JPH09102030A - 画像読取装置 - Google Patents
画像読取装置Info
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- JPH09102030A JPH09102030A JP7282599A JP28259995A JPH09102030A JP H09102030 A JPH09102030 A JP H09102030A JP 7282599 A JP7282599 A JP 7282599A JP 28259995 A JP28259995 A JP 28259995A JP H09102030 A JPH09102030 A JP H09102030A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 通常用いる濃度付近で良い補正を行い、全体
的な光量の分布むらの補正を行う。 【構成】 操作時には、先ず読取用光源11を消灯した
状態でラインセンサ14を駆動させ、オフセット値F(i)
を求める。更に、フィルタ15を挿入して同様に出力分
布f1(i) を求め、読取用光源11を点灯して最大光の出
力分布L0(i) を求める。これらの出力分布f1(i)、L0(i)
から統計的な非線形補正参照テーブルを作成し、参照テ
ーブル20に書き込む。そして、実際のフィルム12を
用いて画像を取り込み、参照テーブル20により非線形
補正を行い濃度値を求める。
的な光量の分布むらの補正を行う。 【構成】 操作時には、先ず読取用光源11を消灯した
状態でラインセンサ14を駆動させ、オフセット値F(i)
を求める。更に、フィルタ15を挿入して同様に出力分
布f1(i) を求め、読取用光源11を点灯して最大光の出
力分布L0(i) を求める。これらの出力分布f1(i)、L0(i)
から統計的な非線形補正参照テーブルを作成し、参照テ
ーブル20に書き込む。そして、実際のフィルム12を
用いて画像を取り込み、参照テーブル20により非線形
補正を行い濃度値を求める。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用フィルム画
像を光学的に読み取り、デジタル化する画像読取装置に
関するものである。
像を光学的に読み取り、デジタル化する画像読取装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、X線透視画像等の医療画像をデジ
タル化し、電子ファイリングや自動診断へ応用しようと
する動きが活発である。そのための機器としては、撮影
現像されたX線フィルムを光学的に読み取り、デジタル
値に変換するフィルムデジタイザが有効な手段として知
られている。
タル化し、電子ファイリングや自動診断へ応用しようと
する動きが活発である。そのための機器としては、撮影
現像されたX線フィルムを光学的に読み取り、デジタル
値に変換するフィルムデジタイザが有効な手段として知
られている。
【0003】一般に、医療用のX線フィルムは大きく、
例えば14インチ×17インチの大きさであり、医師の
診断においては2〜10本/mm程度の細かな画像表現
を問題にする場合が多い。例えば、サンプリングピッチ
を150μmとし、最高3.3本/mmまで表現可能と
しても、14インチ×17インチのフィルムの場合に
は、画像全体のサイズは2400×2900というかな
り大きなものになる。
例えば14インチ×17インチの大きさであり、医師の
診断においては2〜10本/mm程度の細かな画像表現
を問題にする場合が多い。例えば、サンプリングピッチ
を150μmとし、最高3.3本/mmまで表現可能と
しても、14インチ×17インチのフィルムの場合に
は、画像全体のサイズは2400×2900というかな
り大きなものになる。
【0004】このような大きいサイズのものを光学的に
読み取ろうとする場合には、一般に画素数の多いライン
センサを用い、フィルムを物理的に移動させて走査して
読み取る。また、CCDラインセンサを代表とするライ
ンセンサの光電変換素子は、光量と出力電圧には一般に
線形の関係があり、それを利用して光量の分布むら、即
ちシェーディングを補正することができる。
読み取ろうとする場合には、一般に画素数の多いライン
センサを用い、フィルムを物理的に移動させて走査して
読み取る。また、CCDラインセンサを代表とするライ
ンセンサの光電変換素子は、光量と出力電圧には一般に
線形の関係があり、それを利用して光量の分布むら、即
ちシェーディングを補正することができる。
【0005】図8は従来例のフィルムデジタイザの構成
図であり、棒状の蛍光灯又はハロゲンランプ等の読取用
光源1に対向して、媒体のフィルム2、結像光学系3、
CCDラインセンサ等のラインセンサ4が順次に配列さ
れている。なお、フィルム2は図示しない機械的な手段
により矢印Aの方向へ等速度で搬送され、ここでは透過
光によってフィルム2上の可視画像を読み取るようにな
っている。
図であり、棒状の蛍光灯又はハロゲンランプ等の読取用
光源1に対向して、媒体のフィルム2、結像光学系3、
CCDラインセンサ等のラインセンサ4が順次に配列さ
れている。なお、フィルム2は図示しない機械的な手段
により矢印Aの方向へ等速度で搬送され、ここでは透過
光によってフィルム2上の可視画像を読み取るようにな
っている。
【0006】更に、ラインセンサ4の出力にはアナログ
値をデジタル値に変換するA/D変換器5が接続され、
このA/D変換器5の出力はラインメモリ6の出力と共
に減算器7に接続されている。この減算器7の出力は、
参照テーブルによって対数変換を行う対数変換器8、減
算器9に順次に接続され、更にこの減算器9の入力には
ラインメモリ10が接続されている。
値をデジタル値に変換するA/D変換器5が接続され、
このA/D変換器5の出力はラインメモリ6の出力と共
に減算器7に接続されている。この減算器7の出力は、
