JPH0366890B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0366890B2 JPH0366890B2 JP58068005A JP6800583A JPH0366890B2 JP H0366890 B2 JPH0366890 B2 JP H0366890B2 JP 58068005 A JP58068005 A JP 58068005A JP 6800583 A JP6800583 A JP 6800583A JP H0366890 B2 JPH0366890 B2 JP H0366890B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- input
- data
- image data
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T12/00—Tomographic reconstruction from projections
- G06T12/20—Inverse problem, i.e. transformations from projection space into object space
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2211/00—Image generation
- G06T2211/40—Computed tomography
- G06T2211/421—Filtered back projection [FBP]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、主として電子医療機器として使用さ
れる計算機トモグラフイ装置に関する。特に、逆
投影法により被検体の断面部分に関する放射線吸
収係数の分布画像を再構成する計算機トモグラフ
イ装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field to Which the Invention Pertains] The present invention relates to a computer tomography apparatus used primarily as an electronic medical device. In particular, the present invention relates to an improvement in a computer tomography apparatus that reconstructs a radiation absorption coefficient distribution image for a cross-sectional portion of a subject using a back projection method.
計算機トモグラフイ装置では、放射線を発生さ
せ、その放射線を被検体の断面部分に透過させ、
その断面部分に関して多数の角度方向についてそ
れぞれ多数個のサンプリングデータとして得られ
る透視像データを収集するように構成されてい
る。透視像データの収集は、被検体の断面部分に
平行ビームの放射線を透過させ、この平行ビーム
の放射線をその断面内で走査させることにより行
うものと、フアンビームの放射線を発生させ、こ
れを被検体の断面部分に透過させて行うものとが
ある。この平行ビームによる透視像データの収集
は能率が悪く、データ収集時間が長くかかり、ま
た放射線発生源のエネルギーの効率が悪く、これ
らの点からはフアンビームを用いて透視像データ
を収集する方法が優れている。しかし、フアンビ
ームにより収集された透視像データから、逆投影
法により放射線吸収係数の分布画像を再構成する
には、どうしてもその演算処理が複雑になり、し
たがつて、再構成画像を得るまでの時間が長くな
る。さらにこのための装置は、複雑高価である保
守の工数も大きくなる。
Computerized tomography equipment generates radiation and transmits it to a cross-sectional area of the subject.
It is configured to collect perspective image data obtained as a large number of sampling data in a large number of angular directions with respect to the cross-sectional portion. Fluoroscopic image data is collected by transmitting a parallel beam of radiation through a cross section of the object and scanning the parallel beam within the cross section, or by generating fan beam radiation and directing it to the subject. Some methods involve transmitting light through a cross-section of the specimen. Collecting fluoroscopic image data using parallel beams is inefficient, takes a long time to collect data, and the energy of the radiation source is inefficient. Are better. However, in order to reconstruct the radiation absorption coefficient distribution image using the back projection method from the perspective image data collected by the Fan beam, the calculation process is inevitably complicated, and therefore it takes a long time to obtain the reconstructed image. It takes longer. Furthermore, the equipment for this purpose is complicated and expensive, and requires a large amount of maintenance work.
これを改良するため本願発明者は、被検体には
フアンビームを照射してフアンビームによる透視
像データを得て、これを演算により平行ビームに
よる透視像データと等価なものに変換して、逆投
影の処理を実行する方法を発明し特許出願した
(特願昭58−44802)。 In order to improve this, the inventor of the present application irradiated the subject with a fan beam to obtain fluoroscopic image data using the fan beam, converted this into data equivalent to fluoroscopic image data using a parallel beam through calculation, and inverted the data. He invented a method for performing projection processing and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 44,802/1986).
このようにして、フアンビームにより効率的に
透視像データを収集し、これを平行ビームでの逆
投影処理を高速に実現でき、かつ構成がシンプル
で経済的に優れ、保守性に優れ、適当条件の変化
に柔軟に対応できる逆投影装置の実現性に気付い
た。 In this way, it is possible to efficiently collect perspective image data using a fan beam, and quickly perform back projection processing using a parallel beam.The configuration is simple and economical, and maintainability is excellent. We realized the feasibility of a back projection device that can flexibly respond to changes in
本発明は、計算機のソフトウエアおよびハード
ウエアの負担を軽減し、さらに高速に逆投影の演
算処理を実行することができ、かつ構成がシンプ
ルで、経済性に優れ、保守的に優れ、通常の再構
成、部分拡大再構成などの逆投影制御装置BPC
の条件の変化にも柔軟に対応することができる計
算機トモグラフイ装置を提供することを目的とす
る。
The present invention reduces the burden on computer software and hardware, can execute backprojection calculation processing at high speed, has a simple configuration, is excellent in economy, is excellent in maintenance, and is Back projection control device BPC for reconstruction, partial enlargement reconstruction, etc.
An object of the present invention is to provide a computer tomography device that can flexibly respond to changes in conditions.
