JPH06164840A - 画像読み取り装置 - Google Patents
画像読み取り装置Info
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- JPH06164840A JPH06164840A JP4319010A JP31901092A JPH06164840A JP H06164840 A JPH06164840 A JP H06164840A JP 4319010 A JP4319010 A JP 4319010A JP 31901092 A JP31901092 A JP 31901092A JP H06164840 A JPH06164840 A JP H06164840A
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- light
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- light source
- photodetector
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Links
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Landscapes
- Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】画像情報を損なうことなくダイナミックレンジ
の広い画像信号を生成できるようにした。 【構成】光源20Aは無変調信号にて駆動される。この
無変調信号に基づくX線フィルム11の透過光が光検出
器21Aによって検出され、検出器21Aからの信号が
変調信号作成部30に供給されて光変調信号が生成され
る。この変調信号に基づいて光源20Bから出射する光
の強度が主走査方向に向かって変調される。変調した光
ビームによってX線画像を走査するとそのダイナミック
レンジは大幅に圧縮される。変調信号で第2の光の強度
が制御され、変調されたこの第2の光による透過光の強
度が光検出器21Bで検出され、これより読み取られた
信号を画像信号として使用する。
の広い画像信号を生成できるようにした。 【構成】光源20Aは無変調信号にて駆動される。この
無変調信号に基づくX線フィルム11の透過光が光検出
器21Aによって検出され、検出器21Aからの信号が
変調信号作成部30に供給されて光変調信号が生成され
る。この変調信号に基づいて光源20Bから出射する光
の強度が主走査方向に向かって変調される。変調した光
ビームによってX線画像を走査するとそのダイナミック
レンジは大幅に圧縮される。変調信号で第2の光の強度
が制御され、変調されたこの第2の光による透過光の強
度が光検出器21Bで検出され、これより読み取られた
信号を画像信号として使用する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はX線画像などをそのダ
イナミックレンジを損なうことなく画像信号に変換する
ことができるようにした画像読み取り装置に関する。
イナミックレンジを損なうことなく画像信号に変換する
ことができるようにした画像読み取り装置に関する。
【0002】
【発明の背景】日常良く見かける画像のうち特に医療用
として多く用いられているX線画像のような放射線画像
は非常にダイナミックレンジが広い。例えば医療診断に
用いられる胸部写真について見てみると、肺の部分(肺
野)が透過放射線量が最も多く、心臓と脊椎骨を含んだ
部分(縦隔部)で最も少なく、その透過放射線量の比は
約10000:1となる。そのため、特に医療用のX線
画像では10000:1以上のダイナミックレンジを持
つ画像も希ではない。
として多く用いられているX線画像のような放射線画像
は非常にダイナミックレンジが広い。例えば医療診断に
用いられる胸部写真について見てみると、肺の部分(肺
野)が透過放射線量が最も多く、心臓と脊椎骨を含んだ
部分(縦隔部)で最も少なく、その透過放射線量の比は
約10000:1となる。そのため、特に医療用のX線
画像では10000:1以上のダイナミックレンジを持
つ画像も希ではない。
【0003】そのような画像を電気信号の形で読み取
り、これをディジタル化し、コンピュータ等の処理装置
に入力して信号処理し、画像に含まれている情報を少し
でも多く取り出そうとする試みは以前からよく行われて
いる。
り、これをディジタル化し、コンピュータ等の処理装置
に入力して信号処理し、画像に含まれている情報を少し
でも多く取り出そうとする試みは以前からよく行われて
いる。
【0004】例えば医療用放射線写真(X線フィルム)
にあっては、近年放射線画像診断技術の進歩に伴い、X
線フィルムをレーザビームなどで走査し、そこに記録さ
れた放射線画像情報を読み取り、ディジタル化した後
で、コンピュータで処理してCRTや感光材料上に再生
する方法が種々提案されている。これらの技術的提案に
伴って一回の放射線撮影だけでより疾患に対するより多
くの診断情報が得られるようになり、診断性能の向上と
被爆線量の低減がもたらされている。これらの方法は放
射線画像情報の保存や検索の効率化という点でも期待が
もたれている。
にあっては、近年放射線画像診断技術の進歩に伴い、X
線フィルムをレーザビームなどで走査し、そこに記録さ
れた放射線画像情報を読み取り、ディジタル化した後
で、コンピュータで処理してCRTや感光材料上に再生
する方法が種々提案されている。これらの技術的提案に
伴って一回の放射線撮影だけでより疾患に対するより多
くの診断情報が得られるようになり、診断性能の向上と
被爆線量の低減がもたらされている。これらの方法は放
射線画像情報の保存や検索の効率化という点でも期待が
もたれている。
【0005】しかしながら、このような放射線画像は前
述したようにそのダイナミックレンジが10000:1
と非常に広く、通常の例えば固体撮像素子(CCDな
ど)の1次元センサをただ用いただけの画像読み取り装
置ではX線フィルムに含まれている画像情報を全て読み