参照テーブルによって対数変換を行う対数変換器8、減
算器9に順次に接続され、更にこの減算器9の入力には
ラインメモリ10が接続されている。
【0007】操作時には、先ず読取用光源1を点灯し、
フィルム2を挿入しない状態で最高の光出力の1ライン
分を複数回取り出して平均処理することにより、出力分
布L0(i) を求める。ただし、nをラインセンサ4の画素
数とすると、i=1、…、nである。
フィルム2を挿入しない状態で最高の光出力の1ライン
分を複数回取り出して平均処理することにより、出力分
布L0(i) を求める。ただし、nをラインセンサ4の画素
数とすると、i=1、…、nである。
【0008】更に、読取用光源1を消灯し、出力分布L0
(i) を求めた場合と同様に、1ライン分を複数回取り出
し平均処理することにより、ラインセンサ4又は図示し
ない増幅器の持つオフセット値F(i)を求め、ラインメモ
リ6に記憶される。そして、通常のフィルム2を透過し
たときに得られる出力分布L(i)から、フィルム2の透過
率T(i)が次式により求められる。 T(i)={L(i) −F(i)} /{L0(i)−F(i)} …(1)
(i) を求めた場合と同様に、1ライン分を複数回取り出
し平均処理することにより、ラインセンサ4又は図示し
ない増幅器の持つオフセット値F(i)を求め、ラインメモ
リ6に記憶される。そして、通常のフィルム2を透過し
たときに得られる出力分布L(i)から、フィルム2の透過
率T(i)が次式により求められる。 T(i)={L(i) −F(i)} /{L0(i)−F(i)} …(1)
【0009】この計算は、ラインセンサ4上の光電変換
素子の個々の特性のばらつきを補正する役割もしてお
り、個々の画素の直線性のみが保証されていれば、オフ
セット値F(i)と傾きのばらつきは(1) 式で補正される。
素子の個々の特性のばらつきを補正する役割もしてお
り、個々の画素の直線性のみが保証されていれば、オフ
セット値F(i)と傾きのばらつきは(1) 式で補正される。
【0010】しかし、実際に用いられる値は(1) 式で示
される透過率T(i)ではなく、その対数変換である濃度値
の場合が多い。割り算の演算は繁雑になるため、実際に
は(1) 式の分母と分子をそれぞれ対数変換した後に、そ
の差分により濃度値を求める。濃度値をD(i)とすると、
log を10を基数とした常用対数として、 D(i)=−log{T(i)} =log{L0(i) −F(i)} −log{L(i)−F(i)} …(2) と示すことができる。ただし、nをラインセンサ4の画
素数とすると、i=1、…、nである。
される透過率T(i)ではなく、その対数変換である濃度値
の場合が多い。割り算の演算は繁雑になるため、実際に
は(1) 式の分母と分子をそれぞれ対数変換した後に、そ
の差分により濃度値を求める。濃度値をD(i)とすると、
log を10を基数とした常用対数として、 D(i)=−log{T(i)} =log{L0(i) −F(i)} −log{L(i)−F(i)} …(2) と示すことができる。ただし、nをラインセンサ4の画
素数とすると、i=1、…、nである。
【0011】フィルム2を読み取る場合には、先ずライ
ンセンサ4を制御する図示しない制御装置から発生する
1ラインのスタートを示す信号に同期して、減算器7に
より1画素ごとにラインセンサ4の出力分布L(i)とライ
ンメモリ6に記憶されたオフセット値F(i)の減算を行
い、(1) 式の分子の計算を行う。
ンセンサ4を制御する図示しない制御装置から発生する
1ラインのスタートを示す信号に同期して、減算器7に
より1画素ごとにラインセンサ4の出力分布L(i)とライ
ンメモリ6に記憶されたオフセット値F(i)の減算を行
い、(1) 式の分子の計算を行う。
【0012】更に、対数変換器8により参照テーブルに
基づいて(2) 式に示すように{L(i)−F(i)} の対数の変
換を行う。このとき、参照テーブルは整数値を扱うた
め、参照テーブルのビット数をk1とすれば、入力xに対
して次式で表される関数z(x)を用いて対数の変換を行
う。ただし、0≦x≦2k1−1である。 z(x)=log(x+1) ・ 2k1/(k1 ・log 2) …(3)
基づいて(2) 式に示すように{L(i)−F(i)} の対数の変
換を行う。このとき、参照テーブルは整数値を扱うた
め、参照テーブルのビット数をk1とすれば、入力xに対
して次式で表される関数z(x)を用いて対数の変換を行
う。ただし、0≦x≦2k1−1である。 z(x)=log(x+1) ・ 2k1/(k1 ・log 2) …(3)
【0013】更に、予めフィルム2を挿入しない状態で
取り込んだ出力分布L0(i) とオフセット値F(i)によって
計算された(2) 式のlog{L0(i) −F(i)} をラインメモリ
10により記憶し、対応する画素ごとにラインメモリ1
0の出力のlog{L0(i) −F(i)} から対数変換器8の出力
のlog{L(i)−F(i)} を減算器9により減算して、(2)式
に示す濃度値D(i)を求める。
取り込んだ出力分布L0(i) とオフセット値F(i)によって
計算された(2) 式のlog{L0(i) −F(i)} をラインメモリ
10により記憶し、対応する画素ごとにラインメモリ1
0の出力のlog{L0(i) −F(i)} から対数変換器8の出力
のlog{L(i)−F(i)} を減算器9により減算して、(2)式
に示す濃度値D(i)を求める。
【0014】ここで、ラインセンサ4の各画素の光入力
と出力電圧の関係は完全な線形として濃度値D(i)を求め
たが、実際のラインセンサ4の各画素の光入力と出力電
圧の関係は完全な線形ではなく、代表的な特性は飽和特
性である。
と出力電圧の関係は完全な線形として濃度値D(i)を求め
たが、実際のラインセンサ4の各画素の光入力と出力電
圧の関係は完全な線形ではなく、代表的な特性は飽和特
性である。
【0015】図9はラインセンサ4の各画素の光量出力
