JPH05111479A - Ｘ線テレビジヨン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントラストの高い被写体であっても白飛
び、黒潰れを生じることなく、全てのビデオ信号をデジ
タルデータ化し、適切な画像処理を行なうことができる
ようにする。 【構成】 ＴＶカメラ１５のビデオ出力の最小値を検出
し、それを基にビデオ信号に小さいオフセットαを加え
て非線形アンプ２７に与える。次に、非線形アンプ２７
の出力の最大値を検出し、その値に応じて非線形アンプ
２７の出力を増幅して、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力範
囲内に収まるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療等の分野において
用いられるＸ線テレビジョン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来のＸ線テレビジョン装置の単
純化した構成を図２に示し、その作用を簡単に説明す
る。Ｘ線管１０から発射され、被写体１１を透過したＸ
線は、イメージ管（Image Intensifier＝ＩＩ）１２の
投影面に可視影像を形成する。この影像をテレビジョン
（ＴＶ）カメラ１５により撮影し、表示装置（ＣＲＴ
等）２１に表示する。ここで、多くの場合、ＴＶカメラ
１５により撮影された映像はＡ／Ｄコンバータ（ＡＤ
Ｃ）１８によりデジタルデータに変換された後、画像処
理回路１９により輪郭強調等の種々の画像処理が施され
る。画像処理が施された画像データはＤ／Ａコンバータ
（ＤＡＣ）２０により再びアナログビデオ信号に変換さ
れて表示装置２１に送られる。

【０００３】ここで、被写体１１のＸ線透過度が異なっ
ても表示装置２１に表示される影像が常に適正な明るさ
になるように、イメージ管１２の投影面上の所定の範囲
の明るさを検出するフォトピックアップ１７が光学系１
３の内部に設けられ、Ｘ線制御器１６がその明るさのデ
ータに基いてＸ線管１０の動作条件（管電流及び管電
圧）を適切に定める。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線テレビジョ
ン装置における上記Ｘ線制御器１６によるＸ線条件のフ
ィードバック制御は、画面の中心部を含む所定の範囲内
の平均輝度が一定となるように行なわれているため、フ
ラットな（Ｘ線透過度のコントラストの低い）被写体で
影像の明るさが適正になるようにＸ線条件を設定する
と、肺野等の被写体厚が大きく異なる（コントラストの
高い）被写体を投影したとき、薄い部分が白飛び（ハレ
ーション）を起こしたり、厚い部分で黒潰れが生じる。
逆に、被写体厚が大きく異なる部位を基準にＸ線条件を
定めると、フラットな被写体を投影したときにはコント
ラストが著しく低くなって細部が潰れてしまう。

【０００５】フラットな被写体を投影した場合にコント
ラストが低くなるという問題は、非線形アンプにより注
目部分のコントラストを強調するという処理により解消
することができる。しかし、白飛び（ハレーション）或
いは黒潰れが生じると、特にＸ線テレビジョン装置が画
像処理回路を備えている場合には、その前段で行なわれ
るＡ／Ｄ変換の際に、画像データの一部が失われてしま
うことになり、適切な画像処理を行なうことができなく
なってしまう。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、コント
ラストの高い被写体であっても、白飛び、黒潰れを生じ
ることなく、全てのビデオ信号をデジタルデータ化する
ことのできるＸ線テレビジョン装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、イメージ管に形成された影像を
テレビジョンカメラにより撮影し、テレビジョンカメラ
が生成するビデオ信号を非線形アンプ及びＡ／Ｄ変換器
を通してデジタル化するＸ線テレビジョン装置におい
て、 ａ）テレビジョンカメラと非線形アンプとの間に設けら
れ、テレビジョンカメラが出力するビデオ信号の最小値
を検出して、その最小値を基にビデオ信号にオフセット
を加えて非線形アンプに与えるオフセット手段と、 ｂ）非線形アンプとＡ／Ｄ変換器との間に設けられ、非
線形アンプの出力の最大値を検出して、その最大値に応
じて非線形アンプの出力を増幅する最大幅調整手段と、
を備えることを特徴としている。

【０００８】

【作用】オフセット手段はテレビジョンカメラが出力す
るビデオ信号の最小値を検出し、その最小値を基にビデ
オ信号にオフセットを加える。ここにおけるオフセット
は、ビデオ信号の最小値が非線形アンプの所定の基準点
（通常はゼロ点）に一致するように、或いは基準点より
も少し上に来るように、設定することが望ましい。これ
により、黒潰れが防止される。