本発明は、多数の多角方向に放射線を照射して
データ収集を行い、これにより得られた透視像デ
ータについて、逆投影により放射線吸収係数の分
布画像を再構成する装置であつて、その逆投影の
ための装置として、
入力する平行ビームのデータを格納する第一の
記憶回路と、
この第一の記憶回路の読出し出力を一方の入力
とし、自己の出力を自己の他方の入力とする第一
の加算回路と、
この第一の加算回路の出力を入力とし、読出し
出力をこの第一の加算回路の他方の入力に与える
第二の記憶回路と、
外部から初期値を設定することができ読出し出
力が上記第一の記憶回路のアドレス入力に導かれ
た第一のレジスタ・フアイルと、
この第一のレジスタ・フアイルの読出し出力を
一方の入力とし、加算出力をこの第一のレジス
タ・フアイルの入力にあたえる第二の加算回路
と、外部から初期値を設定することができ読出し
出力を上記第二の加算回路の他方の入力に与える
第二のレジスタ・フアイルと、
上記第一および第二の記憶回路、上記第一およ
び第二のレジスタ・フアイル、および上記第一お
よび第二の加算回路を制御する制御回路と
を具体的なハードウエアとして備え、
上記各回路が同時に並行して動作することがで
きるようにして、格納された加算データの抽出と
それら多数のデータの累積的加算とメモリへの格
納を効率的にかつ高速に実行することを特徴とす
る。
The present invention is an apparatus that collects data by irradiating radiation in a large number of polygonal directions, and reconstructs a distribution image of radiation absorption coefficients by back-projecting the obtained fluoroscopic image data. The device includes a first memory circuit that stores input parallel beam data, and a first memory circuit that uses the readout output of this first memory circuit as one input and its output as the other input. an adder circuit; a second memory circuit that takes the output of the first adder circuit as an input and supplies the readout output to the other input of the first adder circuit; A first register file whose output is led to the address input of the first storage circuit, the read output of this first register file is used as one input, and the addition output is the output of this first register file. a second register file whose initial value can be set externally and whose read output is supplied to the other input of the second adder circuit; A storage circuit, the first and second register files, and a control circuit that controls the first and second adder circuits are provided as specific hardware, and each of the circuits operates simultaneously in parallel. The present invention is characterized in that the extraction of stored addition data, the cumulative addition of a large number of data, and the storage in memory are performed efficiently and at high speed.
本発明の逆投影による再構成は、平行ビームに
ついてのデータにより行う。データが平行ビーム
により得られたものであるときには、その透視像
データをそのまま用いることができる。透視像デ
ータが、フアンビームにより収集されたものであ
るときには、このデータを演算により平行ビーム
のデータに変換して、逆投影法により再構成する
手段に供給すればよい。 The reconstruction by back projection of the present invention is performed using data for parallel beams. When the data is obtained using a parallel beam, the perspective image data can be used as is. When the perspective image data is collected by a Fan beam, this data may be converted into parallel beam data by calculation and supplied to a means for reconstructing by a back projection method.
フアンビームからの再構成は、演算処理が複雑
でかつ逆投影の処理点数が非常に多いので、逆投
影の処理時間は再構成のための時間が大きな部分
を占める。しかし、上述の僅かなハードウエアを
特別に設け、多数のデータの累積加算と格納され
たデータの抽出を効率的にかつ高速に実行するこ
とにより、逆投影の演算処理時間が短縮され、デ
ータの収集から放射線吸収係数の分布画像の再構
成の時間は、実用上リアルタイムとなる。 Reconstruction from a fan beam requires complicated arithmetic processing and requires a large number of backprojection processing points, so the time for reconstruction occupies a large portion of the backprojection processing time. However, by specially providing the above-mentioned small amount of hardware to efficiently and quickly perform the cumulative addition of a large amount of data and the extraction of stored data, the processing time for backprojection can be shortened, and the data The time from acquisition to reconstruction of the radiation absorption coefficient distribution image is practically real time.
第1図は本発明実施例計算機トモグラフイ装置
のブロツク構成図である。テーブル・ガントリー
TGには、X線発生部XGとX線検出部Sとが装
備され、被検体PA(患者)を寝かせるように構成
されている。この被検体PAにX線発生部XGか
ら公知の手法により、フアンビームX線を発生し
被検体PAを透過させた後に、X線検出部Sで電
気信号に変換する。この電気信号は、データ収集
装置DASで増幅積分され、アナログ・デイジタ
ル変換されて、デイジタル信号の透視像データを
得る。この透過像データはデータ記憶装置DS1
に一時記憶され、前処理装置PPCにより、断面
像再構成のための前処理を施す。その前処理の結
果得られたデータはデータ記憶装置DS2に一時
記憶される。このデータ記憶装置DS2に記憶さ
れたデータは、フアンビーム平行ビーム変換装置
FPCで処理され、データ記憶装置DS3に一時記
憶される。
FIG. 1 is a block diagram of a computerized tomography apparatus according to an embodiment of the present invention. table gantry
The TG is equipped with an X-ray generator XG and an X-ray detector S, and is configured so that the subject PA (patient) can lie down. Fan beam X-rays are generated from the X-ray generator XG to the subject PA by a known method and transmitted through the subject PA, and then converted into electrical signals by the X-ray detector S. This electrical signal is amplified and integrated by the data acquisition device DAS, and converted into an analog-to-digital signal to obtain perspective image data of the digital signal. This transmission image data is stored in the data storage device DS1.