特性図であり、横軸は光入力を示し、縦軸は出力電圧を
示している。光量aまではほぼ直線であるが、それを越
えると線形性がなくなっており、入射光量を光量a以下
に抑えて(1) 式又は(2) 式に対応させることはできる
が、S/Nの観点からすると入射光量の範囲は広い方が
よい。
特性図であり、横軸は光入力を示し、縦軸は出力電圧を
示している。光量aまではほぼ直線であるが、それを越
えると線形性がなくなっており、入射光量を光量a以下
に抑えて(1) 式又は(2) 式に対応させることはできる
が、S/Nの観点からすると入射光量の範囲は広い方が
よい。
【0016】透過率T(i)を濃度値D(i)に変換して用いる
ことを考えると、全光量の範囲において同一の感度を有
する必要性はなく、光量の多い部分においては分解能が
粗くてもよいため、飽和特性を含んだままデジタル値に
変換し、デジタル値を参照テーブルによって線形化し、
(2) 式に適応することも理論的には可能である。
ことを考えると、全光量の範囲において同一の感度を有
する必要性はなく、光量の多い部分においては分解能が
粗くてもよいため、飽和特性を含んだままデジタル値に
変換し、デジタル値を参照テーブルによって線形化し、
(2) 式に適応することも理論的には可能である。
【0017】その場合には、図9に示す光量出力特性を
表す特性関数f(x)を求めた後に、その逆特性関数g(x)を
計算し、ラインセンサ4の出力電圧を逆特性関数g(x)に
より計算することで線形化する。そして、次式により濃
度値D(i)を求めることができる。 D(i)=log[g{L0(i) −F(i)}]−log[g{L(i)−F(i)}] …(4)
表す特性関数f(x)を求めた後に、その逆特性関数g(x)を
計算し、ラインセンサ4の出力電圧を逆特性関数g(x)に
より計算することで線形化する。そして、次式により濃
度値D(i)を求めることができる。 D(i)=log[g{L0(i) −F(i)}]−log[g{L(i)−F(i)}] …(4)
【0018】図10は(4) 式により濃度がほぼ均一なフ
ィルム2の濃度値D(i)を計算した場合の平均濃度の標準
偏差のグラフ図を示し、横軸にフィルム2の平均濃度を
示し、縦軸にその標準偏差を示している。フィルム2を
挿入しない平均濃度が零の場合を基準としているため、
平均濃度が零の場合には完全に補正がなされ標準偏差が
零になっており、平均濃度が上がるに従ってばらつきが
増えている。
ィルム2の濃度値D(i)を計算した場合の平均濃度の標準
偏差のグラフ図を示し、横軸にフィルム2の平均濃度を
示し、縦軸にその標準偏差を示している。フィルム2を
挿入しない平均濃度が零の場合を基準としているため、
平均濃度が零の場合には完全に補正がなされ標準偏差が
零になっており、平均濃度が上がるに従ってばらつきが
増えている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、複数の光電変換素子を持つラインセン
サ4では個々の素子の持つ特性が必ずしも同じではなく
ばらついている。また、個々の光電変換素子の特性を精
度良く測定する方法がなく、たとえ精度良く測定できた
としても、それを補正するためには個々の画素に対して
(4) 式の変換を行う必要があり、回路素子が多くなり経
済的に困難である。
来例においては、複数の光電変換素子を持つラインセン
サ4では個々の素子の持つ特性が必ずしも同じではなく
ばらついている。また、個々の光電変換素子の特性を精
度良く測定する方法がなく、たとえ精度良く測定できた
としても、それを補正するためには個々の画素に対して
(4) 式の変換を行う必要があり、回路素子が多くなり経
済的に困難である。
【0020】更に、光量が多くなると周辺の画素への影
響が多くなり、個々の画素の独立性が低くなる。即ち、
媒体がない場合の出力分布L0(i) には、個々の画素の特
性又は細かい光量のむらが現れず、それを用いても画素
の光量が少ないときの画素ごとの細かな変動を補正する
ことができない。つまり、媒体のないとき又はそれに近
いときは、その形状に近い特性を基準に透過率への変換
を行うためかなり良い補正が行われるが、そこから離れ
てくると画素ごとの細かな変動の補正は行われない。
響が多くなり、個々の画素の独立性が低くなる。即ち、
媒体がない場合の出力分布L0(i) には、個々の画素の特
性又は細かい光量のむらが現れず、それを用いても画素
の光量が少ないときの画素ごとの細かな変動を補正する
ことができない。つまり、媒体のないとき又はそれに近
いときは、その形状に近い特性を基準に透過率への変換
を行うためかなり良い補正が行われるが、そこから離れ
てくると画素ごとの細かな変動の補正は行われない。
【0021】このことは、通常用いる光量範囲である透
過率1/10以下、即ち濃度1以上の細かな変動は常に
残ることを意味し、その細かな変動は固定パターンとし
て画像上に縦すじとなって現れ、通常には用いない高い
透過率の範囲のみ良い補正が行われる。
過率1/10以下、即ち濃度1以上の細かな変動は常に
残ることを意味し、その細かな変動は固定パターンとし
て画像上に縦すじとなって現れ、通常には用いない高い
透過率の範囲のみ良い補正が行われる。
【0022】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
通常用いる濃度付近で光量分布の良い補正を行い、全体
的な光量の分布むらの補正を行う画像読取装置を提供す
ることにある。
通常用いる濃度付近で光量分布の良い補正を行い、全体
的な光量の分布むらの補正を行う画像読取装置を提供す
ることにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る画像読取装置は、媒体上に記録された
画像に照明光を照射してその透過光又は反射光の光量分
布を複数の光電変換素子によって読み取り、画像化する
画像読取装置において、照明光或いはその透過光又は反
