度の評価を行う際に、前記矩
形波チャートを露光して得られたパターンの振幅の計算
において、ピーク値の中央値または該中央値±n(ここ
で、nは同一周波数での繰り返し回数をNとしたとき、
n<N/2−1で表わされる数である)の平均値、ある
いは、最大,最小値からm個を除いた残りのデータの平
均値を用いることを特徴とするものである。
【0009】また、本発明に係る鮮鋭度評価方法では、
前記方法により計算したCTFの値の中央値または該中
央値±n’(ここで、n’は同一周波数での繰り返し回
数をN’としたとき、n’<N’/2−1で表わされる
数である)の平均値、あるいは、最大,最小値からm個
を除いた残りのデータの平均値を採用することを特徴と
するものである。
【0010】さらに、本発明に係る鮮鋭度評価方法にお
いては、前記デジタルデータとしては、対数変換された
ものを用いることを特徴とする。またさらに、本発明に
係る鮮鋭度評価方法においては、算出されたCTFから
Coltmanの換算式を用いてMTFを計算することを特徴
とするものである。
【0011】一方、上述の各鮮鋭度評価方法は、請求項
5〜8に示した通り、これを、コンピュータを用いた画
像の鮮鋭度評価装置として、具体化することも可能なも
のである。
【0012】すなわち、本発明は、矩形波チャートを露
光して得られたデジタルデータからCTFを計算し、こ
れに基づいて画像の鮮鋭度の評価を行うものであり、前
記矩形波チャートを露光して得られたパターンの振幅を
計算する際に、ピーク値の中央値または該中央値±n
(ここで、nは同一周波数での繰り返し回数をNとした
とき、n<N/2−1)の平均値、あるいは、最大・最
小値からm個を除いた残りのデータの平均値を用いる評
価処理手段を有することを特徴とする鮮鋭度評価装置と
して、具体化することができる。
【0013】また、本発明に係る画像の鮮鋭度評価装置
は、矩形波チャートを露光して得られたデジタルデータ
に対して、請求項1に記載の方法により計算したCTF
の値の中央値または該中央値±n’(ここで、n’は同
一周波数での繰り返し回数をN’としたとき、n’<
N’/2−1で表わされる数である)の平均値、あるい
は、最大,最小値からm個を除いた残りのデータの平均
値を採用し、これに基づいて画像の鮮鋭度評価を行う評
価処理手段を有することを特徴とする。
【0014】なお、本発明に係る画像の鮮鋭度評価装置
においても、前記デジタルデータとしては、対数変換さ
れたものを用いることが好ましい。またさらに、本発明
に係る画像の鮮鋭度評価装置は、上で算出されたCTF
からColtmanの換算式を用いてMTFを計算する処理手
段を有することを特徴とするものである。
【0015】上述のように構成したことにより、本発明
によれば、画像の鮮鋭度評価を行う際に、チャート法を
用いるCTF測定においても、正確なCTFの測定が可
能になるとともに、簡単な操作で、容易かつ確実に、画
像の鮮鋭度評価を行うために好適に用い得る画像の鮮鋭
度評価装置を提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に示す好適実施
例に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明の一実施例に係るデジタル
ラジオグラフィー装置の鮮鋭度評価装置(以下、単に評
価装置という)の概略構成を示すブロック図である。本
実施例に係る評価装置は、図示されていないデジタルラ
ジオグラフィー装置において前述の矩形波チャートを露
光した蓄積性蛍光体シート(以下、単に蛍光体シートと
いう)20を受け入れ、この蛍光体シート20上の発光
強度データから、CTFを算出するという装置である。
【0018】なお、ここでは、本実施例に係る評価装置
の評価対象となるデジタルラジオグラフィー装置におけ
るサンプリング周波数は10pix/mmであり、上述
の矩形波チャートとしては、0.05,0.5,1.
0,1.5,2.0,2.5,3.0,4.0,5.