取ることができない。これは、固体撮像素子のダイナミ
ックレンジは最大でも約1:5000であり、人体の胸
部を透過した放射線量の最小から最大までの信号レンジ
を全て線形を保ちながら画像信号に変換することは不可
能だからである。
述したようにそのダイナミックレンジが10000:1
と非常に広く、通常の例えば固体撮像素子(CCDな
ど)の1次元センサをただ用いただけの画像読み取り装
置ではX線フィルムに含まれている画像情報を全て読み
取ることができない。これは、固体撮像素子のダイナミ
ックレンジは最大でも約1:5000であり、人体の胸
部を透過した放射線量の最小から最大までの信号レンジ
を全て線形を保ちながら画像信号に変換することは不可
能だからである。
【0006】このように広いダイナミックレンジを補正
するため、最近イコライゼーションという手法が提案さ
れている。通常X線フィルムを用いて医師が診断を行う
ときには写真をビューボックスと呼ばれる均一な二次元
光を発する光源の前において、その透過光を観察する。
するため、最近イコライゼーションという手法が提案さ
れている。通常X線フィルムを用いて医師が診断を行う
ときには写真をビューボックスと呼ばれる均一な二次元
光を発する光源の前において、その透過光を観察する。
【0007】そのときに図6に示すようにX線フィルム
11の各部を透過してくる光量がX線フィルム11の直
後におかれた光検出器(ビデオカメラなど)12によっ
て測定され、測定された画像信号はモニタ13で表示さ
れる。
11の各部を透過してくる光量がX線フィルム11の直
後におかれた光検出器(ビデオカメラなど)12によっ
て測定され、測定された画像信号はモニタ13で表示さ
れる。
【0008】画像信号はさらにCRT輝度演算部14に
供給されて画像信号に対応したレベルを有する変調信号
が作成され、これがドライバー15に供給されることに
よって光源であるCRT16の発光輝度レベルがその変
調信号に基づいて部分的に変調される。
供給されて画像信号に対応したレベルを有する変調信号
が作成され、これがドライバー15に供給されることに
よって光源であるCRT16の発光輝度レベルがその変
調信号に基づいて部分的に変調される。
【0009】つまり、透過した光量が多い部分では光量
を少なくし、光量の少ない部分では逆の処理を行う。そ
の結果、比較的大きな部分で見た場合の透過光量の平均
がどの部分でも均一になり、先に述べたような胸部写真
における肺野部と縦隔部の間の透過光量の違いは少なく
なり、見かけ上、原稿の持つダイナミックレンジを著し
く圧縮することができ、ダイナミックレンジの狭い固体
撮像素子でも使用できるようになっている。
を少なくし、光量の少ない部分では逆の処理を行う。そ
の結果、比較的大きな部分で見た場合の透過光量の平均
がどの部分でも均一になり、先に述べたような胸部写真
における肺野部と縦隔部の間の透過光量の違いは少なく
なり、見かけ上、原稿の持つダイナミックレンジを著し
く圧縮することができ、ダイナミックレンジの狭い固体
撮像素子でも使用できるようになっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらここで得
られた画像には以下のような診断上、技術上の欠点が存
在する。診断上の欠点は次の通りである。
られた画像には以下のような診断上、技術上の欠点が存
在する。診断上の欠点は次の通りである。
【0011】例えばある疾病のため片方の肺の面積が著
しく少ない患者を撮影したX線フィルムを取り扱う場合
では、仕上がった画像において左右の肺野の濃度が違う
ため、医師は疾病があると判断できる。
しく少ない患者を撮影したX線フィルムを取り扱う場合
では、仕上がった画像において左右の肺野の濃度が違う
ため、医師は疾病があると判断できる。
【0012】ところがこの患者に対して上述したイコラ
イゼーション技術を適用すると、両方の肺野の濃度が患
者背後に設置されたディテクタからの信号によって補正
されるため濃度が近似してしまう。したがって医師は異
常があると判断できない。このようにイコライゼーショ
ン技術はオリジナルの画像が持つ診断情報を消失するお
それがあるという重大な欠点がある。
イゼーション技術を適用すると、両方の肺野の濃度が患
者背後に設置されたディテクタからの信号によって補正
されるため濃度が近似してしまう。したがって医師は異
常があると判断できない。このようにイコライゼーショ
ン技術はオリジナルの画像が持つ診断情報を消失するお
それがあるという重大な欠点がある。
【0013】技術的な問題は次の通りである。上述した
ような方法ではビューボックス上のX線フィルムを一度
ビデオカメラ等の撮像装置で電気信号に変換し、処理装
置によって変調信号を作成しその後変調された光源の上
で医師が観察するか、ビデオカメラによって撮影された
画像をCRT等のモニタ13上に投影された画像を観察
することになる。したがって、画像を電気信号に変換す
る場合には、装置構成が煩雑になり、ディジタイズはビ
デオカメラによってでしかなされず、空間解像度、濃度
分解能などの画質の問題があった。
ような方法ではビューボックス上のX線フィルムを一度
ビデオカメラ等の撮像装置で電気信号に変換し、処理装
置によって変調信号を作成しその後変調された光源の上
で医師が観察するか、ビデオカメラによって撮影された
画像をCRT等のモニタ13上に投影された画像を観察
することになる。したがって、画像を電気信号に変換す
る場合には、装置構成が煩雑になり、ディジタイズはビ
デオカメラによってでしかなされず、空間解像度、濃度
分解能などの画質の問題があった。
【0014】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、上記のような広いダイナミッ
クレンジを持つ画像をオリジナル画像の持つ情報を損な
わず、高空間解像度、高濃度分解能で直接電気信号にす
ることのできる画像読み取り装置を提案するものであ
る。
を解決したものであって、上記のような広いダイナミッ
クレンジを持つ画像をオリジナル画像の持つ情報を損な