射光を画像読取時よりも弱めて得た光量分布を求めた後
に、該光量分布を定数倍した値を基準分布として画像の
透過率又は反射率を計算する手段を有することを特徴と
する。
めの本発明に係る画像読取装置は、媒体上に記録された
画像に照明光を照射してその透過光又は反射光の光量分
布を複数の光電変換素子によって読み取り、画像化する
画像読取装置において、照明光或いはその透過光又は反
射光を画像読取時よりも弱めて得た光量分布を求めた後
に、該光量分布を定数倍した値を基準分布として画像の
透過率又は反射率を計算する手段を有することを特徴と
する。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明を図1〜図7に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例の構
成図であり、棒状の蛍光灯又はハロゲンランプ等の読取
用光源11に対向して、媒体のフィルム12、結像光学
系13、ラインセンサ14、及びラインセンサ14の前
面に挿脱可能で濃度が約1のフィルタ15が順次に配列
されている。
例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例の構
成図であり、棒状の蛍光灯又はハロゲンランプ等の読取
用光源11に対向して、媒体のフィルム12、結像光学
系13、ラインセンサ14、及びラインセンサ14の前
面に挿脱可能で濃度が約1のフィルタ15が順次に配列
されている。
【0025】更に、ラインセンサ14の出力にはアナロ
グ値をデジタル値に変換するA/D変換器16が接続さ
れ、このA/D変換器16の出力はラインメモリ17の
出力と共に減算器18に接続されている。この減算器1
8の出力は参照テーブルによって対数変換を行う対数変
換器19、統計的な非線形補正参照テーブルの機能を有
する参照テーブル20、減算器21に順次に接続されて
いる。
グ値をデジタル値に変換するA/D変換器16が接続さ
れ、このA/D変換器16の出力はラインメモリ17の
出力と共に減算器18に接続されている。この減算器1
8の出力は参照テーブルによって対数変換を行う対数変
換器19、統計的な非線形補正参照テーブルの機能を有
する参照テーブル20、減算器21に順次に接続されて
いる。
【0026】また、減算器21の入力にはシェーディン
グ補正用のラインメモリ22が接続され、これらのライ
ンメモリ17、対数変換器19、参照テーブル20、ラ
インメモリ22には、マイクロプロセッサ、ソフトウェ
ア等から構成され本システムを制御する制御部23が接
続されている。
グ補正用のラインメモリ22が接続され、これらのライ
ンメモリ17、対数変換器19、参照テーブル20、ラ
インメモリ22には、マイクロプロセッサ、ソフトウェ
ア等から構成され本システムを制御する制御部23が接
続されている。
【0027】更に、この制御部23には、出力されたデ
ータを一時的に記憶するメモリ24、データを外部機器
へ出力するためのインタフェイス25が接続され、減算
器21の出力もメモリ24を介してインタフェイス25
に接続されている。
ータを一時的に記憶するメモリ24、データを外部機器
へ出力するためのインタフェイス25が接続され、減算
器21の出力もメモリ24を介してインタフェイス25
に接続されている。
【0028】操作時には、先ずラインメモリ17、22
のデータを全て零に初期化し、対数変換器19、参照テ
ーブル20の参照テーブルを入出力値が同じになるよう
に線形に設定する。続いて、読取用光源11を消灯した
状態でラインセンサ14を駆動し、その出力をA/D変
換器16によりA/D変換を行い、減算器18、対数変
換器19、参照テーブル20、減算器21を介してデー
タをnライン分メモリ24へ記憶する。
のデータを全て零に初期化し、対数変換器19、参照テ
ーブル20の参照テーブルを入出力値が同じになるよう
に線形に設定する。続いて、読取用光源11を消灯した
状態でラインセンサ14を駆動し、その出力をA/D変
換器16によりA/D変換を行い、減算器18、対数変
換器19、参照テーブル20、減算器21を介してデー
タをnライン分メモリ24へ記憶する。
【0029】このとき、ラインメモリ17、22のデー
タは零であり、対数変換器19、参照テーブル20の参
照テーブルが線形であることから、メモリ24上にはA
/D変換器16の出力そのものを減算器21により符号
反転されたデータが記憶される。
タは零であり、対数変換器19、参照テーブル20の参
照テーブルが線形であることから、メモリ24上にはA
/D変換器16の出力そのものを減算器21により符号
反転されたデータが記憶される。
【0030】ここで、 r(i,j) をメモリ24上のjライ
ン目のデータのi画素目のデータとすると、読取用光源
11を消灯したときのデータのオフセット値F(i)は以下
の平均計算により計算される。 F(i)=−Σr(i,j)/n (1≦i≦p) …(5)
ン目のデータのi画素目のデータとすると、読取用光源
11を消灯したときのデータのオフセット値F(i)は以下
の平均計算により計算される。 F(i)=−Σr(i,j)/n (1≦i≦p) …(5)
【0031】ただし、Σはjについてj=1からj=n
まで積算したものを示す。このオフセット値F(i)をライ
ンメモリ17へ記憶し次からの演算に用いる。
まで積算したものを示す。このオフセット値F(i)をライ
ンメモリ17へ記憶し次からの演算に用いる。
【0032】次に、読取用光源11を点灯してフィルム
12を挿入しない状態で、フィルタ15をラインセンサ
14の前面に挿入する。読取用光源11を消灯してオフ
セット値F(i)を計算したときと同様に、nラインについ
てデータr(i,j)として取り込み、フィルタ15を透過し
たデータの出力分布f1(i) として、(5) 式と同様に以下
の平均計算を行う。 f1(i) =−Σr(i,j)/n (1≦i≦p) …(6)
