JPS60208185A - Ｘ線画像処理装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、Ｘ線テレビジ百ン透視システムでｆ’ｌら
れる画像を処理するＸ線画像処理装置に関する。

（ロ）従来技術 一般に、消化器を対象とするＸ線テレヒジョン透視シス
テムでは、撮像管としてニュービコンやカルニコン等の
残像特性の大きなものが使用されている。これは、Ｘ線
透視を行なう場合には被曝線量低減のためＸ線条件を低
くせざるを得す、その結果不可避に生じるＸ！！量子ノ
イズを軽減しようとするためである。すなわち、残像特
性が大きい稈、量子ノイズは軽減されるからである。

ところか、他方、大きな残像特性の撮像管を用いると、
運動する物体の像（たとえば臓器がぜん動する場合の像
、撮影部位の変更などによって像が移動する場合の臓器
の像）が尾を引いたようになり鮮明な像が得られないと
いう問題がある。特に、循環器等の撮影において透視画
像を見ながらカテーテルを操作する場合、残像特性の大
きな撮像管を用いると移動中のカテーテルの像が残像で
きわめて見づらくなり、カテーテル挿入時のみ残像特性
の小さな撮像管を別個に使用しなければならない不便が
あった。

（ハ）目的 この発明は、撮像管の残像特性によるノイズ低減効果は
生かしながら運動する物体の像をも鮮明に観察できるよ
うにするＸ線画像処理装置を提供することを目的とする
。

（ニ）構成 この発明によるＸ線画像処理装置では、現フレームの映
像信号と直前の１フレームの映像信号とを１画素毎に比
較しその差を判定し、１画素毎に得られた判定結果にも
とづいて定められた掛算係数を１フレーム前の映像信号
に対して対応する１画素毎に掛算し、この掛算後の映像
信号と現フレームの映像信号との差をとるようにしてい
る。

（ホ）実施例 第１図において、Ｘ線管ｌより発射されたＸ線が？Ｊｔ
写体２を透過してイメージインテンシファイア３に入射
し、Ｘ線透過像が得られ、この透過像は、ニュービコン
やカルニコン等の残像特性の大きな撮像管４およびカメ
ラコントロールユニット５を経て映像信号として出力さ
れる。この映像信号は、こめ発明にかかるＸ線画像処理
装置６を経てモニタ装置７に送られ、被写体２のＸ線透
過像がリアルタイムで表示される。

Ｘ線画像処理装置６には、入力側と出力側に切換回路６
０．６１が備えられ、何らの信号処理を行なわずにＸ線
透過像を表示することと、以下に説明するこの発明の信
号処理を経た画像を表示することとを選択できるように
なっている。切換回路６０．６１が因の上側に切換られ
ている場合には、撮像管４の残像特性が大きいことによ
るノイズ低減効果の生かされた画像が表示される。

これに対し、切換回路６０．６１が図の下側に切換られ
ていると、映像信号はまずＡ／Ｄ変換器６２でデジタル
化される。このデジタル化された映像信号はフレームメ
モリ６３に一旦蓄えられ、ｌフレームの期間だけ遅延さ
れた後減算器６４に送られる。減算器６４では、現在の
１フレ一ム分の映像信号と、直前の１フレ一ム分の映像
信号とを画素毎に減算し、その差を画素毎に出力する。

この差は運動量判定回路６５に送られ、この差が大きい
とき被写体２の運動量が大きいと判定し、それに対応し
た係数Ｋを画素毎に定める。たとえば上記の差が一定の
しきい値を越えたときに＝α（′ｌ＆述）としたり、差
に応じてＫの値を連続的に変えたりする（但し、Ｏ≦Ｋ
＜１とする）、一方この差がほとんど零つまり被写体２
の運動がほとんどないと判定した場合にはに＝Ｏとする
。

