JPH0373196B2

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Info

Publication number: JPH0373196B2
Application number: JP58129855A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hayakawa; Masafumi Ooshiro
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1983-07-15
Publication date: 1991-11-21
Also published as: JPS6021687A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明はサブトラクシヨン画像処理装置に改良
を施した画像処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an image processing apparatus that is an improved subtraction image processing apparatus.

（従来技術）まず従来のサブトラクシヨン画像処理装置の原
理と構成例をデイジタルラジオグラフイの応用例
を参照して説明する。(Prior Art) First, the principle and configuration example of a conventional subtraction image processing device will be explained with reference to an application example of digital radiography.

第１図はサブトラクシヨン画像処理装置の構成
例を示すブロツク図、第２図は被写体と撮像管に
形成される像の関係を示した略図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a subtraction image processing apparatus, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between a subject and an image formed on an image pickup tube.

被写体である骨２および血管３はＸ線源１から
のＸ線により照射され透過Ｘ線像がＸ線撮像装置
４上に形成される。 Bone 2 and blood vessel 3, which are objects to be photographed, are irradiated with X-rays from X-ray source 1, and a transmitted X-ray image is formed on X-ray imaging device 4.

今理解を容易するために、任意の一次元像に着
目する。α（ｘ）、β₀（ｘ）、β₁（ｘ）を位置ｘの関
数である以下の量であると定義する。 For ease of understanding, we will now focus on an arbitrary one-dimensional image. Define α(x), β ₀ (x), β ₁ (x) to be the following quantities that are functions of position x.

α（ｘ）骨によるＸ線吸収量 β₀（ｘ）血管によるＸ線吸収量 β₁（ｘ）造影剤が注入された血管によるＸ線吸
収量まず造影剤の注入前の撮像により、パターンα
（ｘ）β₀（ｘ）が検出される。 α(x) Amount of X-ray absorption by bones β ₀ (x) Amount of X-ray absorption by blood vessels β ₁ (x) Amount of X-ray absorption by blood vessels into which contrast medium has been injected First, by imaging before contrast medium injection, pattern α
(x) β ₀ (x) is detected.

次に造影剤を注入すればパターンα（ｘ）β₁
（ｘ）が検出される。 Next, if a contrast agent is injected, the pattern α(x)β ₁
(x) is detected.

これらはそれぞれAD変換器５によりAD変換
され、パターンα（ｘ）β₀（ｘ）に対応するデイジ
タルデータはスイツチ６を介してビデオフレーム
メモリ７に格納される。 These are each subjected to AD conversion by an AD converter 5, and digital data corresponding to the pattern α(x)β ₀ (x) is stored in a video frame memory 7 via a switch 6.

またパターンα（ｘ）β₁（ｘ）に対応するデイジ
タルデータはスイツチ６を介してビデオフレーム
メモリ８に格納される。 Further, digital data corresponding to the pattern α(x)β ₁ (x) is stored in the video frame memory 8 via the switch 6.

減算器９によりこれら画像間の差 α（ｘ）β₀（ｘ）−α（ｘ）β₁（ｘ）を求める。 A subtracter 9 calculates the difference α(x)β ₀ (x)−α(x)β ₁ (x) between these images.

前記減算器９の出力に加算器１０により一定値
を加えて、 α（ｘ）〔β₀（ｘ）−β₁（ｘ）〕＋一定値を求めてビデオフレームメモリ１１に格納する。
この結果は血管像としてTVモニタ１２等により
観察される。 A constant value is added to the output of the subtracter 9 by an adder 10 to obtain α(x) [β ₀ (x)−β ₁ (x)]+a constant value, which is stored in the video frame memory 11 .
This result is observed as a blood vessel image on the TV monitor 12 or the like.

前式から明らかなように、骨２による空間像変
調α（ｘ）が掛かつているため、血管像β₀（ｘ）−
β₁（ｘ）はその変調を受ける。 As is clear from the previous equation, since the spatial image modulation α(x) due to bone 2 is applied, the blood vessel image β ₀ (x)−
β ₁ (x) undergoes that modulation.

したがつてサブトラクシヨンのみでは正確な血
管像を抽出できない。 Therefore, an accurate blood vessel image cannot be extracted by subtraction alone.

（発明の目的）本発明の目的は前述のような不必要な空間変調
の影響を除去することができる画像処理装置を提
供することにある。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide an image processing device that can eliminate the influence of unnecessary spatial modulation as described above.