わず、高空間解像度、高濃度分解能で直接電気信号にす
ることのできる画像読み取り装置を提案するものであ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、副走査方向に移動する透過ま
たは反射する原稿に対し、副走査方向に対して直角また
はそれに近い角度の主走査方向に光を照射する第1の光
源と、主走査方向に関して上記原稿を反射または透過し
た第1の光の強度を検出する第1の光検出器と、上記第
1の光源からみて副走査方向に配置され、第2の光を上
記原稿に照射する第2の光源と、反射または透過した第
2の光の強度を検出して電気信号の形で出力する第2の
検出器と、上記第1の検出器からの信号に基づいて上記
第2の光源の光強度を変調する変調信号を作成する変調
信号作成部と、この変調信号に基づいて上記第2の光源
から出射する第2の光の強度を主走査方向に変調する変
調器とで構成され、上記変調信号で上記第2の光の強度
が制御され、変調されたこの第2の光による上記原稿か
らの透過光または反射光である第2の光の強度が上記第
2の光検出器で検出され、これより読み取られた信号を
画像信号として使用するようにしたことを特徴とするも
のである。
め、この発明においては、副走査方向に移動する透過ま
たは反射する原稿に対し、副走査方向に対して直角また
はそれに近い角度の主走査方向に光を照射する第1の光
源と、主走査方向に関して上記原稿を反射または透過し
た第1の光の強度を検出する第1の光検出器と、上記第
1の光源からみて副走査方向に配置され、第2の光を上
記原稿に照射する第2の光源と、反射または透過した第
2の光の強度を検出して電気信号の形で出力する第2の
検出器と、上記第1の検出器からの信号に基づいて上記
第2の光源の光強度を変調する変調信号を作成する変調
信号作成部と、この変調信号に基づいて上記第2の光源
から出射する第2の光の強度を主走査方向に変調する変
調器とで構成され、上記変調信号で上記第2の光の強度
が制御され、変調されたこの第2の光による上記原稿か
らの透過光または反射光である第2の光の強度が上記第
2の光検出器で検出され、これより読み取られた信号を
画像信号として使用するようにしたことを特徴とするも
のである。
【0016】
【作用】図1のようにX線フィルム(原稿)11を透過
した光ビーム強度を第1の検出器21Aで検出し、その
信号を変調信号作成部30で処理することによって変調
信号が作成され、これで第2の光源20Bが制御され
る。その結果、光ビームが変調された状態でX線フィル
ム11に光ビームが照射され、第2の光検出器21Bで
は透過したこの光ビームの光量が検出され、その検出信
号が画像信号として使用される。
した光ビーム強度を第1の検出器21Aで検出し、その
信号を変調信号作成部30で処理することによって変調
信号が作成され、これで第2の光源20Bが制御され
る。その結果、光ビームが変調された状態でX線フィル
ム11に光ビームが照射され、第2の光検出器21Bで
は透過したこの光ビームの光量が検出され、その検出信
号が画像信号として使用される。
【0017】すなわち、図1の構成において、主走査方
向に配置された第1の光検出器21Aからの信号を元に
して演算を行い、その結果を第2の光源20Bに送り光
ビームの変調を行いながら主走査方向と副走査方向に向
かって走査し、X線フィルム11全体を最後まで走査す
る。
向に配置された第1の光検出器21Aからの信号を元に
して演算を行い、その結果を第2の光源20Bに送り光
ビームの変調を行いながら主走査方向と副走査方向に向
かって走査し、X線フィルム11全体を最後まで走査す
る。
【0018】したがって、X線フィルム全体で見れば、
ある程度の面積を持つ部分の内側では原稿の何処をとっ
ても透過した光量の平均値は一定である(図2E)。し
かしながら、その面積以下の小部分すなわち1画素に対
応する大きさの部分では透過光量は原稿の光学的濃度
(以下濃度)に応じた値を取ることになる。
ある程度の面積を持つ部分の内側では原稿の何処をとっ
ても透過した光量の平均値は一定である(図2E)。し
かしながら、その面積以下の小部分すなわち1画素に対
応する大きさの部分では透過光量は原稿の光学的濃度
(以下濃度)に応じた値を取ることになる。
【0019】そのようにして得られた透過光量情報を第
2の光検出器21Bによって検知し、ディジタル化する
と共に先の光量変調信号と合わせて演算を行えば元の濃
度情報に対してリニアな関係を持つ画像信号(図2C)
が再現される。
2の光検出器21Bによって検知し、ディジタル化する
と共に先の光量変調信号と合わせて演算を行えば元の濃
度情報に対してリニアな関係を持つ画像信号(図2C)
が再現される。
【0020】このように透過光量を基にして変調してや
ることにより光検出器21Bに対する透過光のダイナミ
ックレンジが狭くなるので、ダイナミックレンジの狭い
固体撮像素子を用いてもX線フィルムを透過してくる全
ての透過光を飽和することなしに検知することができ
る。
ることにより光検出器21Bに対する透過光のダイナミ
ックレンジが狭くなるので、ダイナミックレンジの狭い
固体撮像素子を用いてもX線フィルムを透過してくる全
ての透過光を飽和することなしに検知することができ
る。
【0021】この最終的な画像情報から詳細な各種情報
が容易に得られるようになり、医用画像であれば診断上
非常に有効な診断情報となる。
が容易に得られるようになり、医用画像であれば診断上
非常に有効な診断情報となる。
【0022】
【実施例】続いて、この発明に係る画像読み取り装置の
一例をX線医療診断装置に適用した場合について図面を
参照しながら詳細に説明する。
一例をX線医療診断装置に適用した場合について図面を
参照しながら詳細に説明する。
【0023】図1はこの発明に係る画像読み取り装置1
0の基本的な概念図を示すもので、11は原稿としての
この例ではX線フィルムで、図では縦方向が副走査方向
となって等速移動する。副走査方向に対して直角または
それに近い角度の走査方向が光の一次元主走査方向とな