【０００９】オフセットを与えられたビデオ信号は、非
線形アンプにより所定のコントラスト特性が与えられ
る。非線形アンプの出力はＡ／Ｄ変換器に送られるが、
Ａ／Ｄ変換器の最大入力レベルを超える部分は白飛び
（ハレーション）となるため、最大幅調整手段は非線形
アンプの出力の最大値を検出し、その最大値がＡ／Ｄ変
換器の最大入力レベル以下になるように非線形アンプの
出力を増幅（減衰）する。このため、テレビジョンカメ
ラで撮影された映像のビデオ信号は白飛び（ハレーショ
ン）、黒潰れを生ずることなく、Ａ／Ｄ変換器により全
ての信号がデジタルデータに変換される。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例であるＸ線テレビジョン装
置の基本的構成を図１に示す。本実施例のＸ線テレビジ
ョン装置では、図２に示した従来のＸ線テレビジョン装
置のＴＶカメラ１５とＡ／Ｄコンバータ１８との間に、
オフセット回路２６、非線形アンプ２７及び線形可変利
得アンプ３０を設け、更に、ＴＶカメラ１５のビデオ信
号出力の最小値を検出する回路２４、検出した最小値を
基にオフセット回路２６のオフセット量を設定する回路
２５、非線形アンプ２７の出力の最大値を検出する回路
２８、検出した最大値を基に線形可変利得アンプ３０の
ゲインを調整する回路２９を設けたものである。ここ
で、最小値検出回路２４、オフセット調整回路２５及び
オフセット回路２６が上記オフセット手段を構成し、最
大値検出回路２８、ゲイン調整回路２９及び線形可変利
得アンプ３０が上記最大幅調整手段を構成する。

【００１１】本実施例のＸ線テレビジョン装置の作用は
次の通りである。Ｘ線管１０により発生され、被写体１
１を透過したＸ線は、イメージ管（ＩＩ）１２の投影面
に可視影像を形成する。光学系１３の内部に設けられた
フォトピックアップ１７は、イメージ管１２の画面の
（所定範囲内の）平均の明るさを検出し、その信号をＸ
線制御器１６に送る。Ｘ線制御器１６は、上記従来の装
置と同様、予め定められた手順に従ってＸ線管１０の管
電流及び管電圧を変更して出力Ｘ線の強度及び波長を適
切な値に設定する。これにより、イメージ管１２の投影
面に投影される透過Ｘ線像の所定範囲内の平均の明るさ
は常に一定に保たれる。ＴＶカメラ１５はイメージ管１
２の投影面上の影像を撮影し、所定のビデオ信号として
出力する。

【００１２】このようにして、イメージ管１２の投影面
の所定範囲の平均的な明るさは一定に保たれるものの、
被写体１１のＸ線透過度が部分的に大きく異なっている
場合（すなわち、コントラストが非常に強い場合）に
は、ＴＶカメラ１５で生成されるビデオ信号をＡ／Ｄコ
ンバータ１８でデジタルデータに変換する際、部分的に
白飛び（ハレーション）あるいは黒潰れが生じる場合が
ある。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１８の変換可能な範
囲を超える部分において、画像データが最大値或いは最
小値に固定されてしまう。これは、その部分（領域）に
おいて画像データが失われたと同様であり、画像処理回
路１９において正しい画像処理を行なうことができなく
なる。

【００１３】このような不具合を避けるため、本実施例
に係るＸ線テレビジョン装置では、ＴＶカメラ１５によ
り生成されたビデオ信号をＡ／Ｄコンバータ１８に入力
する前に、次のような処理を施す。まず、ＴＶカメラ１
５により生成されたビデオ信号は、オフセット回路２６
に送られると共に、最小値検出回路２４にも送られる。
最小値検出回路２４では１画面分のビデオ信号の最小値
Ｖminを検出して、その値Ｖminをオフセット調整回路２
５に送る。ここで、最小値検出回路２４の検出する最小
値Ｖminは、１画面の全面ではなく、画像処理回路１９
により画像処理が行なわれる範囲（有効視野）内の最小
値とすることが望ましい。また、更に範囲を限定した部
分（特に着目される部分）の最小値としてもよい（図５
（ａ））。

【００１４】この最小値Ｖminはオフセット調整回路２
５に送られる。オフセット調整回路２５はこの最小値Ｖ
minに基づいてオフセット回路２６におけるビデオ信号
のオフセット量αを設定する。ここでオフセット量αは
ゼロとしてもよいが、余裕を持たせるために、所定の小
さい値としておくことが望ましい。これにより、有効視
野内のビデオ信号は全て非線形アンプ２７により所定の
増幅が行なわれるようになり、また、Ａ／Ｄコンバータ
１８によりデジタルデータに変換されることになる。

【００１５】オフセット回路２６でオフセットαが与え
られたビデオ信号（図５（ｂ））は、非線形な増幅特性
を有するアンプ２７により増幅される。本実施例で用い
た非線形アンプ２７は、図３に示すような対数型（ＬＯ
Ｇ）増幅特性を有するものであるが、これは、注目した
い箇所でありながらコントラストが低いために詳細を読
み取ることができないという部位のコントラストを上げ
て、注目箇所をより明瞭に撮影するためである。なお、
非線形アンプとしてはこのような対数型以外にも、撮影
する対象に応じて種々のものを用いることができ、例え
ば図４に示すような２段直線型のものを用いることもで
きる。

