JPS5916481A - Ｘ線像系列処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複合像を形成するためＸ線像から成る短いＸ
線像系列を処理するに当り、被検体につき少なくとも１
個の短いＸ線像系列を作製し、該Ｘ線像系列から表示す
べき複合像を形成するＸ線像系列処理方法に関する。

また本発明は、短いＸ線像系列を処理するため、それぞ
れビクセルに細分されるＸ線像から成る少なくとも１個
の短いＸ線像系列を発生するＸ線像形成装置と、各ビク
セルに関連する像情報を蓄積するメモリとを備えるＸ線
像系列処理装置に関する０ かかる方法および装置は、刊行物″’　Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ″ＶＯ１，１７、Ａ　６　、　
Ｎｏｖｅｍｂｅｒ／　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９７８　、第
６５２〜６５７頁から既知であり、これには、メモリに
蓄積するため短いＸ線像系列を合成（和を形成）するこ
とが提案されている。かかる方法によればメモリに蓄積
する複合像の信号対雑音比が改善される。複合像の振幅
は、短いＸ線像系列から複合像を形成する際、順次の各
Ｘ線像の発生と共にステップ形式で増大し、（ステップ
状に変化する）複合像をテレビジョン・スクリーン上に
表示した場合、ちらつく像が生じる。従って、上記刊行
物に記載された方法および装置は、Ｘ線像を像増強装置
およびテレビジョン装置を介して直接表示する電子式放
射線写真技術用には不適当である。テレビジョン・モニ
タ上に表示されたＸ線像におけるちらつきが邪魔である
ことは明らかである。

上記刊行物に記載された装置では、順次のＸ線像から減
算像を形成する。ため関連する回路と共に８個のメモリ
を使用し、減算像は２個のメモリの内容の（重み付けお
よび）減算によって決定するようにしている。他の（第
８の）メモリは新たに発生したＸ線像を蓄積するのに使
用している。かかる装置は比較的高価であるが、その振
幅が時間に対し一定である減算像を発生することができ
る。

本発明の目的は、電子式放射線写真技術用に好適であり
、かつほぼ一定振幅（即ちちらつきを伴わない）を有す
るテレビジョン像を発生すると共に雑音を抑圧できる改
良されたＸ線像系列処理方法および装置を提供するにあ
る。

本発明の他の目的は、順次のＸ線像から成る１個または
複数個の短いＸ線像系列から減算像を形成する方法およ
び装置であって、２個のメモリおよびこれに関連する回
路だけ必要とするに過ぎず、テレビジョン・モニタを介
し直接表示するのに好適なほぼ一定振幅の（即ち、ちら
つきを伴わない）−の減算像を発生することができ、か
つ雑音をほぼ抑圧できる改良された方法および装置を提
供する、にある。

従って本発明のＸ線像系列処理方法は、値が１以下の重
み係数αを乗算された少なくとも１個の最も新しく発生
したＸ線像と、これより先に発生したＸ線像に補数重み
係数（１−α）で重み付けしたＸ線像から形成した複合
像とから複合像を形成し；重み係数αが既に処理された
Ｘ線像系列のＸｉ像の数に依存し、初期値１を有し、か
つ形成すべき新たな各複合像に対し１より小さい値を有
しｉ冬瓜み係数をそれより先に使用した重み係数の値以
下にすることを特徴とする。この方法を用いることによ
り、前もって簡単な態様で算出できる重み係数を、複合
像を形成するのに、使用するＸ線像の数とは無関係に、
適切に選定した場合、複合像の振幅を一定に維持するこ
とができる。複合像に存在する雑音は、この複合像を形
成するのに使用するＸ線像の数が増大するに従って減少
する。

本発明のＸ線像系列処理装置は、少なくとも１個の乗算
器、１個の、加算器およびメモリによって、・□Ｘ線像
系列の順次のＸ線像の各ピクセル←関連する像情報を時
間領域においてｐ波する再帰形フィルタを構成し；値が
１以下の重み係数αを乗算器において乗算された少なく
とも１個の最も新しく発生したＸ線像と、これより先に
発生したＸｍ像に補数重み係数（１−α）で重み付けし
たＸ線像から形成した複合像とから複合像を形成し；乗
算器の重み係数αが既に処理されたＸ線像の数に依存し
かつ初期値１を有し、乗算器の重み係数を処理すべきＸ
線像系列の新たな各Ｘ線像に対しては１より小さくシ、
かつそれより先に使用した重み係数の値以下にする構成
としたことを特徴とする。