る。
0の基本的な概念図を示すもので、11は原稿としての
この例ではX線フィルムで、図では縦方向が副走査方向
となって等速移動する。副走査方向に対して直角または
それに近い角度の走査方向が光の一次元主走査方向とな
る。
【0024】X線フィルム11の前面側には第1の光源
20Aが配され、この第1の光源20Aと対峙するX線
フィルム11の反対側には第1の光検出器21Aが配さ
れて、第1の光源20Aが走査した光の透過光が第1の
光検出器21Aによって検出される。
20Aが配され、この第1の光源20Aと対峙するX線
フィルム11の反対側には第1の光検出器21Aが配さ
れて、第1の光源20Aが走査した光の透過光が第1の
光検出器21Aによって検出される。
【0025】第1の光源20Aからみて副走査方向側に
は所定の距離を隔てて第2の光源20Bが配され、第2
の光源20Bが走査した光の透過光が第2の光検出器2
1Bによって検出される。
は所定の距離を隔てて第2の光源20Bが配され、第2
の光源20Bが走査した光の透過光が第2の光検出器2
1Bによって検出される。
【0026】第1および第2の光源20A,20Bは共
にレーザダイオードが使用され、第1および第2の光検
出器21A,21Bは共にCCDラインセンサなどの一
次元センサが使用される。
にレーザダイオードが使用され、第1および第2の光検
出器21A,21Bは共にCCDラインセンサなどの一
次元センサが使用される。
【0027】第1の光源20Aは無変調光源であって一
定光強度sでX線フィルム11を走査する(図2A,
B)。X線フィルム(原稿)11を透過した光ビームの
強度は第1の検出器21Aによって検出される(同図
C)。検出された画像の濃淡に応じた信号rが変調信号
作成部30で処理されて光変調信号p(同図D)が作成
される。
定光強度sでX線フィルム11を走査する(図2A,
B)。X線フィルム(原稿)11を透過した光ビームの
強度は第1の検出器21Aによって検出される(同図
C)。検出された画像の濃淡に応じた信号rが変調信号
作成部30で処理されて光変調信号p(同図D)が作成
される。
【0028】時系列的に入力されたこの変調信号pで第
2の光源20Bの光強度(発光強度)が制御される。そ
の結果、光強度が部分的に変調された光ビームによって
X線フィルム11が主走査方向に走査されて、同じく画
像の濃淡に応じた被変調信号である電気信号q(同図
E)が第2の光検出器21Bより得られる。
2の光源20Bの光強度(発光強度)が制御される。そ
の結果、光強度が部分的に変調された光ビームによって
X線フィルム11が主走査方向に走査されて、同じく画
像の濃淡に応じた被変調信号である電気信号q(同図
E)が第2の光検出器21Bより得られる。
【0029】このような変調処理を行うとX線フィルム
全体で見れば、ある程度の面積を持つ部分の内側では原
稿の何処をとっても透過した光量の平均値は一定になる
(図2E)。しかしながら、その面積以下の小部分すな
わち1画素に対応する大きさの部分では透過光量はX線
フィルム11の光学的濃度に応じた値を取ることにな
る。
全体で見れば、ある程度の面積を持つ部分の内側では原
稿の何処をとっても透過した光量の平均値は一定になる
(図2E)。しかしながら、その面積以下の小部分すな
わち1画素に対応する大きさの部分では透過光量はX線
フィルム11の光学的濃度に応じた値を取ることにな
る。
【0030】そのようにして得られた透過光量情報が第
2の光検出器21Bによって検出されてディジタル化さ
れる。このディジタル信号は先の光量変調信号と合わせ
て演算されて元の濃度情報に対してリニアな関係を持つ
画像信号(図2C)が再現される。
2の光検出器21Bによって検出されてディジタル化さ
れる。このディジタル信号は先の光量変調信号と合わせ
て演算されて元の濃度情報に対してリニアな関係を持つ
画像信号(図2C)が再現される。
【0031】このように透過光量を基にして変調してや
ることにより第2の光検出器21Bに対する透過光のダ
イナミックレンジが圧縮されるので、第2の光検出器2
1Bとしてダイナミックレンジの狭いCCDなどの汎用
固体撮像素子を用いてもX線フィルム11を透過した全
ての透過光を飽和することなしに検知することができ
る。
ることにより第2の光検出器21Bに対する透過光のダ
イナミックレンジが圧縮されるので、第2の光検出器2
1Bとしてダイナミックレンジの狭いCCDなどの汎用
固体撮像素子を用いてもX線フィルム11を透過した全
ての透過光を飽和することなしに検知することができ
る。
【0032】上述した例では、2つの光源20A,20
Bと2つの光検出器21A,21Bを用いて画像信号を
得るようにしたが、単一の光源と単一の光検出器を使用
しても画像信号を得ることができる。図3はその一例を
示す系統図である。
Bと2つの光検出器21A,21Bを用いて画像信号を
得るようにしたが、単一の光源と単一の光検出器を使用
しても画像信号を得ることができる。図3はその一例を
示す系統図である。
【0033】光源20からの光ビーム(レーザビーム)
はX線フィルム11上で焦点を結ぶように光学系と走査
系22に導かれる。光学系はレンズなどで構成され、走
査系は光ビームを主走査方向に走査するために設けられ
たもので、ポリゴンミラー、F・θレンズなどで構成さ
れる。
はX線フィルム11上で焦点を結ぶように光学系と走査
系22に導かれる。光学系はレンズなどで構成され、走
査系は光ビームを主走査方向に走査するために設けられ
たもので、ポリゴンミラー、F・θレンズなどで構成さ
れる。
【0034】後述するようにこの図3に示す実施例では
光ビームを変調しながら画像の読み取り動作が行われる
(図4A,B)。
光ビームを変調しながら画像の読み取り動作が行われる
(図4A,B)。
【0035】X線フィルム11を透過したレーザ光はフ
ァイバ束で集光され、フォトマルチプライヤチューブ
(PMT:一次元の光検出器として機能する)21に導
かれて電気信号q(図4C)に変換される。
ァイバ束で集光され、フォトマルチプライヤチューブ