The image is temporarily stored in the memory, and preprocessed for cross-sectional image reconstruction by the preprocessing device PPC. The data obtained as a result of the preprocessing is temporarily stored in the data storage device DS2. The data stored in this data storage device DS2 is stored in the Fan beam parallel beam conversion device.
It is processed by the FPC and temporarily stored in the data storage device DS3.
このデータに対して、フーリエ変換装置FFT
との間でフーリエ変換の処理が施され、その結果
はデータ記憶装置DS4に一時記憶される。その
データ記憶装置DS4に記憶されたデータについ
て、フイルタ装置FILTによりフイルタ処理が施
され、さらに、逆フーリエ変換装置IFFTによ
り、逆フーリエ変換処理が施され、データ記憶装
置DS5に一時記憶される。このデータは逆投影
制御装置BPCにより処理されて映像データとな
り、映像データ記憶装置IMに記憶される。この
映像データは像写真撮影装置MFCで写真撮影さ
れ、画像表示装置GDCに表示される。 For this data, Fourier transform device FFT
A Fourier transform process is performed between the two, and the result is temporarily stored in the data storage device DS4. The data stored in the data storage device DS4 is subjected to filter processing by the filter device FILT, further subjected to inverse Fourier transform processing by the inverse Fourier transform device IFFT, and temporarily stored in the data storage device DS5. This data is processed by the back projection control device BPC to become video data and is stored in the video data storage device IM. This video data is photographed by the image photographing device MFC and displayed on the image display device GDC.
上記テーブル・ガントリーTGにはテーブル・
ガントリー制御装置TGCが接続され、X線発生
部XGにはX線発生部制御装置XGCが接続され、
それぞれX線発生および照射の制御を行うように
構成されている。 The table/gantry TG above has a table/gantry.
Gantry control device TGC is connected, X-ray generation section control device XGC is connected to X-ray generation section XG,
Each is configured to control X-ray generation and irradiation.
これらのテーブル・ガントリー制御装置TGC
およびX線発生部制御装置XGC、さらに、各デ
ータ記憶装置DS1〜DS5、映像データ記憶装置
IM、各処理装置、制御装置および変換装置は、
撮影制御装置SCCにより制御されるように構成さ
れている。 These table gantry controllers TGC
and X-ray generator control device XGC, each data storage device DS1 to DS5, and video data storage device
IM, each processing unit, control unit and conversion unit are
It is configured to be controlled by a photography control device SCC.
このように構成された計算機トモグラフイ装置
では、被検体PAをテーブル・ガントリーTGに
置き、被検体PAの断面部分に関してそれぞれ複
数N個のサンプリングデータとして得られる透視
像データを多数の角度方向に収集してデータ記憶
装置DS1に記憶し、これに前処理を施した後に、
フアンビーム平行ビーム変換装置FPCによりフ
アンビームで収集された透視像データは平行ビー
ムのデータに変換される。そのデータについて、
フーリエ変換装置FFTでフーリエ変換により上
記断面部分に関するフーリエ像データを得る。こ
のデータはデータ記憶装置DS4に記憶され、フ
イルタ装置FILTによるフイルタ処理および逆フ
ーリエ変換装置IFFTによる逆フーリエ変換処理
が施されて、放射線吸収係数に対応するデータと
なり、逆投影制御装置BPCにより逆投影されて、
各部の放射線吸収係数の分布をなす画像データと
なる。これは、画像表示装置GDCに表示すると
ともに、像写真撮影装置MFCで写真撮影を行う。 In the computer tomography apparatus configured in this way, the subject PA is placed on the table/gantry TG, and fluoroscopic image data obtained as a plurality of N sampling data for each cross-sectional portion of the subject PA is collected in a large number of angular directions. After being stored in the data storage device DS1 and subjected to preprocessing,
The perspective image data collected by the fan beam is converted to parallel beam data by the fan beam parallel beam converter FPC. Regarding that data,
Fourier image data regarding the cross section is obtained by Fourier transform using a Fourier transform device FFT. This data is stored in the data storage device DS4, subjected to filter processing by the filter device FILT and inverse Fourier transform processing by the inverse Fourier transform device IFFT to become data corresponding to the radiation absorption coefficient, and then back-projected by the back projection control device BPC. Being done,
This results in image data that shows the distribution of radiation absorption coefficients in each part. This is displayed on the image display device GDC, and a photograph is taken using the image photographing device MFC.
