JPS6131505B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6131505B2 JPS6131505B2 JP56047703A JP4770381A JPS6131505B2 JP S6131505 B2 JPS6131505 B2 JP S6131505B2 JP 56047703 A JP56047703 A JP 56047703A JP 4770381 A JP4770381 A JP 4770381A JP S6131505 B2 JPS6131505 B2 JP S6131505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- signal
- gates
- array
- emitting elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06E—OPTICAL COMPUTING DEVICES
- G06E1/00—Devices for processing exclusively digital data
- G06E1/02—Devices for processing exclusively digital data operating upon the order or content of the data handled
- G06E1/04—Devices for processing exclusively digital data operating upon the order or content of the data handled for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばＸ線CT装置において、像再
構成のための演算等を行う場合に使用して有効な
演算処理装置に関するものである。更に詳しく
は、本発明は光信号を利用するものであつて、光
の持つ空間的分布を利用して、多数の演算を並列
的に処理できるようにした演算処理装置に関する
ものである。
構成のための演算等を行う場合に使用して有効な
演算処理装置に関するものである。更に詳しく
は、本発明は光信号を利用するものであつて、光
の持つ空間的分布を利用して、多数の演算を並列
的に処理できるようにした演算処理装置に関する
ものである。
Ｘ線CT装置などでは、像再構成のデータ量は
非常に多く、これを処理して画像を得るには莫大
な演算量を必要とする。このためこの演算処理に
は高速演算用のアレイプロセツサなどを付加した
ミニコンピユータを用いている。しかしながら、
このようなミニコンピユータは高価であり、ま
た、演算時間も数十秒となり時間を要している。
非常に多く、これを処理して画像を得るには莫大
な演算量を必要とする。このためこの演算処理に
は高速演算用のアレイプロセツサなどを付加した
ミニコンピユータを用いている。しかしながら、
このようなミニコンピユータは高価であり、ま
た、演算時間も数十秒となり時間を要している。
第１図〜第４図はCT画像再構成の手順の一例
を示す説明図である。ここでは、Translate−
Rotate方式（TRスキヤン方式）を例にとつて示
す。
を示す説明図である。ここでは、Translate−
Rotate方式（TRスキヤン方式）を例にとつて示
す。
第１図において、被検体（吸収係数μ（ｘ、
ｙ））Ｈに強さI0の単一スペクトルＸ線を照射す
ると、その透視データＰ（θ、ｘ）は、(1)式で表
わされることができる。
ｙ））Ｈに強さI0の単一スペクトルＸ線を照射す
ると、その透視データＰ（θ、ｘ）は、(1)式で表
わされることができる。
Ｐ（θ、ｘ）＝∫ｌμ（ｘ、ｙ）dl ……(1)
このような１ビユーウ（View）の透視データ
は、例えば511チヤンネルのＸ線検出器によつて
得られ、このような透視データを例えば0.625゜
毎に順次回転し、すべてのθ（Ｏ＜θ＜π）につ
いて得ることにより、合計で576ビユーウのデー
タを得る。
は、例えば511チヤンネルのＸ線検出器によつて
得られ、このような透視データを例えば0.625゜
毎に順次回転し、すべてのθ（Ｏ＜θ＜π）につ
いて得ることにより、合計で576ビユーウのデー
タを得る。