フレームメモリ６３から出力すれるｌフレーム前の映像
信号はもう一方で、掛算器６６に送られている。この掛
算器６６では、運動量判定回路６５で定められた係数に
の掛算が画素毎に行なわれ、ｌフレーム前の映像信号は
に倍されることになる。減算器６７では、現フレームの
映像信号と、このに倍された１フレーム前の映像信号と
の減算が行なわれ、その減算結果として得られる出力は
、掛算器６８で画素毎に１／　（１−Ｋ）倍された後、
Ｄ／Ａ変換器６９を経てアナログ信号に戻され、さらに
切換回路６１を経てモニタ装置７に送られる。ここで、
画素毎に１／　（１−Ｋ）　倍したのは、現フレームの
信号からに倍したｌフレーム前の信号を引くことにより
信号の大きさが（１−Ｋ）倍と小さくなっており、この
Ｋの値が画素毎に異なるので、これを画素毎に規格化す
るためである（つまり、たとえばに＝０の画素について
は信号の大きさは変わらないのにに＝０．５の画素では
信号の大きさは鍔となってしまう、というように減算器
６７の出力が画素毎に変化するのを是正するためである
）、こうして、モニタ装置７には、運動がない部分では
現フレームの画像がそのまま表示され、運動がある部分
では、その連動量に応じて定められた係数Ｋを掛算した
１フレーム前の画像で現フレームの画像を引き算した画
像が表示されることになる。

このように連動のない部分は残像を含めてそのまま表示
し、運動のある部分はその運動量に応じて残像を除去し
た画像を表示することにより、運動していない部分の残
像特性によるノイズ低減効果は保持しながら、運動して
いる部分の画像のみを残像のない画像として鮮明に表示
することができる。

つぎに、係数Ｋを掛算したｌフレーム前の画像で現フレ
ームの画像を引き算すると残像が除去される理由につい
て少し詳しく説明しよう、まず、ｍ２図イに示すように
Ｘ線曝射した後これをオフしたとすると、映像信号は第
２図ａのようにオフ後も残る。これは撮像管４において
電荷像の読み残しがあったためであり、残った電荷像が
オフの後に読み出されたからである。この読み残し率を
パーセント表示でα×１００％とすると、αは、Ｘ線曝
射中の信号の大きさをＡ、オフ後の最初のフレームの信
号の大きさをＢとして、α＝Ｂ／Ａで表わせる。撮像管
４において残像が生じるのは、この読み残しに起因する
訳である。

そこで、今、ｌフレームの期間だけＸ線曝射しその曝射
期間中に１フレームだけの映像信号を得たとすると、そ
の波形は第３図のようになる。この図でＶは被写体のＸ
線吸収がない場合に得られるであろう映像信号の大きさ
であり、Ｄは残像特性が全くないとした場合の被写体の
Ｘ線吸収に応じた娠輻である。ところが被写体Ｘ線吸収
に応じた振幅が現実には、Ｄよりも小さな工０となって
いるのは、電荷像を全て読み出すことができず、α×１
００％だけ読み残しがあったからである。

Ｃｏ＝Ｄ／Ｖとすると、ＩＯは Ｉ　ｏｘ　（１−ａ）　ｅＶ＊ｃ。

と表わすことができる。このフレームでの残存電荷はα
に対応しており、つぎの１フレームではまたαだけ残り
つまり残存した分の（１−α）だけ読み出されるので、
振幅は（ｌ−α）Φα拳■争Ｃｏとなり、ざらにつぎの
フレームでは（１−α）・α・Ｖ・ＣＯというようにフ
レーム毎に時間経過とともに指数関数的に減衰していく
。

すなわち、連続的にＸ線曝射し多数フレームの映像信号
をつぎつぎに得ていくとき現時点で１フレームの映像信
号が得られたとすると、この１フレームの映像信号にお
ける振＋［Ｓｏのなかには。