ここで、本発明の特徴とするところは、逆投影
制御装置BPCのハードウエアにある。 Here, the feature of the present invention lies in the hardware of the back projection control device BPC.
第2図は本発明実施例装置の逆投影制御装置
BPCの構成図である。データラインDATAには、
逆投影に必要なデータが入力する。このデータは
入力レジスタHMIを介して、第一の記憶回路
HMに格納される。この第一の記憶回路HMの読
出し出力は出力レジスタHMOを介して、第一の
加算回路FADDの一方の入力A1に与えられる。
この加算回路FADDの出力は入力レジスタMMI
を介して第二の記憶回路MMに格納される。この
第二の記憶回路MMの読出し出力は出力レジスタ
MMOおよび切換回路S2を介して、第一の加算
回路FADDの他方の入力に接続される。この切
換回路S2の入力には、出力レジスタMMOの出
力のほか、“0”データ入力および第一の加算回
路FADDの出力が接続されていて、そのいずれ
かを切り換えて、第一の加算回路FADDの他方
の入力に与えるように構成されている。出力レジ
スタMMOの出力は、ドライバDRVを介して画
像出力IMAGに送出される。第二の記憶回路MM
のアドレスはアドレスレジスタMAにより与えら
れる。 Figure 2 shows a back projection control device of an embodiment of the present invention.
It is a block diagram of BPC. The data line DATA has
Enter the data required for backprojection. This data is sent to the first storage circuit via the input register HMI.
Stored in HM. The read output of the first memory circuit HM is applied to one input A1 of the first adder circuit FADD via an output register HMO.
The output of this adder circuit FADD is the input register MMI
The data is stored in the second memory circuit MM via. The readout output of this second memory circuit MM is an output register.
It is connected to the other input of the first adder circuit FADD via MMO and the switching circuit S2. In addition to the output of the output register MMO, the input of this switching circuit S2 is connected to the "0" data input and the output of the first adder circuit FADD. is configured to be applied to the other input of the . The output of the output register MMO is sent to the image output IMAG via the driver DRV. Second memory circuit MM
The address of is given by address register MA.
第一の記憶回路HMのアドレスは、第一のレジ
スタBAから与える。この第一のレジスタ・フア
イルBAはアドレス入力ADRSから切換回路S1
を介して、初期値を設定することができるように
構成され、この第一のレジスタ・フアイルBAの
出力は第二の加算回路ADDの一方の入力Aに接
続される。この第二の加算回路ADDの出力は、
切換回路S1を介して第一のレジスタ・フアイル
BAの入力に接続される。第二の加算回路ADDの
他方の入力Bには、第二のレジスタ・フアイル
IAの出力が接続される。この第二のレジスタ・
フアイルIAは、アドレス入力ADRSから、初期
値が設定できるように構成されている。 The address of the first memory circuit HM is given from the first register BA. This first register file BA is connected from the address input ADRS to the switching circuit S1.
The output of the first register file BA is connected to one input A of the second adder circuit ADD. The output of this second adder circuit ADD is
The first register file via switching circuit S1
Connected to BA input. The other input B of the second adder circuit ADD has a second register file.
IA output is connected. This second register
File IA is configured so that initial values can be set from address input ADRS.
これらの各回路は、マイクロプロセツサを含む
制御回路CTLにより制御線C11〜C42を介
して制御される。制御回路CTLには計算機トモ
グラフイ装置の他の回路装置との信号送受のた
め、信号線L1およびL2が設けられている。 Each of these circuits is controlled by a control circuit CTL including a microprocessor via control lines C11 to C42. The control circuit CTL is provided with signal lines L1 and L2 for transmitting and receiving signals with other circuit devices of the computer tomography apparatus.
つぎに、この実施例装置のアルゴリズムについ
て簡単に説明する。第5図は平行ビームについて
被検体PAの断面をxy平面で表す図で、p(t、
θ)はtY平面で直線L上での放射線の投影デー
タ(プロジエクシヨン)、f(x、y)は点PT
(x、y)における放射線吸収係数、Δtは隣接す
る平行線間の長さとすると、フイルタ補正逆投影
法の場合のアルゴリズムは次のとおりとなる。 Next, the algorithm of this example device will be briefly explained. Figure 5 is a diagram showing the cross section of the object PA on the xy plane for a parallel beam, and p(t,
θ) is the projection data (projection) of the radiation on the straight line L on the tY plane, f(x, y) is the point PT
Assuming that the radiation absorption coefficient at (x, y) and Δt is the length between adjacent parallel lines, the algorithm for the filtered back projection method is as follows.