12を挿入しない状態で、フィルタ15をラインセンサ
14の前面に挿入する。読取用光源11を消灯してオフ
セット値F(i)を計算したときと同様に、nラインについ
てデータr(i,j)として取り込み、フィルタ15を透過し
たデータの出力分布f1(i) として、(5) 式と同様に以下
の平均計算を行う。 f1(i) =−Σr(i,j)/n (1≦i≦p) …(6)
【0033】ただし、Σはjについてj=1からj=n
まで積算したものを示す。そして、この出力分布f1(i)
から(5) 式に示すオフセット値F(i)を減算器18により
減算し、メモリ24に記憶される。このフィルタ15の
濃度1.0(透過率1/10)とすると濃度1.0のフ
ィルタ15を透過して得られた出力分布f1(i) は、光量
が少ないために画素の個々の独立性が良く、光電変換特
性がほぼ直線の領域で各画素が使用されるので、読取用
光源11の光量分布むら及び個々の画素の特性のばらつ
きをかなり良く再現していると考えられる。
まで積算したものを示す。そして、この出力分布f1(i)
から(5) 式に示すオフセット値F(i)を減算器18により
減算し、メモリ24に記憶される。このフィルタ15の
濃度1.0(透過率1/10)とすると濃度1.0のフ
ィルタ15を透過して得られた出力分布f1(i) は、光量
が少ないために画素の個々の独立性が良く、光電変換特
性がほぼ直線の領域で各画素が使用されるので、読取用
光源11の光量分布むら及び個々の画素の特性のばらつ
きをかなり良く再現していると考えられる。
【0034】実際の濃度値D(i)への変換は、10・f1
(i) を基準として次式で計算することができる。 D(i)=log{10・f1(i) −F(i)} −log{L(i)−F(i)} …(7) ここで、L(i)はフィルム12の読取値である。
(i) を基準として次式で計算することができる。 D(i)=log{10・f1(i) −F(i)} −log{L(i)−F(i)} …(7) ここで、L(i)はフィルム12の読取値である。
【0035】基準として、10・f1(i) を用いたことに
より、濃度1の近辺での光量分布むら及び個々の画素の
特性のばらつきを重点的に補正できる。
より、濃度1の近辺での光量分布むら及び個々の画素の
特性のばらつきを重点的に補正できる。
【0036】実際に行うときはラインメモリ22には、 S(i)=log{f1(i) ・10+1} ・2k1/(k1・log 2) …(8) 対数変換器19には、 Z(x)=log(x+1)・2k1/(k1・log 2) …(9) を記憶させて、(7) 式を実現する。ここで、k1は演算に
おけるビット数である。
おけるビット数である。
【0037】しかし、以上の操作では参照テーブル20
を線形として扱っているため、光量が大きな部分での飽
和特性があると、光量分布むらの補正が正しく行われな
くなる虞れがある。光量が大きな部分つまり低濃度域は
通常では医用画像フィルムでは存在する確率が低く、細
かなばらつきの補正は行う必要はないが、大きな光量む
らの補正は少なくとも補正することが望ましい。
を線形として扱っているため、光量が大きな部分での飽
和特性があると、光量分布むらの補正が正しく行われな
くなる虞れがある。光量が大きな部分つまり低濃度域は
通常では医用画像フィルムでは存在する確率が低く、細
かなばらつきの補正は行う必要はないが、大きな光量む
らの補正は少なくとも補正することが望ましい。
【0038】そこで、光量の大きな部分(大きな値)に
おいては、個々のセンサのばらつきを考えない、ライン
センサ全体としての統計的に飽和特性を補正する特性の
データを参照テーブル20に入れておけば、光量の大き
な部分での光量むらの補正もほぼ正しく行える。
おいては、個々のセンサのばらつきを考えない、ライン
センサ全体としての統計的に飽和特性を補正する特性の
データを参照テーブル20に入れておけば、光量の大き
な部分での光量むらの補正もほぼ正しく行える。
【0039】センサの入出力特性を求める手段として
は、通常では基準となる媒体を読み取り、その入出力関
係から、算出されるべきであるが、通常正確な基準媒体
が得られ難く、以下ではそのような基準媒体を用いず
に、入出力特性を統計的に求める方法を実施例として述
べる。
は、通常では基準となる媒体を読み取り、その入出力関
係から、算出されるべきであるが、通常正確な基準媒体
が得られ難く、以下ではそのような基準媒体を用いず
に、入出力特性を統計的に求める方法を実施例として述
べる。
【0040】先ず、ラインメモリ22を0にクリアし、
フィルタ15をラインセンサ14の前面から取り外し、
前と同様にデータr(i,g)をnライン分取り込む。
そして、最大光に対応する出力分布L0(i) を次式で計算
する。 Lo(i) =−Σr(i,j)/n (1≦i≦p) …(10)
フィルタ15をラインセンサ14の前面から取り外し、
前と同様にデータr(i,g)をnライン分取り込む。
そして、最大光に対応する出力分布L0(i) を次式で計算
する。 Lo(i) =−Σr(i,j)/n (1≦i≦p) …(10)
【0041】ここで、(6) 式、(10)式に示す出力分布f1
(i) 、L0(i) から統計的な非線形補正参照テーブルを作
成する方法について詳しく述べると、先ず最大光の出力
分布L0(i) をX軸に、フィルタ15を透過したデータの
出力分布f1(i) をY軸にした点を統計的に最小2乗法で
滑らかに通る曲線を作る。
(i) 、L0(i) から統計的な非線形補正参照テーブルを作
成する方法について詳しく述べると、先ず最大光の出力
分布L0(i) をX軸に、フィルタ15を透過したデータの
出力分布f1(i) をY軸にした点を統計的に最小2乗法で
滑らかに通る曲線を作る。
【0042】このとき、例えばmをラインセンサ14の
特性が線形である範囲の値として、X<mでは直線であ
り、X=0であるときY=0であるような拘束条件を与