像再構成のための逆投影（Back Projection）
に先だつて、各ビユーウデータには、はつきりし
た像にするため例えば第２図に示すような核関数
（補正関数）のコンボリユーシヨン
（Convolution）演算が施される。したがつて、再
構成画像ｇ（ｘ、ｙ）は、原画像（ｘ、ｙ）と
核関数ｈ（ｘ、ｙ）のコンボリユーシヨンで表わ
されるもので(2)式で示すことができる。
に先だつて、各ビユーウデータには、はつきりし
た像にするため例えば第２図に示すような核関数
（補正関数）のコンボリユーシヨン
（Convolution）演算が施される。したがつて、再
構成画像ｇ（ｘ、ｙ）は、原画像（ｘ、ｙ）と
核関数ｈ（ｘ、ｙ）のコンボリユーシヨンで表わ
されるもので(2)式で示すことができる。
ｇ（ｘ、ｙ）＝∫∞ −∞∫∞ −∞（x′、y′）
・ｈ（ｘ−x′，ｙ−y′）×dx′dy′ ……(2)
ただし、
x′、y′：流通座標
(2)式で表わされるコンボリユーシヨン演算は、
積和演算のくり返しであつて、通常はコンピユー
タでシリアルに行われており、その演算は莫大
で、長時間を要する。例えば、核関数ｈ（ｘ、
ｙ）の項を1000項とすれば、 511（チヤンネル）×1000（項）×576（ヴユーウ）
の積和演算 を必要とすることとなる。
積和演算のくり返しであつて、通常はコンピユー
タでシリアルに行われており、その演算は莫大
で、長時間を要する。例えば、核関数ｈ（ｘ、
ｙ）の項を1000項とすれば、 511（チヤンネル）×1000（項）×576（ヴユーウ）
の積和演算 を必要とすることとなる。
第３図はコンボリユーシヨン演算を施した後の
１ビユーウの関数の一例を示したものである。
１ビユーウの関数の一例を示したものである。
このようにしてコンボリユーシヨンが施された
各ビユーウのデータを、第４図に示すようにすべ
てのθについて（576ビユーウについて）逆投影
することによつて、再構成像を得ることができ
る。
各ビユーウのデータを、第４図に示すようにすべ
てのθについて（576ビユーウについて）逆投影
することによつて、再構成像を得ることができ
る。
本発明は、前記したようなコンボリユーシヨン
演算を行う場合に適用して有益な演算処理装置
を、光信号を利用して行うようにしたもので、簡
単な構成で高速演算を行うことができる。
演算を行う場合に適用して有益な演算処理装置
を、光信号を利用して行うようにしたもので、簡
単な構成で高速演算を行うことができる。
以下、本発明を第５図に示す装置を例にとつて
説明する。ここでは、コンボリユーシヨン演算を
行う場合を示す。図において、１はLEDアレイ
で、ｎ個（ここでは12個）矩冊状のLEDが、例
えばｘ軸方向に配列されている。２はこのLED
アレイ１の入力駆動回路で、ここには図示する波
形Ｐで示すような投影信号が与えられ、LEDア
レイ１を駆動するもので、LEDアレイ１におい
て、ｘ軸方向に配列するLED素子は、波形Ｐの
ｘ軸の各部分に対応した明るさで発光する。この
ため、LEDアレイ１からは、ｘ軸方向に対して
投影信号に対応して明るさが分布する空間光を出
射する。
説明する。ここでは、コンボリユーシヨン演算を
行う場合を示す。図において、１はLEDアレイ
で、ｎ個（ここでは12個）矩冊状のLEDが、例
えばｘ軸方向に配列されている。２はこのLED
アレイ１の入力駆動回路で、ここには図示する波
形Ｐで示すような投影信号が与えられ、LEDア
レイ１を駆動するもので、LEDアレイ１におい
て、ｘ軸方向に配列するLED素子は、波形Ｐの
ｘ軸の各部分に対応した明るさで発光する。この
ため、LEDアレイ１からは、ｘ軸方向に対して
投影信号に対応して明るさが分布する空間光を出
射する。
３は光ゲートアレイ素子で、ｘ軸方向に対して
45゜の傾きをもつて配列されるｍ個（ここでは９
個ある例を示す）の光ゲートで構成されている。
この光ゲートアレイ素子３は、例えばPLZT基板
上に光ゲートの数に対応した複数対の電極を配列
し、この基板を偏向面が互いに直交するようにし
た２枚の偏向板でサウンドウイツチ状に挾んで構
成されるもので、各光ゲートは、与えられる信号
の大きさに対応した光の透過率をもつようにな
る。４はこの光ゲートアレイ素子３の駆動回路
で、ここには図示する波形ｈで示すような核関数
