JPH0354515B2

JPH0354515B2 -

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Publication number: JPH0354515B2
Application number: JP58107975A
Authority: JP
Priority date: 1982-06-17
Filing date: 1983-06-17
Publication date: 1991-08-20
Also published as: SE8303375D0; DE3320261C2; FR2528691B1; BE897048A; JPS5916481A; SE8303375L; IT8321617A0; CA1205219A; IL68981A; IL68981A0; FR2528691A1; GB2122050B; IT1170300B; GB8316117D0; NL8202450A; DE3320261A1; SE453244B; GB2122050A; US4507681A

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線像系列を発生するＸ
線像形成装置と、各ピ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。

かかる方法および装置は、刊行物“Optical
Engineering”Vol.17、No.６、November／
December 1978、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ツプ形式で増大し、（ステ
ツプ状に変化する）複合像をテレビジヨン・スク
リーン上に表示した場合、ちらつく像が生じる。
従つて、上記刊行物に記載された方法および装置
は、Ｘ線像の像増強装置およびテレビジヨン装置
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。テレビジヨン・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
３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）減算によつて決定する
ようにしている。他の（第３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）を有するテレビジヨ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つて、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、テレビジヨン・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。

従つて本発明の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
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。この方法を用
いることにより、前もつ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つて減少す
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つ
て、Ｘ線像系列の順次のＸ線像の各ピクセルに関
連する像情報を時間領域において波する再帰形
フイルタを構成し；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複合像に対し
ては１より小さくし、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
が増大するに従つて減算像における雑音レベルが
減少する。

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複合像
から減算像を導出する装置が開示されており、こ
の装置は再帰形フイ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ツトされる振
幅を有する減算像が生じるので、かかる減算像を
テレビジヨン・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実施例を説明する。

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線管Ｂによつて
発生した放射線Ｘによつて被検体Ｏを照射し、被
検体Ｏの影像が像増強装置II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II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・デイジタル・コンバータ（Ａ／
Ｄコンバータ）ADC２を介してデイジタル化す
る。

デイ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M₂₁
と、加算器A₂₀と、メモリMM₂₀とを備えている。
また第１図に示した検査装置はデイジタル・アナ
ログ・コンバータ（Ｄ／Ａコンバータ）DAC２
および表示装置MON（例えば、テレビジヨン・
モニタ）を備えている。また図示の検査装置はビ
デオ信号若しくはデイ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
記録を形成するための複写機／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する再帰形フイル
タを構成する。このフイルタの動作は次の通りで
ある。アナログ・デイジタル・コンバータADC
２から生ずるピクセルの値は乗算器M₂₀に供給
し、同じく乗算器M₂₀に供給する重み係数α（０
α１）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、同じピクセルに対
し既にメモリMM₂₀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MM₂₀の出力を加算器A₂₀の入力端子に結
合する乗算器M₂₁によつて行う。加算器A₂₀に供
給した２つの値の和は当該ピクセルに関連するア
ドレスに蓄積する。メモリMM₂₀に蓄積した値は
デイジタル・アナログ・コンバータDAC２に供
給するので、表示装置MONに複合像が表示され
る。

従来の装置における如く、メモリMM₂₀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M₂₁を橋絡し不作動状態にした場合）、240ｍ
秒毎にＸ像管Ｂが持続時間160ｍ秒のＸ線パルス
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）から成るＸ線像系列
を発生すると仮定すると、メモリMM₂₀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25％幅）
で０％から100％へ増大する。240ｍ秒後毎にメモ
リMM₂₀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）、かかる複合像はか
なりのちらつきを呈し、これは装置を使用する放
射線技師にとつて望ましくない。

重み係数αを一定とし、かつメモリMM₂₀の出
力信号を乗算器M₂₁（重み係数１−α）を介して
加算器A₂₀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３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
イルタを、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
態様で使用した場合、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
う像が生じる。メモリMM₂₀の出力信号（複合像
の振幅）は次式 Vu(n)＝α・Vi(n)＋α・(1-α)・Vi(n-1) ＋α・（１−α）²・Vi（ｎ−２）＋α・（１−α）³・Vi（ｎ−３）で表わすことができ、ここでは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1/2を有する場合には、次式 Vu(n)＝８／16Vi(n)＋４／16Vi(n-1) ＋２／16Vi(n-2)＋１／16Vi(n-3) 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Ｘ線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Ｘ線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から
であり、一方、それ以前に処理されたＸ線像の寄
与は実際上無視できる程度に小さく、従つて、後
者のＸ線像を発生させるために使用されるＸ線量
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ば上述した両方
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。本発明によればかかる目的
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つて
達成することができる。

本発明による複合像は次式 Vu(4)＝α₄・Vi(4)＋α₃(1-α₄)・Vi(3) ＋α₂(1-α₃)・(1-α₄)・Vi(2) ＋α₁(1-α₂)・(1-α₃)・(1-α₄)・Vi(1) で表わされる振幅を有する。

各Ｘ線像Vi（ｎ）（１ｎ４）が複合像Vu
（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α₁、α₂、α₃、α₄の値
はそれぞれ１、1/2、1/3、1/4にしなければなら
ない。上記重み係数α₁〜α₄を使用した場合には、
複合像Vu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（α₁＝
１、（１−α₁）＝０）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。従つて、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α₁、
α₂、α₃、α₄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。従つて、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M₂₁を
デイジタル乗算回路で構成した場合には、重み係
数α₁、α₂、α₃、α₄を正確に調整することができ、
かつ波動作を正確に行わせることができる。