0,6.0,8.0,10.0c/mmの空間周波数を
有する矩形波チャート(化成オプトニクス(株)製「T
YPE1」)を用いるものとする。
【0019】なお、上述のサンプリング条件において
は、ナイキスト周波数が5c/mmとなることから、こ
の条件下で使用される本実施例に係る評価装置では、上
述の矩形波チャート上のパターンを読み取ったデジタル
データ(以下、単にデータという)からCTFを算出す
る際に、次に示す各空間周波数の信号に基づくデータは
用いないようにしたものである。
【0020】すなわち、まず、上述の矩形波チャート上
のパターンのナイキスト周波数(5c/mm)を越える
周波数に対応する値(6.0,8.0,10.0c/m
m)を用いないようにする他、ナイキスト周波数の整数
分の1の周波数に該当する5.0および2.5c/mm
の空間周波数に対応する値(データ)をも用いないよう
にしている。
【0021】これは、周知のように、矩形波チャートを
用いるCTFの測定では、サンプリング周波数とチャー
ト上のパターンの周波数が整数倍の関係にある場合に、
フェーズがちょうど合ってしまってレスポンスが実際よ
り高く出るとか、あるいは逆に、位相がちょうど半分ず
れている場合に、レスポンスが実際より低く出てしまう
といった現象(in phase, out phase などと呼ばれる)
が起き、測定値が安定しなくなることに対処するためで
ある。
【0022】図1に戻って、図中、11はデータ取得部
であり、上述の蛍光体シート20上に形成されている矩
形波チャート上の各パターンに対応する部分からの発光
強度を読み取る機能を有するものである。12はキーボ
ードなどの操作部、13は表示部、14は上記データ取
得部11で取得した発光強度データと、使用した矩形波
チャートのタイプ,固有番号などを記憶するデータ記憶
部である。
【0023】15は上述のデータ記憶部14に記憶され
ている読み取り(発光強度)データとこれに対応する矩
形波チャートのタイプ,固有番号などに基づいて、後述
する手順に従ってCTFを算出する評価処理部を示して
いる。また、16はこの評価処理部15で算出されたC
TFから、後述するColtmanの換算式を用いてMTFを
計算する演算部を示している。
【0024】以下、上述のように構成された本実施例の
動作の概要を説明する。
【0025】デジタルラジオグラフィー装置の評価を行
うためには、まず、当該デジタルラジオグラフィー装置
の蛍光体シート装填部に上述の蛍光体シート20をセッ
トし、キーボードなどの操作部から指示を行って、前述
の所定の矩形波チャートを露光する。ここでは、前述の
ような周波数分布を有する矩形波チャートを用いるが、
矩形波チャートとしては、評価の都度、所望の矩形波チ
ャートをセットすれば良く、また、予め種々のタイプの
ものをセットしておいてその中から選択するようにして
も良い。
【0026】前述のように、矩形波チャートには複数の
空間周波数に対応するパターンが含まれており、データ
取得部11では、この矩形波チャートを露光した蛍光体
シート20から、上述の複数のパターンに対応する発光
強度のデータを取得する。この発光強度のデータは、前
述のデータ記憶部14に保存される。なお、ここで保存
されるデータは、評価対象となるデジタルラジオグラフ
ィー装置のX線照射線量を一定にして露光されたもので
あることが必要である。
【0027】なお、デジタルラジオグラフィー装置にお
いて取り扱うデータは、濃度情報である画像との対応付
けをよくするために、適宜の段階、つまり、読み取り
後、A/D変換器によりアナログデータからデジタルデ
ータに変換する前、または変換後に、対数変換器により
対数値に変換しておくことが好ましい。
【0028】評価処理部15は、データ記憶部14に保
存されている蛍光体シート20からの読み取りデータを
読み込み、CTFの算出を行う。この際に、矩形波チャ
ート上の空間周波数0.05に対応するパターンから得
られた値を空間周波数0に相当するものとして、これを
用いて正規化を行う。図2(a),(b)により、この
点を詳細に説明する。
【0029】図2(a)は、矩形波チャートのパターン
を示す模式図、図2(b)は、これを読み取ったデータ
を示す模式図である。ここで、図2(b)中のC0outは
基準値、Cx は任意の空間周波数に対応する値である。
これから下の式(1)に従ってCTFの値Rx を求め
る。
【数1】
【0030】上述の処理において、評価処理部15は、
この系のナイキスト周波数5c/mmに関連して、前述
の使用しない周波数のうち、2.5、5.0c/mmの
データは、これをそのまま用いることなく、例えば2.