信号が与えられ、これに対応して各光ゲートの光
透過率を制御するもので、ｘ軸に対して45゜傾く
方向に、核関数で各透過率が分布することとな
る。ここで、図示する核関数信号ｈは、正負の極
性をもつているのに対して、光ゲートアレイ素子
の光透過率はひとつの極性であるから、核関数の
正と負とは別の時間に光ゲートアレイ素子を駆動
することによつて、この極性の相異を判別するも
のとする。
45゜の傾きをもつて配列されるｍ個（ここでは９
個ある例を示す）の光ゲートで構成されている。
この光ゲートアレイ素子３は、例えばPLZT基板
上に光ゲートの数に対応した複数対の電極を配列
し、この基板を偏向面が互いに直交するようにし
た２枚の偏向板でサウンドウイツチ状に挾んで構
成されるもので、各光ゲートは、与えられる信号
の大きさに対応した光の透過率をもつようにな
る。４はこの光ゲートアレイ素子３の駆動回路
で、ここには図示する波形ｈで示すような核関数
信号が与えられ、これに対応して各光ゲートの光
透過率を制御するもので、ｘ軸に対して45゜傾く
方向に、核関数で各透過率が分布することとな
る。ここで、図示する核関数信号ｈは、正負の極
性をもつているのに対して、光ゲートアレイ素子
の光透過率はひとつの極性であるから、核関数の
正と負とは別の時間に光ゲートアレイ素子を駆動
することによつて、この極性の相異を判別するも
のとする。
５は光センサアレイで、LDEアレイ１からの
光を光ゲートアレイ素子３を介して受光できるよ
うに配置されている。この光センサアレイ５は、
LEDアレイ１のLEDの数ｎ個に対応した数短冊
状の光センサが、LEDの配列方向（ｘ軸方向）
と直交する方向（ｙ軸方向）に配列して構成され
ている。６は光センサアレイ５からの信号を入力
とする出力信号処理回路で、アナログメモリ回路
又はＡ／Ｄ変換回路とデイジタルメモリ回路を含
んで構成されている。
光を光ゲートアレイ素子３を介して受光できるよ
うに配置されている。この光センサアレイ５は、
LEDアレイ１のLEDの数ｎ個に対応した数短冊
状の光センサが、LEDの配列方向（ｘ軸方向）
と直交する方向（ｙ軸方向）に配列して構成され
ている。６は光センサアレイ５からの信号を入力
とする出力信号処理回路で、アナログメモリ回路
又はＡ／Ｄ変換回路とデイジタルメモリ回路を含
んで構成されている。
このように構成された装置の動作を次に説明す
る。
る。
LEDアレイ１には、入力駆動回路２を介して
１ビユーウの投影信号Ｐが加えられ、各LED
は、各信号に対応した明るさで発光する。ここ
で、入力信号と明るさとの関係や、スパン等は適
当な補正回路や帰還回路を介して行われるものと
するが、詳細な回路構成とその動作は本発明と直
接関係ないので省略する。
１ビユーウの投影信号Ｐが加えられ、各LED
は、各信号に対応した明るさで発光する。ここ
で、入力信号と明るさとの関係や、スパン等は適
当な補正回路や帰還回路を介して行われるものと
するが、詳細な回路構成とその動作は本発明と直
接関係ないので省略する。
LEDアレイ１からの光は、光ゲートアレイ３
に照射される。この光ゲートアレイ３には、ゲー
ト駆動回路４からの信号が印加され、まずはじめ
に正の核関数によつて該当するゲートが開かれ、
対応する信号に応じた光透過性を帯びるようにな
る。このとき、光ゲートアレイ素子３上に照射さ
れているLEDアレイ１からの光は、この光ゲー
トアレイ素子３の光透過性を帯びたゲート部分を
通過して光センサアレイ５で受光される。ここ
で、光センサアレイ５において、各光センサから
出力される信号の大きさは、受光する光の強さに
対応するもので、LEDアレイ１からの光の明る
さと、光ゲートアレイ素子３の対応する部分の光
透過率の積に関連したものとなる。光ゲートアレ
イ５からの信号は、出力信号処理回路６内のメモ
リ手段で記憶される。次に同じように光ゲートア
レイ素子３は、負の核関数によつて該当するゲー
トが開かれ、対応する信号に応じた光透過性を帯
び、ここを通過した光を光センサアレイ５が受光
する。このときの光センサアレイ５からの信号出
力は、出力信号処理回路において、前にメモリ手
段に記憶した信号から減算される。この減算され
た信号Ｐ（θ、τ）は、(3)式で代表でき、入力信
号にコンボリユーシヨン演算を施したものとな
る。