本発明の方法の好適な実施例では、短いＸ線像系列から
減算像を形成し、その際該減算像を、発生したＸ線像か
ら形成した複合像と、他の像とから形成することを特徴
とする。この方法によれば、第１の複合像から、該複合
像を形成するのに使用されたＸ線像の数とは無関係にほ
ぼ一定振幅の減算像が得られるので、処理されるＸ線像
の数が増大するに従って減算像における雑音レベルが減
少する０ なおオランダ国特許出願第７９０５６１１号には、最も
新しく形成されたＸ線像から、および先に発生したＸ線
像の重み付けした和から形成した一合像から減算像を導
出する装置が開示されており、この装置は再帰形フィル
タを使用している。しかしこの装置では、各Ｘ線像系列
の開始時（減算像の形成の開始時）に、その振幅が数個
のＸ線像の処理後に最終値へ（緩慢に）増大する減算像
を発生する。短い（例えば、４または８個のＸ線像を含
む）Ｘ線像系列を処理するかかる装置を使用することに
より、順次の各Ｘ線像に対して増大し、かつ各Ｘ線像系
列の完了後に零にリセットされる振幅を有する減算像が
生じるので、かかる減算像をテレビジョン・モニタに表
示したとき、ちらつきが起る。

次に図面につき本発明の詳細な説明するＯ第１図に示し
た検査装置１０はＸ線管Ｂを付勢する高電圧源Ｇを備え
ている。Ｘ線％Ｂによって発生した放射線Ｘによって被
検体Ｏを照射し、被検体０の影像が像増強装置工１の入
口スクリーン上。

に形成される。像増強装置において縮小および増強され
た影像を、像増強装置Ｉ’Ｉの出口スクリーンに結合し
た撮像管ＰＵを介してアナログ・ビデオ信号に変換する
。サンプリング回路を含む増幅器ＯＡによりアナログ・
ビデオ信号の増幅およびサンプリングを行い、然る後、
サンプリングされた信号をアナログ・ディジタル・コン
バータ（Ａ／’Ｄコンバータ）　ＡＤ（３２を介してデ
ィジタル化する。

ディジタル化した信号は像情報処理部に供給し、この像
情報処理部は乗算器Ｍ２０およびＭ２□と、加算器Ａ２
ｏと、メモリＭＭ２ｏとを備えている。また第１図に示
した検査装置はディジタル・アナログ・コンバータ（Ｄ
／Ａコンバータ）ＤＡＯ２および表示装置Ｍｏｌ　（例
えば、テレビジョン・モニタ）ヲ備えている。また図示
の検査装置はビデオ信号若しくはディジタル信号用の磁
気テープ記録装置、または処理したＸ線像の一層永続的
な記録を形成するだめの複写機／プリンタを備えること
もできることは明らかである。

像情報処理部は複合像を発生ずる再帰形フィルタを構成
する。このフィルタの動作は次の通りである。アナログ
・ディジタル・コンバータＡＤＯａから生ずるビクセル
の値は乗算器’２０に供給し、同じく乗算器’２０に供
給する重み係数α（０くαく１）とこの乗算器において
乗算する。本発明の装置では重み係数αは、後で詳しく
説明するように、それまでに処理されたＸ線像の数に依
存するようにする。上記乗算の結果は加算器Ａ２０に供
給し、またこの加算器には、同じビクセルに対し既にメ
モリＭＭ２ｏに蓄積された値に重み係数（１−α）を乗
算した値も供給する。この乗算は、メモリＭＭ　　の出
力を加算器Ａ２０の入力端子に結合する乗０ 算器Ｍ２□によって行う。加算器Ａ２０に供給した２つ
の値の和は当該ビクセルに関連するアドレスに蓄積する
。メモリＭＭ２ｏに蓄積した値はディジタル・アナログ
・コンバータＤＡＯ２に供給するので、表示装置ＭＯＨ
に複合像が表示される。