(PMT:一次元の光検出器として機能する)21に導
かれて電気信号q(図4C)に変換される。
【0036】光ビームを変調しながら画像を読み取ると
きで、画像濃度が高いとき光ビームを強くなるように変
調するか、若しくは画像濃度が低いときに光ビームが弱
くなるように変調すると、そのときに得られる電気信号
qは変調前(無変調時)に得られる電気信号よりもダイ
ナミックレンジが圧縮された状態で得られる。
きで、画像濃度が高いとき光ビームを強くなるように変
調するか、若しくは画像濃度が低いときに光ビームが弱
くなるように変調すると、そのときに得られる電気信号
qは変調前(無変調時)に得られる電気信号よりもダイ
ナミックレンジが圧縮された状態で得られる。
【0037】ダイナミックレンジが圧縮された電気信号
qは対数変換器23に導かれて光強度が濃度情報に変換
され、この濃度信号qがA/D変換器24でディジタル
信号(例えば8ビットのディジタル信号)に変換され
る。ディジタル化された濃度信号はシェーディング補正
回路25で光学系などによるムラが補正されたのち変調
信号作成部30に供給される。
qは対数変換器23に導かれて光強度が濃度情報に変換
され、この濃度信号qがA/D変換器24でディジタル
信号(例えば8ビットのディジタル信号)に変換され
る。ディジタル化された濃度信号はシェーディング補正
回路25で光学系などによるムラが補正されたのち変調
信号作成部30に供給される。
【0038】変調信号作成部30では光源(レーザダイ
オード)20に対するドライバーとして機能する光ビー
ム変調器37に対する変調信号が作成されると共にダイ
ナミックレンジの広い最終的な出力画像信号が作成され
る。
オード)20に対するドライバーとして機能する光ビー
ム変調器37に対する変調信号が作成されると共にダイ
ナミックレンジの広い最終的な出力画像信号が作成され
る。
【0039】そのため、この変調信号作成部30では1
ライン分の変調信号の格納部33が設けられ、この格納
部33から出力された変調信号p(図4D)がD/A変
換器36でアナログ信号に戻され、このアナログ変調信
号で変調器37が制御される。その結果、レーザダイオ
ード20に対する駆動電流がアナログ変調信号で変調さ
れる。
ライン分の変調信号の格納部33が設けられ、この格納
部33から出力された変調信号p(図4D)がD/A変
換器36でアナログ信号に戻され、このアナログ変調信
号で変調器37が制御される。その結果、レーザダイオ
ード20に対する駆動電流がアナログ変調信号で変調さ
れる。
【0040】このようなライン毎の変調信号を作成する
ためにラインメモリ26が用意され、ここに1ライン分
の濃度信号が蓄えられると共に、この濃度信号が信号処
理回路27において、この例では0.1〜0.2ライン
ペア/mm以上の空間周波数成分を除去するような信号
処理が行われる。これは、変調信号や後述する画像信号
を作成するにあたっては余り高い空間周波数成分を必要
としないからである。
ためにラインメモリ26が用意され、ここに1ライン分
の濃度信号が蓄えられると共に、この濃度信号が信号処
理回路27において、この例では0.1〜0.2ライン
ペア/mm以上の空間周波数成分を除去するような信号
処理が行われる。これは、変調信号や後述する画像信号
を作成するにあたっては余り高い空間周波数成分を必要
としないからである。
【0041】空間周波数成分を制限する処理としては周
波数処理を応用した方法や、解剖学的情報(肺野情報と
縦隔部情報)を基に処理する方法などが考えられるが、
以下説明する例は周波数処理を応用した場合である。そ
の詳細は後述する。
波数処理を応用した方法や、解剖学的情報(肺野情報と
縦隔部情報)を基に処理する方法などが考えられるが、
以下説明する例は周波数処理を応用した場合である。そ
の詳細は後述する。
【0042】変調信号作成部32には格納部33から前
ラインにおいて使用された変調信号pが供給され、ダイ
ナミックレンジの狭い濃度信号qとこの変調信号pとで
ダイナミックレンジの広い濃度信号q’が生成される。
ラインにおいて使用された変調信号pが供給され、ダイ
ナミックレンジの狭い濃度信号qとこの変調信号pとで
ダイナミックレンジの広い濃度信号q’が生成される。
【0043】そして、ダイナミックレンジが広められた
この濃度信号q’(図5A)に対して図5Aのような閾
値が設定され、この閾値に基づいて同図Bの矩形波信号
が生成され、これをフィルタリング処理して同図Cに示
すような変調信号pが生成される。この変調信号pは再
び変調信号格納部33にストアされ、次のライン走査に
対するレーザ変調信号として使用されることは既に述べ
た。
この濃度信号q’(図5A)に対して図5Aのような閾
値が設定され、この閾値に基づいて同図Bの矩形波信号
が生成され、これをフィルタリング処理して同図Cに示
すような変調信号pが生成される。この変調信号pは再
び変調信号格納部33にストアされ、次のライン走査に
対するレーザ変調信号として使用されることは既に述べ
た。
【0044】変調信号作成部30に設けられた画像信号
作成部34では濃度信号qと、格納部33にストアされ
た変調信号pとの乗算処理を行うことによって元の画像
信号rが再現される。つまり、濃度信号qは上述したよ
うにビームを変調した結果得られる出力であるためにダ
イナミックレンジは狭い。そのため、この濃度信号qに
変調信号pを乗算することによって始めてダイナミック
レンジの広い画像信号rが得られる。この画像信号rは
一定の光強度でX線フィルム11を走査したときに得ら
れる画像信号とほぼ同じダイナミックレンジを持つ画像
信号である。
作成部34では濃度信号qと、格納部33にストアされ
た変調信号pとの乗算処理を行うことによって元の画像
信号rが再現される。つまり、濃度信号qは上述したよ
うにビームを変調した結果得られる出力であるためにダ
イナミックレンジは狭い。そのため、この濃度信号qに
変調信号pを乗算することによって始めてダイナミック
レンジの広い画像信号rが得られる。この画像信号rは
一定の光強度でX線フィルム11を走査したときに得ら