に照射される。この光ゲートアレイ３には、ゲー
ト駆動回路４からの信号が印加され、まずはじめ
に正の核関数によつて該当するゲートが開かれ、
対応する信号に応じた光透過性を帯びるようにな
る。このとき、光ゲートアレイ素子３上に照射さ
れているLEDアレイ１からの光は、この光ゲー
トアレイ素子３の光透過性を帯びたゲート部分を
通過して光センサアレイ５で受光される。ここ
で、光センサアレイ５において、各光センサから
出力される信号の大きさは、受光する光の強さに
対応するもので、LEDアレイ１からの光の明る
さと、光ゲートアレイ素子３の対応する部分の光
透過率の積に関連したものとなる。光ゲートアレ
イ５からの信号は、出力信号処理回路６内のメモ
リ手段で記憶される。次に同じように光ゲートア
レイ素子３は、負の核関数によつて該当するゲー
トが開かれ、対応する信号に応じた光透過性を帯
び、ここを通過した光を光センサアレイ５が受光
する。このときの光センサアレイ５からの信号出
力は、出力信号処理回路において、前にメモリ手
段に記憶した信号から減算される。この減算され
た信号Ｐ（θ、τ）は、(3)式で代表でき、入力信
号にコンボリユーシヨン演算を施したものとな
る。
Ｐ（θ、τ）＝ΣＰ（θ、ｘ）・ｈ（τ−ｘ）・Δ
ｘ ……(3) 第６図は、第５図装置において、LEDアレイ
１に代えて用いられる第２の光ゲートアレイ素子
の構成斜視図である。この光ゲートアレイ素子７
は、ｘ軸方向にｎ個の光ゲートが配列して構成さ
れており、各光ゲートの光透過率が与えられる信
号に応じて制御される。この光ゲートアレイ素子
７の表面には、一様の光が照射され、光ゲートア
レイ素子７を透過した光は、ｘ軸方向に投影信号
に対応した明るさ分布をもつ空間光となる。
ｘ ……(3) 第６図は、第５図装置において、LEDアレイ
１に代えて用いられる第２の光ゲートアレイ素子
の構成斜視図である。この光ゲートアレイ素子７
は、ｘ軸方向にｎ個の光ゲートが配列して構成さ
れており、各光ゲートの光透過率が与えられる信
号に応じて制御される。この光ゲートアレイ素子
７の表面には、一様の光が照射され、光ゲートア
レイ素子７を透過した光は、ｘ軸方向に投影信号
に対応した明るさ分布をもつ空間光となる。
なお、上記の実施例および説明では、CT装置
のコンボリユーシヨン演算を行うことを想定した
ものであつて、その為に、LEDアレイ１、光ゲ
ートアレイ３及び光センサアレイ５の配列方向を
図示するように、すなわち、LEDアレイ１と光
センサアレイ５を互いに直角、その中間の光ゲー
トアレイ３を対向線方向になるように配置したも
のであるが、これらの配列方向をいずれも同方向
となるように配置するようにしてもよい。この場
合、２つの関数の積の演算を行わせることができ
るもので、本発明の思想は、このような場合をも
包含している。また、各素子の相互間には、平行
光線にしたり、拡大又は縮少させるための各種光
学系を介在配置してもよい。
のコンボリユーシヨン演算を行うことを想定した
ものであつて、その為に、LEDアレイ１、光ゲ
ートアレイ３及び光センサアレイ５の配列方向を
図示するように、すなわち、LEDアレイ１と光
センサアレイ５を互いに直角、その中間の光ゲー
トアレイ３を対向線方向になるように配置したも
のであるが、これらの配列方向をいずれも同方向
となるように配置するようにしてもよい。この場
合、２つの関数の積の演算を行わせることができ
るもので、本発明の思想は、このような場合をも
包含している。また、各素子の相互間には、平行
光線にしたり、拡大又は縮少させるための各種光
学系を介在配置してもよい。
以上説明したように、本発明に係る装置は、光
のもつ空間的分布を利用して多数の演算を並列的
に処理することができるもので、CT装置等に応
用して極めて有効である。
のもつ空間的分布を利用して多数の演算を並列的
に処理することができるもので、CT装置等に応
用して極めて有効である。
第１図〜第４図は公知のCT画像再構成の手順
の一例を示す説明図及び線図、第５図は本発明に
係る演算処理装置の構成斜視図、第６図は第５図
装置において、LEDアレイに代えて用いられる
光ゲートアレイ素子の構成斜視図である。 １……LEDアレイ、２……入力駆動回路、３
……光ゲートアレイ素子、４……駆動回路、５…