従来の装置における如く、メモリＭＭ２゜に蓄積した値
を加算器Ａ２０に直接供給した場合（即ち乗算器Ｍ２□
を橋絡し不作動状態にした場合）、２４０ｍ秒毎にＸＩ
ＩｊＩ管Ｂが持続時間１６０ｍ秒のＸｉパルスを発生し
、かつＸ線パルスに際し４個のＸ線像（それぞれ持続時
間４０ｍ秒）がら成るＸ線像系列を発生すると仮定する
と、メモリＭＭ２ｏにおける複合像の生成は第２図に示
すようになる。複合像は４つのＸ線像の線形和（リニヤ
・サム）であり、その振幅Ａは４ステツプ（それぞれ２
５％幅）で０％から１００％へ増大する。２４０ｍ秒後
毎にメモリＭＭ２ｏの内容を消去した後に新たな複合像
が形成される。かかる複合像を表示装置に直接表示した
場合（電子式放射線写真）、ががる複合像はかなりのち
らつきを呈し、これは装置を使用する放射線技師にとっ
て望ましくない。

重み係数αを一定とし、がっメモリＭＭ２ｏの出力信号
を乗算器Ｍ２□（重み係数１−α）を介して加算器Ａ２
０に返送した場合には、順次のＸ線像から成る像の振幅
Ａは第８図に示したようになる。

この例（および次の例）では再び、２４０ｍ秒毎にＸ線
管Ｂが持続時間１６０ｍ秒のＸ線パルスを、発生し、こ
の１６０ｍ秒に当りそれぞれ持続時間４０ｍ秒の４つの
Ｘ線像が発生するものとする。

再帰形フィルタを、処理されるＸ線像の数が増大する程
複合像における雑音の影響が減少するという簡単な態析
で開用した場合、表示すべき複合像は振幅Ａが著しく変
化するので、表示装置にちらつきを伴う像が生ずる。メ
モリＭＭ２ｏの出力信号（複合像の振幅）は次式 ％式％（１） （２） （８） で表わすことができ、ここでＶｕ（ｎ）はｎ個のＸ線像
を処理した後の複合像の振幅であり、Ｖｉ（ｎ）は第ｎ
番目のＸ線像の振幅である。重み係数αが一定値例えば
％を有する場合には、次式 ％式％） ） を適用することができる。順次のＸ線像の複合像に対す
る寄与は一定ではなく、指数関数的に変化する。各ＸＷ
Ａ像の雑音累積作用に対する寄与は最適なものとはかけ
離れたものとなり、その理由は最後に処理されたＸ線像
の方がその前に処理されたＸ線像より雑音に対する寄与
が大きく、上記前に処理されたＸＩＩＪ像の方が更にそ
の前に処理されたＸ線像より雑音に対する寄与が大きく
なるがらであり、一方、それ以前に処理されたｘｍ像の
寄与は実際上無視できる程度に小さく、従って、後者の
Ｘ線像を発生させるために使用されるＸ線微は充分有効
には利用されていない。

本発明の方法および装置によれは上述した両方の難点を
除去することができ、即ち表示された複合像のちらつき
を除去することができ、かつ各Ｘ線像の雑音累積作用に
対する寄与をも実際上最適にすることができる。本発明
によればかがる目的の両方を、重み′係数αを、既に処
理されたＸ線像の数と、周期的に反復される短いＸ線像
系列における処理すべきＸ線像の総数（前述した例およ
び後述する例では４）とに依存させることによって、達
成することができる。

本発明による複合像は次式 ％式％（３） （２） （１） で表わされる振幅を有する。

各Ｘ線像Ｖｉ（ｎ）　（１＜　ｎ＜　４　）が複合像ｖ
ｕ　（ｎ）に対し均等に大きく寄与するようにする必要
がある場合には、重み係数α□、α８．α８．α、の値
はそれぞれ１１％９％、属にしなければならない。