える。そして、X>mでは例えばラインセンサ14の特
性が5次の多項式であると仮定して、X=mにおいて1
次及び2次の微分値が等しくなるような曲線を求める。
その求め方として、例えば次の(11)式の連立多項式を解
く。
特性が線形である範囲の値として、X<mでは直線であ
り、X=0であるときY=0であるような拘束条件を与
える。そして、X>mでは例えばラインセンサ14の特
性が5次の多項式であると仮定して、X=mにおいて1
次及び2次の微分値が等しくなるような曲線を求める。
その求め方として、例えば次の(11)式の連立多項式を解
く。
【0043】
【式1】
【0044】ここで、 t1(x)=x5 −10m3 x2 −6m5 t2(x)=x4 −6m2 x2 −3m-4 t3(x)=x3 −3mx2 −m3 であり、Σはpを1ラインの画素数として、iを1から
pまで積算したものを示す。(11)式の連立方程式でa、
b、c、eを求め、次式によりd、fを計算する。 d=−10am3 −6bm2 −3cm f=−6am5 −3bm4 −cm3
pまで積算したものを示す。(11)式の連立方程式でa、
b、c、eを求め、次式によりd、fを計算する。 d=−10am3 −6bm2 −3cm f=−6am5 −3bm4 −cm3
【0045】これらのd、fから、次の5次の多項式で
ある関数q(x)を定義する。 q(x)=ax5 +bx4 +cx3 +dx2 +ex+f …(12)
ある関数q(x)を定義する。 q(x)=ax5 +bx4 +cx3 +dx2 +ex+f …(12)
【0046】この関数q(x)を用いて次式で示す関数v(x)
を計算すれば、ラインセンサ14の特性を近似する特性
曲線が求まる。 v(x)=xm/q(m) 0≦x≦m v(x)=mq(x)/q(m) x>m …(13)
を計算すれば、ラインセンサ14の特性を近似する特性
曲線が求まる。 v(x)=xm/q(m) 0≦x≦m v(x)=mq(x)/q(m) x>m …(13)
【0047】以上の計算法は、(14)式に対する最小2乗
規範に基づく演算に、 dg(x)/dx=q(n)/m 、D2q(x)/
dx2 =0の拘束条件を導入すれば、簡単に導くことがで
きる。そして、この関数v(x)の逆関数を求め参照テーブ
ル20に書き込む。
規範に基づく演算に、 dg(x)/dx=q(n)/m 、D2q(x)/
dx2 =0の拘束条件を導入すれば、簡単に導くことがで
きる。そして、この関数v(x)の逆関数を求め参照テーブ
ル20に書き込む。
【0048】図3は図2に示す光量分布に対して(13)式
の計算を行い、統計的に非線形補正をする参照テーブル
を計算した例を示しており、横軸に入力データを示し、
縦軸に出力データを示している。或る入力データの値ま
では出力データが線形であり、その入力データを越えた
範囲では非線形に補正されていることが分かる。
の計算を行い、統計的に非線形補正をする参照テーブル
を計算した例を示しており、横軸に入力データを示し、
縦軸に出力データを示している。或る入力データの値ま
では出力データが線形であり、その入力データを越えた
範囲では非線形に補正されていることが分かる。
【0049】次に、ラインメモリ22に書き込まれるシ
ェーディングデータS(i)を、出力分布f1(i) から次式に
より求める。 S(i)=log{f1(i) ・m/q(m)+1} ・2k1/ ( k1 ・log 2) …(14)
ェーディングデータS(i)を、出力分布f1(i) から次式に
より求める。 S(i)=log{f1(i) ・m/q(m)+1} ・2k1/ ( k1 ・log 2) …(14)
【0050】ここで、k1は入力ビット数であり、更に入
力xに対して、次式に従って対数変換器19で示す対数
変換の参照テーブルを作成する。ただし、0≦x≦2k1
−1である。 z(x)=log(x+1) ・2k1/(k1 ・log 2) …(15)
力xに対して、次式に従って対数変換器19で示す対数
変換の参照テーブルを作成する。ただし、0≦x≦2k1
−1である。 z(x)=log(x+1) ・2k1/(k1 ・log 2) …(15)
【0051】この方式の利点は、フィルタ15の濃度が
不明であっても、統計的にm/q(m)で推定することにもあ
る。
不明であっても、統計的にm/q(m)で推定することにもあ
る。
【0052】以上の準備が終了した段階で実際のフィル
ム12を用いて画像を取り込む。上述の準備操作を図4
のフローチャート図に示す。正確な複数の透過率を持つ
基準媒体を得られれば、その特性から補正を行ってもよ
い。
ム12を用いて画像を取り込む。上述の準備操作を図4
のフローチャート図に示す。正確な複数の透過率を持つ
基準媒体を得られれば、その特性から補正を行ってもよ
い。
【0053】図5は図2に示す出力分布から濃度値を計
算した例であり、媒体としてほぼ完全に均一なフィルム
12を用いているため、結果は均一になっていなければ
ならない。
算した例であり、媒体としてほぼ完全に均一なフィルム
12を用いているため、結果は均一になっていなければ
ならない。
【0054】図6は各フィルム12ごとに横軸にそのフ
ィルム12の濃度の平均値を示し、縦軸にその標準偏差
を示している。本方式では、濃度約1.0のフィルタ1
5を基準としているため、濃度約1.0のフィルム12
では完全に補正がなされ、標準偏差が零になっており、
全体としてもばらつきはかなり少ない。
ィルム12の濃度の平均値を示し、縦軸にその標準偏差
を示している。本方式では、濃度約1.0のフィルタ1
5を基準としているため、濃度約1.0のフィルム12
では完全に補正がなされ、標準偏差が零になっており、
全体としてもばらつきはかなり少ない。
【0055】この方法によれば、濃淡を持つ画像におい
てよく用いられる濃度約1.0の近辺において良い補正
が行われ、縦すじは殆どなくなる。また、透過率の非常
に小さな部分では逆に画素のばらつきによる縦すじが現