現フレームでのみ得られた振幅工０．１フレーム前での
み得られた振幅Ｉ、、２フレーム前でのみ得られた振幅
Ｉ２．３フレーム前でのみ得られた振幅Ｉｘ、・・・・
・・、ｎフレーム前でのみ得られた振幅Ｉｎが含まれて
いると考えられる。つまりＳｏ＝ΣＩ凶 ８−〇 であり、図示すれば第４図のようになる。ここでＩｎは Ｉ　ｎ＝　（１−ａ）＊ａ＊Ｖ拳Ｃｎ で表わされ、Ｃｎはｎフレーム前でのＤ／Ｖである。し
たがって、 Ｓｏ＝　（１−４）ｅＶｆｉｃ。

＋　（１−α）ＩＩ（Ｘ＊Ｖ＠Ｃ。

＋（１−α）・♂争Ｖ・Ｃ７ ＋（１−α）＃α−Ｖ−Ｃ，＋・・・・・・となり、第
２項以下が残像の要因となっている。

こねに対し、現フレームの１フレーム前での振幅Ｓ、は
第４図に示すようになり、 ５１＝（１／α）Σ　■。

Ｎ＝１ ＝（１−α）・Ｖ＠Ｃ１ ＋（１−α）・αΦ■・０２ ＋（１−α）・α２・Ｖ−Ｃ，＋・・・・・・であるか
ら、ＳＯから残像を除去するにはＳｏ−αＳ。

Ｄ演算、つまり前フレームで得られた信号のα倍を現フ
レームの信号から減算すればよい訳である。そして、上
記は全ての画素につき成立するので、画素のひとつずつ
につきこの減算を行なえば全く残像が除去された像が得
られる。

ｌ二足第１図の構成では、運動量判定回路６５でに＝α
とした場合その画素では残像が全く除去され、Ｋをαよ
り小さくすると少し残像が残ることになり、に＝Ｏとす
れば残像は全て残る。残像が多ければ多い程ノイズ低減
効果があるので、画面の全ての画素につき一律に残像を
除去してしまうのは得策でなく、動きのない部分あるい
は動きの少ない部分は残像によるノイズ低減効果を残す
方がよい。そこで運動量に応じてＫの値を変えて、残像
を除去する必要がない部分は残像を残し、動きのある部
分のみその動きに応じて残像を除去し、動いている画像
が尾を引かないようにしているのである。

（へ）効果 この発明によるＸ線画像処理装置を用いれば、消化器の
Ｘ線透視像を観察する場合、撮像管の残像特性によるノ
イズ低減効果は維持しながらもぜん動する消化器を鮮明
に表示することができるなど、連動する物体をも鮮明に
表示することができる。さらに循環器などの検査におい
て、Ｘ線透視像を見ながらカテーテルを挿入していく場
合、残像特性の大きな撮像管を用いても進行していくカ
テーテルの像が尾を引くことがないのでカテーテル操作
が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図、第
３図および第４図は第１図の動作説明のための波形図で
ある。 １・・・Ｘ線管　２・・・被写体 ３・・・イメージインテンシファイア ４・・・撮像管　５・・・カメラコントロールユニット
６・・・Ｘ線画像処理装置　７・・・モニタ装置６０．
６１・・・切換回路　６２・・・Ａ／Ｄ変換器６３・・
・フレームメモリ　６４．６７・・・減算器６５・・・
運動量判定回路　６６．６８・・・掛箪栗６９・・・Ｄ
／Ａ変換器 出願人　株式会社島津製作所 隻ｑ目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１フレームの期間だけ映像信号を遅延させる１段
   と、遅延さねた映像信号と現フレームの映像信号とを１
   画素毎に比較しその差を判定する比較判定手段と、１画
   素毎に得られた判定結果にもとづいて定められた掛算係
   数を上記遅延された映像信号に対して対応する１画素毎
   に掛算する掛算手段と、上記現フレームの映像信号と上
   記掛算手段から得られる映像信号との差を１画素毎にと
   る減算手段とを有することを特徴とするＸ線画像処理装
   置。