上記重み係数α１〜α、を使用した場合には、複合像■
ｕの振幅Ａは第４図に示すように一定値となる。第１の
Ｘ線像の処理後、複合像は（α、＝１゜（１−α１）＝
Ｏ）と同じとなり、第４図に示したＸ線像における雑音
を含む。第２のＸ線像の処理後、複合像の振幅Ａは依然
同一であるが、雑音成分は処理された２個のＸ線像のお
のおのの雑音成分の平均値となる。４個のＸ線像の処理
後、複合像の振幅Ａは４個のＸ線像の振幅の平均値に等
しくなる。従って、４個のＸ線像のおのおのに存在する
雑音の平均に等しい雑音レベルを有する最終複合像の振
幅に対する各Ｘ線像の寄与は同一となり、この最終複合
像は、順次の重み係数α０．α２゜α８．α、を用いて
新たな複合像を形成するため新たなＸ線像系列が処理さ
れるまで　（２４０ｍ秒後）保持される。従って、Ｘ線
像系列からの順次の複合像の振幅Ａは、当該Ｘ線像系列
を構成する順次の各Ｘ線像に存在する雑音が順次減少す
る点を除き、一定に維持される。

第１図に示した装置の乗算器Ｍ２０およびＭ２□をディ
ジタル乗算回路で構成した場合には、重み係数α０．α
２．α８．α、を正確に調整することができ、かつｐ波
動作を正確に行わせることができる。

しかし、第す図に示す再帰形フィルタ２０を使用する方
が遥に簡単である。この再帰形フィルタ２０は１個の乗
算器Ｍ８ｏシか備えていないが、第１図に示したのと同
じ加算器Ａ３ｏおよびメモリＭＭ３ｏに加えて、減算器
■８ｏを備えている。この再帰形フィルタ２０は第１図
に示した装置１０のフィルタと同じ戸波動作を行うこと
ができることは明らかである。

再帰形フィルタ２０では１個の乗算器Ｍ２ｏシか゛使用
しないから、重み係数の乗算は、並列ライン上に零、ｌ
および２（または８）状態を介して乗算器Ｍ８０に供給
された°゛　１″およびＯ１′を単に最下位ピットの方
向にシフトすることによって行わせることができる。本
発明による方法および装置の好適な実施例では、それぞ
れ値１９％ｒＶ４ｗ％を有する重み係数α１．α９．α
８．α、を使用する。理想的にはα８の値を％にすべき
であるが、値残を使用することによってＸ線像処理の正
確さが若干損われるという難点は乗算動作が簡単になる
という著しい利点によって充分カバーされる。

従って、４個のＸ線像の処理後、複合像の振幅はＶｕ（
４）　＝　８／８ｇ　・Ｖｉ（４）＋　６／Ｂ２−Ｖｉ
（ｓ　）＋”／Ｂｇ　＊　ｖ：ｔ（２）＋　／ｓｓ・Ｖ
ｉ（１） となる。従って、４個の順次のＸ線像から成る短いＸ線
像系列の複合像の振幅に対する寄与はほぼ等しくなり、
かつ雑音の累積はほぼ最適となる。

重み係数αｉとして２の幕を使用することにより、実際
上乗算器Ｍ８０は、並列入力２進数を、シフトせずに、
またはｌもしくは２ビツトだけシフトした後に並列に出
力ラインに供給する多重（マルチプレックス）回路を備
えることだけ必要とするに過ぎない。その場合多重回路
の状態は、例えば・処理されるＸ線像の数を計数しかつ
この目的のため垂直同期パルス（テレビジョン撮像管用
）から導出した制御パルスを供給されるカウンタによっ
て、簡単な態様で制御することができる。

本発明によるＸ線像系列処理装置８０の好適な実施例を
第６図に示す。アナログ・ディジタル・フンバータＡＤ
Ｏ２に対する入力信号は第１図に示した像増強装Ｍ／撮
像管の部分から供給し、その出力信号はスイッチＳを介
して２個の再帰形フィルタＲＦ　　およびＲＦ２の一方
に供給する。これら再帰形フィルタＲＦ、およびＲＦ２
は第５図に示した再帰形フィルタ２０と同じ構成である
。