れてくることになるが、通常の医療用X線フィルム画像
にはそのような薄い濃度のものは少なく、実際に使用さ
れることは稀であるため、実用上問題はない。殆どのフ
ィルムには、常にベース濃度として約0.1〜0.3程
度とされているため、それ以下の濃度を測定することは
稀である。
てよく用いられる濃度約1.0の近辺において良い補正
が行われ、縦すじは殆どなくなる。また、透過率の非常
に小さな部分では逆に画素のばらつきによる縦すじが現
れてくることになるが、通常の医療用X線フィルム画像
にはそのような薄い濃度のものは少なく、実際に使用さ
れることは稀であるため、実用上問題はない。殆どのフ
ィルムには、常にベース濃度として約0.1〜0.3程
度とされているため、それ以下の濃度を測定することは
稀である。
【0056】なお本実施例では、統計的な非線形補正参
照テーブルを作成する際に、フィルタ15をラインセン
サ14の前面に挿入して光量を弱めたが、読取用光源1
1の光量が制御可能であり、かつ光量の変化に対して光
量分布が不変であれば、フィルタ15を用いずに読取用
光源11の光量を小さくして、非線形補正参照テーブル
を作成することも可能である。
照テーブルを作成する際に、フィルタ15をラインセン
サ14の前面に挿入して光量を弱めたが、読取用光源1
1の光量が制御可能であり、かつ光量の変化に対して光
量分布が不変であれば、フィルタ15を用いずに読取用
光源11の光量を小さくして、非線形補正参照テーブル
を作成することも可能である。
【0057】また、本実施例では媒体を透過した光分布
から画像化する画像の読取装置について説明したが、媒
体が反射型の画像読取装置であれば、反射した光分布に
ついて同様の手順により画像読み取りを行うことができ
る。
から画像化する画像の読取装置について説明したが、媒
体が反射型の画像読取装置であれば、反射した光分布に
ついて同様の手順により画像読み取りを行うことができ
る。
【0058】更に、画像に参照光を照射して読み取る画
像読取装置について説明したが、参照光のない例えば蛍
光等で自ら画像分布を持つ光束を発光するものを光電変
換素子によって画像化する装置においても、比較的弱い
光量によって得られた分布を基準として用いることによ
って本実施例に適用することができる。なお、ラインセ
ンサを用いる代りに、その他の例えば面センサでも簡単
に応用することができる。
像読取装置について説明したが、参照光のない例えば蛍
光等で自ら画像分布を持つ光束を発光するものを光電変
換素子によって画像化する装置においても、比較的弱い
光量によって得られた分布を基準として用いることによ
って本実施例に適用することができる。なお、ラインセ
ンサを用いる代りに、その他の例えば面センサでも簡単
に応用することができる。
【0059】図7は第2の実施例の構成図を示し、第1
の実施例とほぼ同様の構成であるが、遮蔽物26がライ
ンセンサ14の前面に挿入可能とされている。第1の実
施例においては、統計的な参照テーブルを作成する段階
で系にある自然なシェーディングを用いたが、その変動
範囲が狭い場合には、ラインセンサ14の特性を覆うデ
ータが得られない場合がある。そこで、統計的な参照テ
ーブルを作成する場合に限り、積極的にシェーディング
を作ってデータを取り込むようにする。
の実施例とほぼ同様の構成であるが、遮蔽物26がライ
ンセンサ14の前面に挿入可能とされている。第1の実
施例においては、統計的な参照テーブルを作成する段階
で系にある自然なシェーディングを用いたが、その変動
範囲が狭い場合には、ラインセンサ14の特性を覆うデ
ータが得られない場合がある。そこで、統計的な参照テ
ーブルを作成する場合に限り、積極的にシェーディング
を作ってデータを取り込むようにする。
【0060】操作時には、第1の実施例においてフィル
タ15を挿入して出力分布f1(i) を求める代りに、フィ
ルタ15を挿入すると同時に遮蔽物26をラインセンサ
14の前面に挿入する。この遮蔽物26では結像光学系
13の焦点が定まっていないため、光束は拡散し広い光
量範囲を持つ擬似的シェーディング特性が作られる。こ
こで、次式により光量の少ないときの出力分布f1'(i)を
計算する。 f1'(i)=−Σr(i,j)/n …(16)
タ15を挿入して出力分布f1(i) を求める代りに、フィ
ルタ15を挿入すると同時に遮蔽物26をラインセンサ
14の前面に挿入する。この遮蔽物26では結像光学系
13の焦点が定まっていないため、光束は拡散し広い光
量範囲を持つ擬似的シェーディング特性が作られる。こ
こで、次式により光量の少ないときの出力分布f1'(i)を
計算する。 f1'(i)=−Σr(i,j)/n …(16)
【0061】この状態からフィルタ15のみを取り外
し、光量の多いときの出力分布L0'(i)を次式によって求
める。 L0'(i)=−Σr(i,j)/n …(17)
し、光量の多いときの出力分布L0'(i)を次式によって求
める。 L0'(i)=−Σr(i,j)/n …(17)
【0062】ただし、Σはjについてj=1からj=n
まで積算したものを示す。このようにして得られた出力
分布f1'(i)、L0'(i)は多くの光量範囲を含む。
まで積算したものを示す。このようにして得られた出力
分布f1'(i)、L0'(i)は多くの光量範囲を含む。
【0063】ここで、(12)式の出力分布f1(i) 、L0(i)
をそれぞれ出力分布f1'(i)、L0'(i)に置き換えて連立方
程式を解き、統計的な非線形補正の参照テーブルを作成
する。また、オフセット値F(i)、シェーディングデータ
S(i)は、遮蔽物26を用いない第1の実施例と同じよう
に求めればよい。
をそれぞれ出力分布f1'(i)、L0'(i)に置き換えて連立方
程式を解き、統計的な非線形補正の参照テーブルを作成
する。また、オフセット値F(i)、シェーディングデータ
S(i)は、遮蔽物26を用いない第1の実施例と同じよう