【００１６】非線形アンプ２７の出力（図５（ｃ））は
線形可変利得アンプ３０に送られ、そこでリニアに増幅
されるが、同時に、最大値検出回路２８にも送られる。
最大値検出回路２８は非線形アンプ２７の出力の最大値
Ｖmaxを検出し（ここでも、有効視野内或いは更に限定
された領域内における最大値を検出することが望まし
い）、その値Ｖmaxをゲイン調整回路２９に送る。ゲイ
ン調整回路２９は最大値Ｖmaxを基に、非線形アンプ２
７の出力がＡ／Ｄコンバータ１８の入力範囲内に収まる
ように線形可変利得アンプ３０のゲインを設定する。こ
こにおけるゲインは、非線形アンプ２７の出力がＡ／Ｄ
コンバータ１８の入力範囲の上限と等しくなるようにす
るか、或いは図５（ｄ）に示すように、僅かに余裕
（β）を持って範囲内に収まるように設定することが好
ましい。これにより、ビデオ信号は白潰れ（ハレーショ
ン）を生じることなく全てＡ／Ｄコンバータ１８により
デジタルデータ化される。

【００１７】このようにしてゲイン調整回路２９で設定
されたゲイン信号は線形可変利得アンプ３０に送られ、
線形可変利得アンプ３０は非線形アンプ２７の出力を、
設定されたゲインでリニアに増幅してＡ／Ｄコンバータ
１８に送る。

【００１８】Ａ／Ｄコンバータ１８以降の作用は前述の
従来の装置と同様であり、デジタル化された画像データ
は画像処理回路１９により種々の画像処理が施され、Ｄ
／Ａコンバータ２０を介してＣＲＴ２１の画面上に表示
される。

【００１９】

【発明の効果】本発明に係るＸ線テレビジョン装置で
は、イメージ管に形成された影像の平均的な明るさのみ
ならず、最大及び最小値をも考慮して画像信号の増幅を
行なうため、テレビジョンカメラで撮影された映像のビ
デオ信号は白飛び（ハレーション）、黒潰れを生ずるこ
となく、Ａ／Ｄ変換器により全ての信号がデジタルデー
タに変換される。従って、Ａ／Ｄ変換器でデジタル化さ
れたデータを基に種々の画像処理を行なう場合、データ
が失われていないため、適切な画像処理を行なうことが
できる。また、単に表示装置で表示を行なうだけの場合
でも、表示装置の画面上では白飛び・黒潰れのない、ま
た、適度なコントラストの付いた適正な画像を表示する
ことができる。しかも、このような処理が操作者の手を
煩わすことなく自動的に行なわれるため、撮影時間の短
縮及び被曝量の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるＸ線テレビジョン装
置の構成を示すブロック図。

【図２】 従来のＸ線テレビジョン装置の構成を示すブ
ロック図。

【図３】 実施例のＸ線テレビジョン装置で使用する非
線形アンプの一種である対数アンプの増幅特性を示すグ
ラフ。

【図４】 他の非線形アンプである２段直線型非線形ア
ンプの増幅特性を示すグラフ。

【図５】 実施例のＸ線テレビジョン装置の各段階にお
けるビデオ信号の様子を示すグラフ。

【符号の説明】

１０…Ｘ線管 １１…被写体 １２…イメージ管（ＩＩ） １３…光学系 １５…ＴＶカメラ １６…Ｘ線制御
器 １７…フォトピックアップ １８…Ａ／Ｄコ
ンバータ １９…画像処理回路 ２０…Ｄ／Ａコ
ンバータ ２１…表示装置（ＣＲＴ） ２４…最小値検
出回路 ２５…オフセット調整回路 ２６…オフセッ
ト回路 ２７…非線形アンプ ２８…最大値検
出回路 ２９…ゲイン調整回路 ３０…線形可変
利得アンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージ管に形成された影像をテレビジ
   ョンカメラにより撮影し、テレビジョンカメラが生成す
   るビデオ信号を非線形アンプ及びＡ／Ｄ変換器を通して
   デジタル化するＸ線テレビジョン装置において、 ａ）テレビジョンカメラと非線形アンプとの間に設けら
   れ、テレビジョンカメラが出力するビデオ信号の最小値
   を検出して、その最小値を基にビデオ信号にオフセット
   を加えて非線形アンプに与えるオフセット手段と、 ｂ）非線形アンプとＡ／Ｄ変換器との間に設けられ、非
   線形アンプの出力の最大値を検出して、その最大値に応
   じて非線形アンプの出力を増幅する最大幅調整手段と、 を備えることを特徴とするＸ線テレビジョン装置。