高速フーリエ変換FFTのアルゴリズムは、 フイルタリングのアルゴリズムは、 Q(ωn、θi)=P(ωn、θi)・H(ωn) ……(2) 逆フーリエ変換IFFTのアルゴリズムは、 f(x、y)=CμΣq(ti、θi) ……(4) 但し、 ti=x・coθi+y・sinθi Cμは定数、H(ω)はフイルタ関数、である。 The fast Fourier transform FFT algorithm is The filtering algorithm is Q(ωn, θi) = P(ωn, θi)・H(ωn)...(2) The inverse Fourier transform IFFT algorithm is: f(x,y)=CμΣq(ti,θi)...(4) However, ti=x・coθi+y・sinθi Cμ is a constant, and H(ω) is a filter function.
ここで、本発明に直接関数の深い逆投影のため
のアルゴリズムについて詳しく説明する。 Here, the algorithm for deep backprojection of direct functions according to the present invention will be described in detail.
第3図は再構成領域とピクセル(再構成された
放射線吸収係数の分布画像の画素)とを示す図で
ある。簡単化のため被検体を包含する円を考え、
この円の中心を原点とするxy座標を考え、直線
y=yjに沿つて、左端のピクセルから順に再構成
を実行する場合を考える。この第3図について記
号を次のとおり定義する。 FIG. 3 is a diagram showing the reconstruction area and pixels (pixels of the reconstructed radiation absorption coefficient distribution image). For simplicity, consider a circle that encompasses the object,
Consider the xy coordinates with the center of this circle as the origin, and consider the case where reconstruction is performed sequentially from the leftmost pixel along the straight line y=yj. The symbols for this Figure 3 are defined as follows.
L0:y=yj上の左端のピクセルを通る平行ビーム
Lc:再構成領域の中心Cを通る平行ビーム
Li:y=yj上の左端からi番目のピクセルを通る
平行ビーム
PIX:ピクセルサイズ(隣接するピクセル間の長
さ)
t:ビームL0とLiとの垂直距離
p:隣接するチヤネル間の距離(チヤネルは離散
化され、補間されて拡張されたものとする)
このとき、平行ビームはx軸の正方向とθの角
度をなすものとすると、
L=i・PIX ……(5)
t=i・PIX sinθ ……(6)
DCH=t/p=i(PIX/p)sinθ=(CHI・
sinθ)i ……(7)
ここで、CHI=PIX/p
である。平行ビームL0のビーム番号(検出器に
対応したチヤネル番号)をCH0(j、k)とする。
ただし、jは直線yjに対応する番号、kはView
に対応する番号とする。ただし、平行ビームのビ
ーム番号は、ビーム進行方向に向かつて左から右
に大きくなるものとする。このとき、平行ビーム
Liのビーム番号は
CHi(j、k)=CH0(j、k)−(CHIsinθ)i
……(8)
ただし、
i=0、1、2、……nj−1
となる。したがつて、k(View)の直線y=yj上
の左端からi番目のビーム(検出器に対応するチ
ヤネル)の逆投影データの強度は、
q(i、j、k)=q(CHi(j、k)) ……(9)
ただし、
CHi+1(j、k)=CHi(j、k)−CHIsinθk ……(10)
である。実際の逆投影では1回にn(View)づつ
まとめて逆投影する。L 0 : Parallel beam passing through the leftmost pixel on y=y j Lc: Parallel beam passing through the center C of the reconstruction area Li: Parallel beam passing through the i-th pixel from the left end on y=y j PIX: Pixel size (Length between adjacent pixels) t: Vertical distance between beam L 0 and Li p: Distance between adjacent channels (channels are discretized, interpolated and expanded) At this time, parallel beam Assuming that makes an angle θ with the positive direction of the x-axis, L=i・PIX ...(5) t=i・PIX sinθ ...(6) DCH=t/p=i(PIX/p) sinθ =(CHI・
sinθ)i...(7) Here, CHI=PIX/p. Let the beam number (channel number corresponding to the detector) of the parallel beam L 0 be CH 0 (j, k).
However, j is the number corresponding to the straight line y j , and k is the View
The number corresponding to However, the beam numbers of parallel beams shall increase from left to right in the beam traveling direction. At this time, the parallel beam
The beam number of Li is CHi (j, k) = CH 0 (j, k) - (CHIsinθ)i
...(8) However, i=0, 1, 2, ...nj- 1 . Therefore, the intensity of the back projection data of the i-th beam (channel corresponding to the detector) from the left end on the straight line y = y j of k (View) is: q (i, j, k) = q (CHi (j, k)) ... (9) However, CHi +1 (j, k) = CHi (j, k) - CHIsinθ k ... (10). In actual backprojection, n (Views) are backprojected at once.
第4図にこのアルゴリズムに基づく本発明実施
例装置の逆投影の手順を示す。これを第2図に示
す装置と対応して説明する。 FIG. 4 shows the backprojection procedure of the apparatus according to the present invention based on this algorithm. This will be explained in conjunction with the apparatus shown in FIG.