に求めればよい。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る画像読
取装置は、縦すじの問題となる通常用いられる濃度付近
について、例えば均一なフィルタを通して光量分布を求
めて補正することにより、その濃度付近の固定パターン
をほぼ完全に低コストな装置により除去できる。更に、
光電特性の統計的な非線形特性を光量分布のむらを用い
て求めれば、シェーディング補正を全濃度域に渡って行
うことが可能となる。
取装置は、縦すじの問題となる通常用いられる濃度付近
について、例えば均一なフィルタを通して光量分布を求
めて補正することにより、その濃度付近の固定パターン
をほぼ完全に低コストな装置により除去できる。更に、
光電特性の統計的な非線形特性を光量分布のむらを用い
て求めれば、シェーディング補正を全濃度域に渡って行
うことが可能となる。
【図1】第1の実施例の構成図である。
【図2】ラインセンサの出力のグラフ図である。
【図3】統計的な非線形補正参照テーブルの例のグラフ
図である。
図である。
【図4】準備操作のフローチャート図である。
【図5】非線形補正参照テーブルを用い計算された濃度
値のグラフ図である。
値のグラフ図である。
【図6】濃度値に対する標準偏差のグラフ図である。
【図7】第2の実施例の構成図である。
【図8】従来例の構成図である。
【図9】光量出力特性図である。
【図10】濃度値に対する標準偏差のグラフ図である。
11 読取用光源 12 フィルム 14 ラインセンサ 15 フィルタ 16 A/D変換器 17、22 ラインメモリ 18、21 減算器 19 対数変換器 20 参照テーブル 23 制御部 25 インタフェイス 26 遮蔽物
Claims (6)
- 【請求項1】 媒体上に記録された画像に照明光を照射
してその透過光又は反射光の光量分布を複数の光電変換
素子によって読み取り、画像化する画像読取装置におい
て、照明光或いはその透過光又は反射光を画像読取時よ
りも弱めて得た光量分布を求めた後に、該光量分布を定
数倍した値を基準分布として画像の透過率又は反射率を
計算する手段を有することを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項2】 前記光電変換素子の非線形性を補正する
参照テーブルを作成する手段を有する請求項1に記載の
画像読取装置。 - 【請求項3】 参照光を弱める手段として前記光電変換
素子の前面にフィルタを挿入することを請求項1に記載
の画像読取装置。 - 【請求項4】 参照光を弱める手段として光電制御が可
能な光源を用いることを請求項1に記載の画像読取装
置。 - 【請求項5】 前記参照テーブルを作成する手段は、前
記参照光を弱めたときと強めたときの個々の前記光電変
換素子の出力の相関関係から統計的に導き出したものの
逆関数を用いるようにした請求項2に記載の画像読取装
置。 - 【請求項6】 前記参照テーブルを作成する手段は、予
め複数の透過率又は反射率を持つ基準媒体の前記光電変
換素子の出力特性から導出する請求項2に記載の画像読
取装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7282599A JPH09102030A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 画像読取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7282599A JPH09102030A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 画像読取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102030A true JPH09102030A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17654609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7282599A Pending JPH09102030A (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 画像読取装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09102030A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258971A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Noritsu Koki Co Ltd | シェーディング補正方法および露光装置、シェーディング補正プログラム |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7282599A patent/JPH09102030A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258971A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Noritsu Koki Co Ltd | シェーディング補正方法および露光装置、シェーディング補正プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050223 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050308 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050427 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060124 |