スイッチＳを介して最初の４個のＸｍ像がフィルタＲＦ
　　に供給され、然る後フィルタＲＦ１はこれ・　　　
１ ら４個のＸ線像から新たな複合像を形成し、これをその
メモリに蓄積する。４個のＸ線像を処理した後フィルタ
ＲＦ□を、処理されたＸ線像の数を前記制御パルスを介
して計数するカウンタ０によって切換える。次の４個の
Ｘｉ像のおのおのに当ってはフィルタＲＦ２によって新
たな複合像が形成され、そのメモリに蓄積される。フィ
ルタＲＦ□およびＲＦ２に蓄積した複合像を減算器Ｖに
おいて減算して減算像を形成し、これをディジタル・ア
ナログ・コンバータＤＡＯ２を介して表示装置ＭＯＮに
供給する。減算像は、直接連続する２個の短いＸ線像系
列（即ち４個のＸ線像およびスイッチＳが切換えられた
後の次の４個のＸ線像）の複合像の差とすることができ
、また代案として減算像は、例えば、フィルタＲＦ１の
メモリに蓄積した第１の複合像−【例えば、被検体にお
けるコントラスト媒体を伴うことなく４個のＸ線像から
成るＸ線像系列からの）と、スイッチＳを図示の位置か
ら図示しない位置へ一度だけ切換えてフィルタＲＦ２に
よってそれぞれ形成される後続の複合像（コントラスト
媒体と共にＸ線像からの）とから形成することもできる
。

フィルタＲＦ　　およびＲＦ２が適切な複合像を発生す
るようにするため、カウンタＣに復号回路りを接続し、
この復号回路により、カウンタＣの内容（処理されるＸ
線像の数）に基づいて、そのスイッチ（ＴＴＬ回路）を
切換えるべき多重回路を決定するようにする。その場合
、新たなＸ線像を供給されるフィルタＲＦ　　またはＲ
Ｆ２のスイッチだけ付勢する必要があり、他方のフィル
タＲＦ２またはＲＦ□のスイッチは重み係数α＝１に関
連する位置に維持されるので、メモリを周期的にリフレ
ッシュすることができる（ダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリ）。％を乗算する際２つの位置の間で２
進数がシフトされるから、多重回路（４３対１多重回路
とする必要があるが、２個の２対ｌ多重回路を縦継接続
して構成することができる。