れる画像信号とほぼ同じダイナミックレンジを持つ画像
信号である。
【0045】この乗算処理のあとで補正信号との加算処
理が行われる。この補正信号は対数変換器(対数増幅
器)23を使用しているときの逆補正処理であって、も
し対数変換器23に代えて通常の線形増幅器が使用され
ている場合には画像信号との乗算処理を行ってダイナミ
ックレンジの広い画像信号rが生成される。これは次の
ように理解できる。
理が行われる。この補正信号は対数変換器(対数増幅
器)23を使用しているときの逆補正処理であって、も
し対数変換器23に代えて通常の線形増幅器が使用され
ている場合には画像信号との乗算処理を行ってダイナミ
ックレンジの広い画像信号rが生成される。これは次の
ように理解できる。
【0046】対数変換器23の場合にはこれより得られ
る信号s(t)は、 s(t)=−log(I/Io) ・・・・・・(1) 線形増幅器の場合には s(t)=I/Io ・・・・・・・(2) の形で表される。ここで、Ioは光ビームのX線フィル
ム11面上での強度、IはX線フィルム11を透過した
ときの光ビームの強度である。もし、Ioが変調器37
によって変調されてA・Io(Aは変調係数で、この例
では0〈A〈1)になったとすると、対数変換器23を
使用したときの(1)式は(3)式のようになり、線形
増幅器を使用したときの(2)式は(4)式のようにな
る。
る信号s(t)は、 s(t)=−log(I/Io) ・・・・・・(1) 線形増幅器の場合には s(t)=I/Io ・・・・・・・(2) の形で表される。ここで、Ioは光ビームのX線フィル
ム11面上での強度、IはX線フィルム11を透過した
ときの光ビームの強度である。もし、Ioが変調器37
によって変調されてA・Io(Aは変調係数で、この例
では0〈A〈1)になったとすると、対数変換器23を
使用したときの(1)式は(3)式のようになり、線形
増幅器を使用したときの(2)式は(4)式のようにな
る。
【0047】 s(t)=−log(I/AIo)=logA+logIo−logI ・・・・・(3) s(t)=I/AIo ・・・・・・・・・(4) したがってこれらを補正して、ダイナミックレンジの広
い最終的な画像信号となる信号は上記のs(t)である
から、対数変換を用いた場合には(−logA)を補正
信号として加算してやればよいし、線形変換を用いた場
合には(A)を補正信号として乗算してやればよいこと
になる。
い最終的な画像信号となる信号は上記のs(t)である
から、対数変換を用いた場合には(−logA)を補正
信号として加算してやればよいし、線形変換を用いた場
合には(A)を補正信号として乗算してやればよいこと
になる。
【0048】この補正処理後の画像信号が出力画像信号
として端子35に導出され、それ以後はメモリに格納さ
れるか、モニタなどに映し出されて診断資料として提供
される。
として端子35に導出され、それ以後はメモリに格納さ
れるか、モニタなどに映し出されて診断資料として提供
される。
【0049】光ビームに対する変調信号pも濃度信号q
もそれぞれ8ビットの精度でディジタル信号に変換され
ているときには、上記の演算によって16ビットに拡張
されるので最終的にこの加算若しくは乗算処理操作によ
りダイナミックレンジを元の通りに線形のまま広げるこ
とが可能となる。
もそれぞれ8ビットの精度でディジタル信号に変換され
ているときには、上記の演算によって16ビットに拡張
されるので最終的にこの加算若しくは乗算処理操作によ
りダイナミックレンジを元の通りに線形のまま広げるこ
とが可能となる。
【0050】上記のような光ビームを変調しながら読み
取り動作を行いつつ変調信号作成処理操作と出力画像信
号処理操作が、X線フィルム11を副走査方向に移動さ
せながら画像全体について行われる。
取り動作を行いつつ変調信号作成処理操作と出力画像信
号処理操作が、X線フィルム11を副走査方向に移動さ
せながら画像全体について行われる。
【0051】但し、画像の最初の1ラインは変調信号を
作成することはできない。このため最初の1ラインは変
調しない光ビーム(無変調光ビーム)で読み取りを行っ
て得た画像信号rに基づき変調信号作成処理を行えば良
い。
作成することはできない。このため最初の1ラインは変
調しない光ビーム(無変調光ビーム)で読み取りを行っ
て得た画像信号rに基づき変調信号作成処理を行えば良
い。
【0052】ところで、空間周波数成分を制限するため
の上述した信号処理回路27での信号処理としては、具
体的には一次元的な単純平均でよく、主走査方向に30
〜50画素程度の大きさのカーネルでコンボリューショ
ン処理(畳み込み処理)を行うかまたはフーリエ変換な
どによる直交変換処理によって空間周波数成分を制限す
ることができる。空間周波数成分を制限するための具体
的な手段は「特開平2−292679号公報」などに開
示された技術を利用できる。
の上述した信号処理回路27での信号処理としては、具
体的には一次元的な単純平均でよく、主走査方向に30
〜50画素程度の大きさのカーネルでコンボリューショ
ン処理(畳み込み処理)を行うかまたはフーリエ変換な
どによる直交変換処理によって空間周波数成分を制限す
ることができる。空間周波数成分を制限するための具体
的な手段は「特開平2−292679号公報」などに開
示された技術を利用できる。
【0053】フーリエ変換を行うときは、フーリエ変換
(FT)された1ライン分の画像データのうち、0.1
lp/mm(lpはラインペア)以上に対応する成分を
0にし、逆フーリエ変換(IFT)を行えばよい。
(FT)された1ライン分の画像データのうち、0.1
lp/mm(lpはラインペア)以上に対応する成分を
0にし、逆フーリエ変換(IFT)を行えばよい。
【0054】畳み込み処理では使用するカーネルを比較
的大きくしないと所望する空間周波数除去結果は得られ
ない。
的大きくしないと所望する空間周波数除去結果は得られ
ない。
【0055】ディジタル化した後で周波数成分を制限す
るのではなく、アナログ領域のままつまりアナログフィ