しかし、第５図に示す再帰形フイルタ２０を使
用する方が遥に簡単である。この再帰形フイルタ
２０は１個の乗算器M₃₀しか備えていないが、第
１図に示したのと同じ加算器A₃₀およびメモリ
MM₃₀に加えて、減算器V₃₀を備えている。この
再帰形フイルタ２０は第１図に示した装置１０の
フイルタと同じ波動作を行うことができること
は明らかである。

再帰形フイルタ２０では１個の乗算器M₂₀しか
使用しないから、重み係数の乗算は、並列ライン
上に零、１および２（または３）状態を介して乗
算器M₃₀に供給された“１”および“０”を単に
最下位ビツトの方向にシフトすることによつて行
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１、1/2、1/
４、1/4を有する重み係数α₁、α₂、α₃、α₄を使用す
る。理想的にはα₃の値を1/3にすべきであるが、
値1/4を使用することによつて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つて充分カバーされ
る。従つて、４個のＸ線像の処理後、複合像の振
幅は Vu(4)＝８／32・Vi(4)＋６／32・Vi(3)＋９／32 ・Vi(2)＋９／32・Vi(1) となる。従つて、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α₁として２の冪を使用することによ
り、実際上乗算器M₃₀は、並列入力２進数を、シ
フトせずに、または１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
ルチプレツクス）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（テレビジヨン撮像管用）
から導出した制御パルスを供給されるカウンタに
よつて、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３０の好適な
実施例を第６図に示す。アナログ・デイジタル・
コンバータADC２に対する入力信号は第１図に
示した像増強装置／撮像管の部分から供給し、そ
の出力信号はスイツチＳを介して２個の再帰形フ
イルタRF₁およびRF₂の一方に供給する。これら
再帰形フイルタRF₁およびRF₂は第５図に示した
再帰形フイルタ２０と同じ構成である。

スイツチＳを介して最初の４個のＸ線像がフイ
ルタRF₁に供給され、然る後フイルタRF₁はこれ
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
た後フイルタRF₁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Ｃによつ
て切換える。次の４個のＸ線像のおのおのに当つ
てはフイルタRF₂によつて新たな複合像が形成さ
れ、そのメモリに蓄積される。フイルタRF₁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、これをデイジタル・アナロ
グ・コンバータDAC２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線像およびスイツチ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、フイルタ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、スイツチ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イルタRF₂によ
つ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。

フイルタRF₁およびRF₂が適切なＸ線像を発生
するようにするため、カウンタＣに復号回路Ｄを
接続し、この復号回路により、カウワタＣの内容
（処理されるＸ線像の数）に基づいて、そのスイ
ツチ（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
給されるフイルタRF₁またはRF₂のスイツチだけ
付勢する必要があり、他方のフイルタRF₂または
RF₁のスイツチは重み係数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ツシ
ユすることができる（ダイナミツク・ランダム・
アクセス・メモリ）。1/4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、多重回路は３
対１多重回路とする必要があるが、２個の２対１
多重回路を縦継接続して構成することができる。
第６図の復号回路Ｄは両方のフイルタRF₁および
RF₂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Ｄの出力P₁および
P₂は両方共不作動状態である。カウンタＣの計
数値が01（１個のＸ線像の後）になつた場合には、
出力P₁が作動状態となり第１の（２対１）多重
回路のスイツチを切換える（１ビツト位置を介す
るシフト）。カウンタＣの計数値が10および11に
なつた場合には、出力P₁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ツチ
を切換える（２ビツ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ツク図、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３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図は本発
明による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５図は第１図の要部の
変形例を示すブロツク図、第６図は第１図の要部
の他の変形例を示すブロツク図である。１０……検査装置、２０……再帰形フイルタ、
３０……Ｘ線像系列処理装置、Ｇ……高電圧源、
Ｂ……Ｘ線管、Ｏ……被検体、II……像増強装
置、PU……撮像管、OA……増幅器、ADC２…
…アナログ・デイジタル・コンバータ、M₂₀，
M₂₁……乗算器、A₂₀……加算器、MM₂₀……メ
モリ、DAC２……デイジタル・アナログ・コン
バータ、MON……表示装置、M₃₀……乗算器、
A₃₀……加算器、MM₃₀……メモリ、V₃₀……減算
器、RF₁，RF₂……再帰形フイルタ、Ｃ……カウ
ンタ、Ｖ……減算器、Ｄ……検出回路。

Claims

【特許請求の範囲】１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。２Ｘ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１、
１／２、1/4、および1/4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。３Ｘ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／ｉ（但し１ｉｎ）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。４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特許請求の範囲第１，
２または３項記載のＸ線像系列処理方法。５短いＸ線像系列を被検体から周期的に作製す
る特許請求の範囲第１，２，３または４項記載の
Ｘ線像系列処理方法。６短いＸ線像系列を処理するため、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線像系列を発生するＸ線像形成装置
と、各ピ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個の加算器およびメモリ
によつて、Ｘ線像系列の順次のＸ線像の各ピクセ
ルに関連する像情報を時間領域において波する
再帰形フイルタを構成し；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より小さくし、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乗算器がデイ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α_iがＸ線像系
列の第ｉ番目のＸ線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。８Ｘ線像系列が４個のＸ線像を含み、重み係数
を順次１、1/2、1/4および1/4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複合像の各ピクセルに関連する像情報を、他
の像の対応するピ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。