…光センサアレイ、６……出力信号処理回路。
の一例を示す説明図及び線図、第５図は本発明に
係る演算処理装置の構成斜視図、第６図は第５図
装置において、LEDアレイに代えて用いられる
光ゲートアレイ素子の構成斜視図である。 １……LEDアレイ、２……入力駆動回路、３
……光ゲートアレイ素子、４……駆動回路、５…
…光センサアレイ、６……出力信号処理回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の短冊状の発光素子又は複数個の短冊
状の光ゲートが一次元的に配列して構成され与え
られる第１の信号に対応して前記一次元方向に明
るさが分布する空間光を出力する発光素子又は光
ゲートのアレイ手段、複数個の光ゲートが一次元
的であつて、前記アレイ手段の発光素子又は光ゲ
ートの配列方向と所定の角度をもつて配列されそ
の透過率が光ゲートの配列方向に与えられる第２
の信号に対応して分布する光ゲートアレイ素子、
複数個の短冊状の光センサが一次元的であつて、
前記光ゲートの配列方向と所定の角度をもつて配
列され前記発光素子又は光ゲートのアレイ手段か
ら空間光を前記光ゲートアレイ素子を介し受光す
る光センサアレイとを具備した演算処理装置。 ２ 発光素子又は光ゲートのアレイ手段の発光素
子又は光ゲートの配列方向と、光センサアレイの
光センサの配列方向とを互いに直角になるように
配置するとともに、光ゲートアレイ素子の光ゲー
トの配列方向を、他の２つのアレイの配列方向の
に対して対角線方向になるように配置させた特許
請求の範囲第１項記載の演算処理装置。 ３ 第１の信号は投影信号であり、第２の信号は
核関数信号であつて、光センサアレイから第１の
信号にコンボリユージヨン演算を施した信号を得
るようにしたＸ線CT装置に用いられる特許請求
の範囲第２項記載の演算処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56047703A JPS57162072A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Arithmetic processor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56047703A JPS57162072A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Arithmetic processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57162072A JPS57162072A (en) | 1982-10-05 |
| JPS6131505B2 true JPS6131505B2 (ja) | 1986-07-21 |
Family
ID=12782653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56047703A Granted JPS57162072A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Arithmetic processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57162072A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442711U (ja) * | 1987-09-03 | 1989-03-14 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56047703A patent/JPS57162072A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442711U (ja) * | 1987-09-03 | 1989-03-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57162072A (en) | 1982-10-05 |
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