ルタによって高周波成分を除去しその後ディジタイズす
ることでもよい。このとき同時にフィルタを通さない信
号も同時にディジタル変換することが必要である。
るのではなく、アナログ領域のままつまりアナログフィ
ルタによって高周波成分を除去しその後ディジタイズす
ることでもよい。このとき同時にフィルタを通さない信
号も同時にディジタル変換することが必要である。
【0056】ディジタル変換するに当たっては、全画素
数をそのままフーリエ変換用の画像データとして使用す
ると、画像データが多いので演算時間が長くなってしま
うからこの場合には補間処理が用いられる。これは演算
時に画素を等間隔に間引く。例えば1ラインの画素数が
2048画素あったときにはこれを例えば128画素に
間引く。画素数を間引いた状態でFT変換およびIFT
変換が行われ、その後で補間されて元の画素を復元す
る。これによって演算処理時間が大幅に短縮される。
数をそのままフーリエ変換用の画像データとして使用す
ると、画像データが多いので演算時間が長くなってしま
うからこの場合には補間処理が用いられる。これは演算
時に画素を等間隔に間引く。例えば1ラインの画素数が
2048画素あったときにはこれを例えば128画素に
間引く。画素数を間引いた状態でFT変換およびIFT
変換が行われ、その後で補間されて元の画素を復元す
る。これによって演算処理時間が大幅に短縮される。
【0057】補間方法としては単純補間ではなくスプラ
イン補間法や高次関数補間法(例えば4次補間)などを
用いれば、各IFT点間を滑らかに補間できるから画像
を復元する際の不連続な点(アーティファクト)が発生
しない。
イン補間法や高次関数補間法(例えば4次補間)などを
用いれば、各IFT点間を滑らかに補間できるから画像
を復元する際の不連続な点(アーティファクト)が発生
しない。
【0058】その他の空間周波数制限方法としてPMT
21からの信号をアナログ信号のまま高周波数遮断フィ
ルタに通しその信号をA/D変換器でディジタル信号に
することもできる。
21からの信号をアナログ信号のまま高周波数遮断フィ
ルタに通しその信号をA/D変換器でディジタル信号に
することもできる。
【0059】最終的な出力画像信号としてはPMT21
の出力そのものを利用してもよく(破線図示)、この出
力と端子35に得られる出力の何れかを任意に選択でき
るように構成することもできる。
の出力そのものを利用してもよく(破線図示)、この出
力と端子35に得られる出力の何れかを任意に選択でき
るように構成することもできる。
【0060】図1において、第1若しくは第2の光源2
0A,20Bの光出力強度を一定に保ちながらX線フィ
ルム11の画像読み取りを行い、その読み取りで得られ
た二次元画像信号に基づいて二次元的な変調信号を作成
し、次の画像読み取り時にこの変調信号によって変調器
37を制御して第2の光源20Bの光出力強度を変調
し、第2の光検出器21Bからの信号を画像信号として
使用するようにも構成できる。
0A,20Bの光出力強度を一定に保ちながらX線フィ
ルム11の画像読み取りを行い、その読み取りで得られ
た二次元画像信号に基づいて二次元的な変調信号を作成
し、次の画像読み取り時にこの変調信号によって変調器
37を制御して第2の光源20Bの光出力強度を変調
し、第2の光検出器21Bからの信号を画像信号として
使用するようにも構成できる。
【0061】上述した例では原稿としてX線フィルムが
使用され、これを透過した光を利用して画像信号を生成
するようにしたものであるが、原稿の種類や反射光を用
いるかは問わない。光源や光検出器の個数も実施例に限
定されない。光源の種類や光検出器の種類も同様であ
る。
使用され、これを透過した光を利用して画像信号を生成
するようにしたものであるが、原稿の種類や反射光を用
いるかは問わない。光源や光検出器の個数も実施例に限
定されない。光源の種類や光検出器の種類も同様であ
る。
【0062】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る画像読み
取り装置では変調信号で光ビームを変調した結果得られ
る電気信号からダイナミックレンジの広い最終的な画像
信号を生成するようにしたものである。
取り装置では変調信号で光ビームを変調した結果得られ
る電気信号からダイナミックレンジの広い最終的な画像
信号を生成するようにしたものである。
【0063】これによれば、光入力範囲を光検出器のダ
イナミックレンジの範囲内に抑えられると共にダイナミ
ックレンジの広い線形出力が得られる特徴を有する。そ
して、ライン単位で変調信号を生成しているので、この
発明をX線フィルム画像の読み取りに適用した場合には
光検出器への入力ダイナミックレンジを圧縮しているに
も拘らず肺疾患を正確に判別できる。したがって、この
発明はオリジナル画像情報を損なうことなく高空間解像
度、高濃度分解能で画像信号に変換できる画像読み取り
装置を提供できる特徴を有する。
イナミックレンジの範囲内に抑えられると共にダイナミ
ックレンジの広い線形出力が得られる特徴を有する。そ
して、ライン単位で変調信号を生成しているので、この
発明をX線フィルム画像の読み取りに適用した場合には
光検出器への入力ダイナミックレンジを圧縮しているに
も拘らず肺疾患を正確に判別できる。したがって、この
発明はオリジナル画像情報を損なうことなく高空間解像
度、高濃度分解能で画像信号に変換できる画像読み取り
装置を提供できる特徴を有する。
【図1】この発明に係る画像読み取り装置の基本形の一
例を示す系統図である。
例を示す系統図である。
【図2】その動作説明のための波形図である。
【図3】この発明に係る画像読み取り装置の具体例を示
す要部の系統図である。
す要部の系統図である。
【図4】その動作説明に供する波形図である。
【図5】同じく動作説明に供する波形図である。
【図6】従来の画像読み取り装置の系統図である。
10 画像読み取り装置 11 X線フィルム 20,20A,20B 光源 21,21A,21B 光検出器 30 変調信号作成部 26 ラインメモリ 27 信号処理回路 32 変調信号作成部 33 変調信号格納部 34 画像信号作成部 37 変調器