コンボリユーシヨン処理の済んだ入力データ
q(CHi(j、k))
は記憶回路HMに格納される。これがkについて
0からnまで累積加算する演算は加算回路
FADDとその結果を記憶回路MMに格納するこ
とにより実行される。このデータ数は例えば実際
の一方向の測定データの数(1ビユー(1プロジ
エクシヨン)のデータ数)512に線形補間データ
数1536を加えた2048データを単位とし、このn倍
(1回の逆投影のビユー数)すなわち2048×nデ
ータが使用される。記憶回路HMに格納されたデ
ータはnビユーの全逆投影が終了するまで変更さ
れない。 The input data q (CHi (j, k)) that has undergone convolution processing is stored in the memory circuit HM. This is an addition circuit that performs cumulative addition from 0 to n for k.
This is executed by storing FADD and its result in the memory circuit MM. The number of data is, for example, the unit of 2048 data, which is the number of actual unidirectional measurement data (number of data for 1 view (1 project)) 512 plus the number of linear interpolation data of 1536, and this is multiplied by n (1 time). (number of views of back projection), that is, 2048×n data is used. The data stored in the memory circuit HM is not changed until all backprojections of n views are completed.
このとき入力データを適切に抽出するために、
レジスタ・フアイルBA、レジスタ・フアイルIA
および加算回路ADDにより記憶回路HMのアド
レスが自動的に作成される。このアドレスCHi
(j、k)は式(8)により計算され、レジスタIAに
はCHIsinθkがnビユーずつ初期設定され、レジ
スタ・フアイルBAにはCH0(j、k)がnビユ
ー分初期設定され、式(8)の加算データがレジス
タ・フアイルBAに格納される。 At this time, in order to properly extract the input data,
Register file BA, register file IA
The address of the memory circuit HM is automatically created by the adder circuit ADD. This address CHi
(j, k) is calculated by equation (8), CHIsinθ k is initialized by n views in register IA, CH 0 (j, k) is initialized by n views in register file BA, and The added data in (8) is stored in register file BA.
そして加算回路FADDで逆投影での加算演算
を行う。この加算回路FADDのA2入力は、最初
のnビユーに関する各点での最初の加算では0が
選択され、次の加算より加算回路FADDの出力
が選択される。最初以外のnビユーに関する各点
での最初の加算は記憶回路MM0が選択され、次
の加算より加算回路FADDの出力が選択される。 Then, the addition circuit FADD performs an addition operation using back projection. For the A2 input of this adder circuit FADD, 0 is selected for the first addition at each point for the first n views, and the output of the adder circuit FADD is selected for the next addition. The memory circuit MM0 is selected for the first addition at each point regarding n views other than the first, and the output of the adder circuit FADD is selected for the next addition.
このように演算操作がiおよびjを順次繰り上
げながら多数回にわたり繰り返し実行される。 In this way, the arithmetic operation is repeatedly executed many times while sequentially incrementing i and j.
すなわちnビユー分の入力データ、CH0(j、
k)データ、CHIsinθkデータをそれぞれ記憶回
路HM、レジスタ・フアイルBA、レジスタ・フ
アイルIAに初期設定して逆投影を開始し、以後
は1ラインの終了毎にnビユー分のCH0(j、k)
データをレジスタ・フアイルBAに設定して次の
ラインに対しnビユー分の逆投影を行い、これを
繰り返す。これだけで全画像マトリクスの全ての
点に対するnビユー分の逆投影ができる。 In other words, input data for n views, CH 0 (j,
k) data, CHIsinθ k data are initialized in the storage circuit HM, register file BA, and register file IA, respectively, and back projection is started. From then on, at the end of each line, CH 0 (j, k)
The data is set in the register file BA, backprojection is performed for n views on the next line, and this process is repeated. This alone allows backprojection of n views to all points in the entire image matrix.
総合的な逆投影速度は、1点、1ビユー当たり
1サイクル+非常に少ないオーバヘツドですみ、
また記憶回路MMへのアクセスはnサイクルで2
回のアクセス(読出し、書き込み各1回)とな
り、低速な動作でよい。 The overall backprojection speed is 1 cycle per point and view + very little overhead.
Also, access to the memory circuit MM is 2 times in n cycles.
The number of accesses (one read and one write) is required, and the operation is slow.