5c/mmであれば2.0,3.0c/mmの2点のデ
ータを用いて、例えば2次関数近似などにより内挿して
得た値を用いるものとする。
【0031】また、評価処理部15は、CTFを算出す
る際に使用する周波数のデータについて、前述のよう
に、前記矩形波チャートを露光して得られたパターンの
振幅を計算する際、ピーク値の中央値を用いる。すなわ
ち、矩形波チャートを露光して得られたパターンの読み
取りを複数ライン(例えば、100ライン)にわたって
行い、これらの測定値の単純な平均値ではなく、中央値
を使うようにするというものである。
【0032】なお、CTF算出時の処理としては、上述
のピーク値の中央値を用いる方式の他にも、ピーク値の
中央値±n(ここで、nは同一周波数での繰り返し回数
をNとしたとき、n<N/2−1で表わされる数であ
る)の平均値を用いる方式、あるいは、最大,最小値か
らm個を除いた残りのデータの平均値を用いる方式も、
好適に利用することが可能である。
【0033】CTFを算出する際にこのような配慮を行
うことにより、蛍光体シート20からのデータ読み取り
時におけるノイズの影響を排除し、高精度にCTFを算
出することが可能になる。
【0034】演算部16では、評価処理部15によって
算出されたCTFの値に基づいて,前述のColtmanの換
算式を用いてMTFを計算する。Coltmanの換算式は、
よく知られているように、
【数2】 ここで、Rsq(ω)はCTFの値、R(ω)波MTFの
値を示す。であり、これにより、CTFとMTFとは、
1対1対応に変換される。
【0035】上記実施例によれば、矩形波チャートを読
み取ったデータについて、測定時のノイズの影響を受け
る可能性のある部分のデータを排除してCTFを算出す
るようにしたので、高精度のCTFの算出が可能になる
という効果が得られる。なお、このようなノイズの影響
を受ける可能性のある部分のデータを排除する方式につ
いては、各種の方式が利用可能であることは、前述の通
りである。
【0036】また、演算部16における、CTFからM
TFを計算する過程においても、以下に説明するよう
に、用いるCTFの値を選択することが有効である。す
なわち、例えば、前述のように、評価処理部15で算出
されたCTFの値の中央値またはこの中央値±n’(こ
こで、n’は同一周波数での繰り返し回数をN’とした
とき、n’<N’/2−1で表わされる数である)の平
均値、あるいは、最大,最小値からm個を除いた残りの
データの平均値を採用する方式などが好適に用い得る。
【0037】以上説明した実施例においては、基準にな
る矩形波チャートとして所定のものをセットする場合を
例に挙げたが、前述の通り、矩形波チャートは、予め複
数のタイプのものをデジタルラジオグラフィー装置にセ
ットしておいて、この中から適切なものを選択するよう
にしてもよい。この場合、デジタルラジオグラフィー装
置側で、選択された矩形波チャートのタイプ、あるいは
固有番号などを識別して、評価装置側に伝達することが
好ましい。
【0038】また、上記実施例においては、評価対象と
なるデジタルラジオグラフィー装置とこれを評価する鮮
鋭度評価装置とを別々の装置とした形で説明したが、こ
れらを一体化した、評価装置を内蔵したデジタルラジオ
グラフィー装置とすることも有効な態様である。この他
にも、1台の評価装置と複数のデジタルラジオグラフィ
ー装置とをオンラインで結ぶなど、異なる態様が採用可
能である。
【0039】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、チャート法を用いるCTF測定においても、高
精度なCTFの測定を可能とした、鮮鋭度評価方法およ
びこの方法を用いる鮮鋭度評価装置を実現することが可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るデジタルラジオグラ
フィー装置の評価装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図2】 (a)は矩形波チャートのパターンを示す模
式図、(b)はこれを読み取ったデータを示す模式図で
ある。
【符号の説明】
11 データ取得手段 12 操作部 13 表示部 14 データ記憶部 15 評価処理部 16 演算部 20 蛍光体シート

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】矩形波チャートを露光して得られたデジタ
    ルデータからCTFを計算し、これに基づいて画像の鮮
    鋭度の評価を行う鮮鋭度評価方法であって、前記矩形波
    チャートを露光して得られたパターンの振幅を計算する
    際、ピーク値の中央値または該中央値±n(ここで、n
    は同一周波数での繰り返し回数をNとしたとき、n<N
    /2−1で表わされる数である)の平均値、あるいは、
    最大,最小値からm個を除いた残りのデータの平均値を
    用いることを特徴とする鮮鋭度評価方法。
  2. 【請求項2】矩形波チャートを露光して得られたデジタ
    ルデータからCTFを計算し、これに基づいて画像の鮮
    鋭度の評価を行う鮮鋭度評価方法であって、請求項1に
    記載の方法により計算したCTFの値の中央値または該
    中央値±n’(ここで、n’は同一周波数での繰り返し
    回数をN’としたとき、n’<N’/2−1で表わされ
    る数である)の平均値、あるいは、最大,最小値からm
    個を除いた残りのデータの平均値を採用することを特徴
    とする鮮鋭度評価方法。
  3. 【請求項3】前記デジタルデータとしては、対数変換さ
    れたものを用いる請求項1または2に記載の鮮鋭度評価
    方法。
  4. 【請求項4】前記算出したCTFからColtmanの換算式
    を用いてMTFを計算する請求項1〜3のいずれか1項
    に記載の鮮鋭度評価方法。
  5. 【請求項5】矩形波チャートを露光して得られたデジタ
    ルデータに対して、請求項1記載の計算機能を適用して
    CTFを算出し、これに基づいて画像の鮮鋭度評価を行
    う評価処理手段を有することを特徴とする鮮鋭度評価装
    置。
  6. 【請求項6】矩形波チャートを露光して得られたデジタ
    ルデータに対して、請求項2記載の計算機能を適用して
    CTFを算出し、これに基づいて画像の鮮鋭度評価を行
    う評価処理手段を有することを特徴とする鮮鋭度評価装
    置。
  7. 【請求項7】前記デジタルデータとしては、対数変換さ
    れたものを用いる請求項5または6に記載の鮮鋭度評価
    装置。
  8. 【請求項8】前記評価処理手段に加えて、算出したCT
    FからColtmanの換算式を用いてMTFを計算する処理
    手段を有する請求項5〜7のいずれか1項に記載の鮮鋭
    度評価装置。
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