Claims (9)
- 【請求項1】 副走査方向に移動する透過または反射す
る原稿に対し、副走査方向に対して直角またはそれに近
い角度の主走査方向に光を照射する第1の光源と、 主走査方向に関して上記原稿を反射または透過した第1
の光の強度を検出する第1の光検出器と、 上記第1の光源からみて副走査方向に配置され、第2の
光を上記原稿に照射する第2の光源と、 反射または透過した第2の光の強度を検出して電気信号
の形で出力する第2の検出器と、 上記第1の検出器からの信号に基づいて上記第2の光源
の光強度を変調する変調信号を作成する変調信号作成部
と、 この変調信号に基づいて上記第2の光源から出射する第
2の光の強度を主走査方向に変調する変調器とで構成さ
れ、 上記変調信号で上記第2の光の強度が制御され、変調さ
れたこの第2の光による上記原稿からの透過光または反
射光である第2の光の強度が上記第2の光検出器で検出
され、これより読み取られた信号を画像信号として使用
するようにしたことを特徴とする画像読み取り装置。 - 【請求項2】 上記原稿への照射光がレーザビームであ
り、上記変調器は時系列的に入力された変調信号に対応
してこのレーザビームを変調する変調器であることを特
徴とする請求項1記載の画像読み取り装置。 - 【請求項3】 上記光源は主走査方向に長さを持つ一次
元光源であり、上記光検出器は上記光源と同一の方向に
配置された一次元の光検出器であることを特徴とする請
求項1記載の画像読み取り装置。 - 【請求項4】 上記光検出器は一次元の固体撮像素子ア
レイであることを特徴とする請求項1記載の画像読み取
り装置。 - 【請求項5】 上記変調信号は主走査方向に関する位置
と変調強度の関数でであることを特徴とする請求項1記
載の画像読み取り装置。 - 【請求項6】 上記変調器に与えられる変調信号と上記
第2の検出器から得られた画像信号とに基づいて出力画
像信号を作成するようにしたことを特徴とする請求項1
記載の画像読み取り装置。 - 【請求項7】 上記第1若しくは第2の光源の光出力強
度を一定に保ちながら画像の読み取りが行われ、その読
み取りで得られた二次元画像信号に基づいて二次元的な
変調信号が作成され、次の画像読み取り時に上記変調信
号によって上記変調器が制御されて上記第2の光源の光
出力強度が変調され、上記第2の光検出器からの信号が
画像信号として使用するようになされたことを特徴とす
る請求項1記載の画像読み取り装置。 - 【請求項8】 上記第1および第2の光源は同一の光源
が使用されたことを特徴とする請求項1記載の画像読み
取り装置。 - 【請求項9】 上記第1の光検出器と第2の光検出器が
同一であることを特徴とする請求項1記載の画像読み取
り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4319010A JPH06164840A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 画像読み取り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4319010A JPH06164840A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 画像読み取り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06164840A true JPH06164840A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18105497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4319010A Pending JPH06164840A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 画像読み取り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06164840A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000209501A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-07-28 | Ge Medical Syst Sa | 器官の厚さを補償する方法 |
| JP2011177373A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Shimadzu Corp | X線撮影装置 |
| US8897418B2 (en) | 2012-08-15 | 2014-11-25 | Shimadzu Corporation | X-ray apparatus |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP4319010A patent/JPH06164840A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000209501A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-07-28 | Ge Medical Syst Sa | 器官の厚さを補償する方法 |
| JP2011177373A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Shimadzu Corp | X線撮影装置 |
| US8897418B2 (en) | 2012-08-15 | 2014-11-25 | Shimadzu Corporation | X-ray apparatus |
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