上記例に示す各アルゴリズムは、いずれも一例
を示すもので、平行ビームによるデータについて
逆投影を行うものであるかぎり、累積加算の多数
回の繰り返し演算操作が必要であり、この他のア
ルゴリズムを適用しても本発明を実施することが
できる。 Each of the algorithms shown in the example above is just an example, and as long as back projection is performed on parallel beam data, it is necessary to repeat the calculation operation of cumulative addition many times, and other algorithms may be applied. The present invention can be practiced even if
さらに、本発明の装置は専用の高速プロセツサ
(アレイ・プロセツサ等)、CPU、マイクロプロ
セツサ等の処理装置を付加したり、磁気デイス
ク・フロツピーデイスク、磁気テープ等の記憶装
置を接続したり、オペレータ・コンソール等の表
示操作器を加えることによつても構成することが
できる。あるいは不要の装置を省いて構成するこ
とができる。また、上記実施例でデータ記憶装置
を複数個共用して構成したり、複数の処理装置を
合体して構成したり、分離して構成することがで
きる。 Furthermore, the device of the present invention can be equipped with processing devices such as a dedicated high-speed processor (array processor, etc.), CPU, or microprocessor, or can be connected with a storage device such as a magnetic disk, floppy disk, or magnetic tape. It can also be configured by adding a display/operator such as an operator console. Alternatively, it is possible to configure the system by omitting unnecessary devices. Further, in the above embodiments, a plurality of data storage devices can be shared, a plurality of processing devices can be combined, or they can be separated.
データ・ラインやアドレス・ラインは、これら
を共通化したり、内部の制御ラインはこれを分離
したり、あるいは別に設けるなどすることができ
る。 Data lines and address lines can be shared, internal control lines can be separated, or they can be provided separately.
以上説明したように、本発明によれば、逆投影
による再構成の演算処理をハードウエアの助けに
より高速に実行することができる。本発明のため
に追加されるハードウエアは僅かであり、プロセ
ツサを複数個用意しあるいはプロセツサを高速化
するものに比べて経済的である。
As described above, according to the present invention, calculation processing for reconstruction by back projection can be executed at high speed with the help of hardware. The amount of hardware added for the present invention is small, and it is more economical than providing multiple processors or increasing the speed of the processors.
また、構成がシンプルであることにより、保守
性に優れ、画像再構成の逆投影の変化、例えば部
分拡大など、にも装置の部分的切り換えなど変更
を与えずに、このまま使用することができるの
で、本発明の装置は広い融通性を有する。 In addition, the simple configuration makes it easy to maintain, and it can be used as is without changing the back projection of image reconstruction, such as partial enlargement, without changing parts of the device. , the device of the invention has wide flexibility.
第1図は本発明実施例装置のブロツク構成図。
第2図は本発明実施例装置の逆投影制御装置
BPCのブロツク構成図。第3図は再構成領域と
ピクセルを表示する図。第4図は本発明実施例装
置の逆投影制御装置BPCの制御手順を示すフロ
ーチヤート。第5図は再構成領域と平行ビームの
幾何学的関係および座標を示す図。
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a back projection control device of an embodiment of the present invention.
BPC block diagram. FIG. 3 is a diagram showing the reconstruction area and pixels. FIG. 4 is a flowchart showing the control procedure of the back projection control device BPC of the apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the geometric relationship and coordinates of the reconstruction area and the parallel beam.
Claims (1)
部分に透過させその断面部分に関してそれぞれ多
数個のサンプリングデータとして得られる透視像
データを上記被検体の周りに多数の角度方向につ
いて収集し、この透視像データに前記断面部分に
関する放射線吸収係数の分布を求める再構成演算
の一部を施し、平行ビームの逆投影像データを得
る第一の手段と、 この第一の手段によつて得られた逆投影像デー
タより前記断面部分に関する放射線吸収係数の分
布画像を逆投影法により再構成する第二の手段と を含む計算機トモグラフイ装置において、 前記第二の手段は、 前記第一の手段によつて得られた平行ビームの
逆投影像データを格納する第一の記憶回路HM
と、 この第一の記憶回路の読出し出力を一方の入力
とする第一の加算回路FADDと、 この第一の加算回路の出力を入力とし、読出し
出力をこの第一の加算回路の他方の入力に与える
第二の記憶回路MMと、 外部から初期値を設定することができ読出し出
力が前記第一の記憶回路のアドレス入力に導かれ
た第一のレジスタ・フアイルBAと、 この第一のレジスタ・フアイルの読出し出力を
一方の入力とし、加算出力をこの第一のレジス
タ・フアイルの入力に与える第二の加算回路
ADDと、 外部から初期値を設定することができ読出し出
力を前記第二の加算回路の他方の入力に与える第
二のレジスタ・フアイルIAと、 前記第一および第二の記憶回路、前記第一およ
び第二のレジスタ・フアイル、および前記第一お
よび第二の加算回路を制御する制御回路CTLと を備え、 前記各回路が同時に並行して動作することがで
きるように構成されたことを特徴とする計算機ト
モグラフイ装置。 2 第一の手段は、平行ビームの放射線を発生さ
せ平行ビームの透視像データを収集するように構
成された特許請求の範囲第1項に記載の計算機ト
モグラフイ装置。 3 第一の手段は、フアンビームの放射線を発生
させる手段と、フアンビームの放射線により得ら
れた透視像データをもとにして、演算により平行
ビームのデータに変換する手段とを含む特許請求
の範囲第1項に記載の計算機トモグラフイ装置。 4 第一の記憶回路は高速のランダムアクセスメ
モリであり、第二の記憶回路は前記第一の記憶回
路に比べて容量が大きくかつ低速のランダムアク
セスメモリである特許請求の範囲第1項に記載の
計算機トモグラフイ装置。 5 第一の記憶回路および第二の記憶回路はそれ
ぞれの入力および出力にそれぞれ入力および出力
レジスタを含む特許請求の範囲第1項に記載の計
算機トモグラフイ装置。 6 第一の加算回路は浮動小数点形の加算回路で
ある特許請求の範囲第1項に記載の計算機トモグ
ラフイ装置。[Scope of Claims] 1. Radiation is generated, the radiation is transmitted through a cross section of a subject, and fluoroscopic image data obtained as a large number of sampling data for each cross section is obtained in a large number of angular directions around the subject. a first means for obtaining back projection image data of a parallel beam by performing a part of a reconstruction operation for obtaining a distribution of radiation absorption coefficients with respect to the cross-sectional portion on the fluoroscopic image data; and a second means for reconstructing a radiation absorption coefficient distribution image regarding the cross-sectional portion by a back projection method from back projection image data obtained by the method, the second means comprising: a first memory circuit HM for storing back projection image data of the parallel beam obtained by the means;