第６図の組上回路りは両方のフィルタＲＦ、およびＲＦ
２の縦続接続多重回路を制御する。カウンタＣの計数値
が００の場合復号回路りの出力Ｐ□およびＰ２は両方共
不作動状態である。カウンタＯの計数値が０１（１個の
Ｘ線像の後）になった場合には、出力Ｐユが作動状態と
なり第１の（２対ｌ）多重回路のスイッチを切換える（
１ビット位置を介するシフト）。カウンタＯの計数値が
ｌＯおよび１１になった場合には、出力Ｐ□およびＰ２
の両方が作動状態となり、両方の縦続接続多重回路のス
イッチを切換える（２ビット位置を介するシフト　）　
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線像系列処理装置の実施例を適用し
た検査装置を示すブロック図、第２図は従来の加算法を
用いて得られる減算像の振幅特性を示す図、 第８図は再帰形式の加算法を用いて得られる減算像の振
幅特性を示す図、 第４品は本発明による再帰形式の加算法を用し・て得ら
れる減算像の振幅特性を示す図、第５図は第１図の要部
の変形例を示すブロック図、 第６図は第１図の要部の他の変形例を示すブロック図で
ある。 １０・・・検査装置　　　　　２０・・・再帰形フィル
タ３０・・・Ｘ線像系列処理装置 Ｇ・・・高電圧ｉ１！Ｂ・・・ＸｉＪ管０・・・被検体
　　　　　　ＩＩ・・・像増強製前ＰＵ・・・撮像管　
　　　　　ＯＡ・・・増幅器ＡＤＯ２・・・アナログ・
ディジタル・コンバータＭ２０　ｔ　Ｍ２□・・・乗算
器　　八２０・・・加算器ＭＭ２ｏ・・・メモリ　　　
　　　　、ＤＡＯ２・・・ディジタル・アナログ・コン
バータＭＯＮ・・・表示装置 Ｍａｏ・・・乗算器　　　　　’ａ６・・・加算器ＭＭ
８ｏ・・・メモリ　　　　　ｖ３ｏ・・・減算器ＲＦ□
、〜ＲＦ２・・・再帰形フィルタＣ・・・カウンタ　　
　　　Ｖ・・・減算器Ｄ・・・検出回路 ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ ルス オランダ国５６２１ベーアー・アイ ンドーフエンψフルーネヴアウ ツウエツハ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　複合像を形成するためＸ線像から成る短いＸ線像系
   列を処理するに当り、被検体につき少なくとも１個の短
   いＸＩＩＪ像系列全系列し、該Ｘ線像系列から表示すべ
   き複合像を形成するＸ線像系列処理方法において、値が
   １以下の重み係数αを乗算された少な、くとも１個の最
   も新しく発生したＸ線像と、これより先に発生したＸＩ
   ａ像に補数重み係数（１−α）で重み付けしたＸ線像か
   ら形成した複合像とから複合像を形成し；爪み係数αが
   既に処理されたＸ線像系列のＸ線像の数に依存し、初期
   値１を有し、かつ形成すべき新たな各複合像に対し１よ
   り小さい値を有し；各重み係数をそれより先に使用した
   重み係数の値以下にすることを特徴とするＸ線像系列処
   理方法。 ｉＬＸ線像系列が４個のＸ線像を含み、順次の複合像を
   形成するため重み係数αがそれぞれ値１９％２％および
   局を有する特許請求の範囲第１項記載のＸ線像系列処理
   方法。 ＆　Ｘ線像系列がｎ個のＸ線像を含み、ｎが１より大き
   い正の整数であり、重み係数αが処理すべきＸ線像ｉに
   対し値１／、（但し１＜ｉくｎ〕を有する特許請求の範
   囲第１項記載のＸ線像系列処理方法。 表　短いＸ線像系列から減算像を形成し、その際該減算
   像を、発生したＸ線像がら形成した複合像と、他の像と
   から形成する特許請求の範囲第１，２または８項記載の
   Ｘ線像系列処理方法。 ＆　短いＸＩＩａ像系列全系列体から周期的に作製する
   特許請求の範囲第１．２．８または４項記載のＸ線像系
   列処理方法。 ａ　短いＸｌｓ像系列系列理するため、それぞれピクセ
   ルに細分されるＸ線像から成る少なくとも１個の短いＸ
   線像系列を発生ずるＸ線像形成装置と、各ビクセルに関
   連する像情報を蓄積するメモリとを備えるＸ線像系列処
   理装置において、少なくとも１個の乗算器、１個（７）
   　ｊｌＤ　算器およびメモリによって、Ｘ線像、ｌ’ｌ
   Ｊの順次のＸ線像の各ビクセルに関連する像情報を時間
   領域においてｐ波する再帰形フィルタを構成し；値が１
   以下の重み係数αを乗算器において乗算された少なくと
   も１個の最も新しく発生したＸ線像と、これより先に発
   生したＸ線像に補数重み係数（１−α）で重み付けした
   Ｘ線像から形成した複合像とから複合像を形成し；乗算
   器の取み係数αが既に処理されたＸ線像の数に依存しか
   つ初期値１を有し、乗算器の重み係数を処理すべきＸ線
   像系列の新たな各Ｘ線像に対しては１より小さくシ、か
   つそれより先に使用した重み係数の値以下にする構成と
   したことを特徴とするＸ線像系列処理装置。 ７、乗算器がディジタル乗算器であり、Ｘ線像系列がｎ
   個のＸ線像を含み、重み係数αｉカ≦Ｘ線像系列の第１
   番目のＸｉ像を処理するため値１／ｉを有する特許請求
   の範囲第６項記載のＸ線像系列処理装置。 ＩＬ　Ｘ線像系列が４個のＸ線像を含み、重み係数を順
   次１９％、ｙ４および昼とし、乗算器が多重回路を備え
   る特許請求の範囲第６項記載のＸ線像系列処理装置。 ９、　複合像の各ビクセルに関連する像情報を、他の像
   の対応するビクセルに関連する像情報から減算する減算
   器と、求めた減算像を表示する表示装置とを設けた特許
   請求の範囲第６゜７または８項記載のＸ線像系列処理装
   置。