and a first adder circuit FADD which takes the readout output of this first storage circuit as one input; and a first adder circuit FADD which takes the output of this first adder circuit as its input and whose readout output is the other input of this first adder circuit. a second memory circuit MM that supplies an initial value to the first memory circuit; a first register file BA whose initial value can be set externally and whose readout output is guided to the address input of the first memory circuit; - A second adder circuit that takes the readout output of the file as one input and provides the addition output to the input of this first register file.
ADD; a second register file IA whose initial value can be externally set and which provides a readout output to the other input of the second adder circuit; the first and second storage circuits; and a second register file, and a control circuit CTL that controls the first and second adder circuits, and is configured such that each of the circuits can operate in parallel at the same time. Computerized tomography equipment. 2. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the first means is configured to generate parallel beam radiation and collect parallel beam perspective image data. 3. The first means is a patent claim that includes means for generating Fan beam radiation and means for converting into parallel beam data by calculation based on perspective image data obtained by Fan beam radiation. The computer tomography device according to scope 1. 4. Claim 1, wherein the first storage circuit is a high-speed random access memory, and the second storage circuit is a random access memory with a larger capacity and lower speed than the first storage circuit. computer tomography equipment. 5. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the first storage circuit and the second storage circuit include input and output registers at their respective inputs and outputs, respectively. 6. The computer tomography apparatus according to claim 1, wherein the first addition circuit is a floating-point addition circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58068005A JPS59194259A (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Computer tomography device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58068005A JPS59194259A (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Computer tomography device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59194259A JPS59194259A (en) | 1984-11-05 |
| JPH0366890B2 true JPH0366890B2 (en) | 1991-10-21 |
Family
ID=13361314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58068005A Granted JPS59194259A (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Computer tomography device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59194259A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6058504B2 (en) * | 1980-11-17 | 1985-12-20 | 株式会社東芝 | reconstruction device |
| JPS57145646A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-08 | Tokyo Shibaura Electric Co | Integrating apparatus of ct apparatus |
-
1983
- 1983-04-18 JP JP58068005A patent/JPS59194259A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59194259A (en) | 1984-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6214128B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
| US5341460A (en) | Method and apparatus for producing a three-dimensional computerized tomography image of an object with improved conversion of cone beam data to radon data | |
| US4887211A (en) | Image processor | |
| US20080181355A1 (en) | Method and arrangement relating to x-ray imaging | |
| JPH0661328B2 (en) | Compensation method of CT data for objects outside the field of view of the reproduced image | |
| US6728331B1 (en) | Method and system for trauma application of CT imaging | |
| JP4769441B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
| JPH0366890B2 (en) | ||
| JP3678375B2 (en) | Radiation tomography equipment | |
| US4126787A (en) | Radiography | |
| JP4551612B2 (en) | Computed tomography equipment | |
| JPS59194260A (en) | Computer tomography device | |
| JPH0441844Y2 (en) | ||
| WO2005076038A1 (en) | Method and apparatus for providing high-resolution reconstruction of an observed object | |
| JPH0366889B2 (en) | ||
| JPS59155237A (en) | CT image processing method | |
| JPS59168840A (en) | Calculator tomography apparatus | |
| JPH10155788A (en) | Computer tomography equipment | |
| JP4781024B2 (en) | X-ray CT apparatus and back projection calculator | |
| Mankoff et al. | Multi-frame data acquisition for PET camera using an on-line microprocessor-based system | |
| JP2728693B2 (en) | Image reconstruction device | |
| JP6270902B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
| JPH0439861B2 (en) | ||
| JP2772289B2 (en) | Computer tomography equipment | |
| JPH0436014B2 (en) |