（構成の説明）前記目的を達成するために本発明による画像処
理装置は、不変像α（ｘ）と第１の状態β₀（ｘ）お
よび第２の状態β₁（ｘ）を取り得る可変像の各像
の積で規定される画像から、可変像を得る画像処
理装置において、不変像と可変像の第１の状態の
積α（ｘ）β₀（ｘ）を記憶する第１記憶回路と、不
変像と可変像の第２の状態の積α（ｘ）β₁（ｘ）を
記憶する第２記憶回路と、前記第１記憶回路と前
記第２記憶回路の対応する内容の差α（ｘ）β₀
（ｘ）−α（ｘ）β₁（ｘ）を求める減算回路と、前記
減算回路の内容を記憶する第３の記憶回路と前記
第３の記憶回路の内容を前記第１の記憶回路の対
応する内容で割算する割算回路と、前記割算回路
の演算結果〔α（ｘ）β₀（ｘ）−α（ｘ）β₁（ｘ）〕
／
〔α（ｘ）β₀（ｘ）〕を記憶または再生する装置から
構成されている。(Description of Configuration) In order to achieve the above object, the image processing device according to the present invention has an invariant image α(x) and a variable image that can take a first state β ₀ (x) and a second state β ₁ (x). In an image processing device that obtains a variable image from an image defined by the product of each of the images, a first storage circuit that stores the product α(x)β ₀ (x) of a first state of the unchangeable image and the variable image. and a second storage circuit that stores the product α(x)β ₁ (x) of the second state of the invariant image and the variable image, and the difference α between the corresponding contents of the first storage circuit and the second storage circuit. (x) β ₀
(x)-α(x)β ₁ (x); a third storage circuit that stores the contents of the subtraction circuit; and a correspondence between the contents of the third storage circuit and the first storage circuit. A division circuit that divides by the _contents _of
/
It consists of a device that stores or reproduces [α(x)β ₀ (x)].

前記演算結果は、〔α（ｘ）β₀（ｘ）−α（ｘ）β₁（ｘ）〕／〔α（ｘ
）
β₀（ｘ）〕は、１−β₁（ｘ）／β₀（ｘ）となり、α（ｘ）の影響
が完全に除去されている。 The calculation result is [α(x)β ₀ (x)−α(x)β ₁ (x)]/[α(x
)
β ₀ (x)] is 1−β ₁ (x)/β ₀ (x), and the influence of α(x) is completely removed.

（実施例の説明）第３図は本発明による画像処理装置の第１の実
施例を示すブロツク図である。第１図および第２
図に関連してすでに説明した構成と共通する部分
には、同一の数字を付してある。(Description of Embodiment) FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. Figures 1 and 2
Parts that are common to the configuration already described in connection with the figures are labeled with the same numbers.

減算器９により α（ｘ）β₀（ｘ）−α（ｘ）β₁（ｘ）が得られるところまではすでに説明した所と異な
らない。 The point where α(x)β ₀ (x)−α(x)β ₁ (x) is obtained by the subtractor 9 is the same as that already described.

パターンα（ｘ）β₀（ｘ）に対応するデイジタル
データ〔α（ｘ）；骨によるＸ線吸収量、β₀（ｘ）；
血管によるＸ線吸収量〕が格納されているビデオ
フレームメモリ７の内容は逆数テーブル２１に接
続され、１／〔α（ｘ）β₀（ｘ）〕が求められる。
掛算器２２により、前記逆数テーブル２１を参照
して得られた１／〔α（ｘ）β₀（ｘ）〕と、減算器
９の出力 α（ｘ）β₀（ｘ）−α（ｘ）β₁（ｘ）との積が求めら
れ結果がビデオフレームメモリ２３に記憶され
る。このビデオフレームメモリ２３の内容は変換
器２４によりビデオ信号に変換され、モニタ１２
により表示される。 Digital data corresponding to the pattern α(x) β ₀ (x) [α(x); X-ray absorption amount by bone, β ₀ (x);
The contents of the video frame memory 7 storing the amount of X-ray absorption by blood vessels are connected to the reciprocal table 21, and 1/[α(x)β ₀ (x)] is obtained.
1/[α(x)β ₀ (x)] obtained by the multiplier 22 with reference to the reciprocal table 21 and the output α(x)β ₀ (x)−α(x) of the subtracter 9 The product with β ₁ (x) is determined and the result is stored in the video frame memory 23. The contents of this video frame memory 23 are converted into a video signal by a converter 24 and displayed on the monitor 12.
Displayed by

ここに表示される画像は骨の情報が消去された
血管に関する画像である。 The image displayed here is an image related to blood vessels with bone information erased.

ビデオフレームメモリ２３の内容は外部処理装
置により、さらに演算処理される。 The contents of the video frame memory 23 are further processed by an external processing device.

第４図は本発明による演算処理装置を顕微鏡撮
影の際に見られるモトルパターンの消去に応用し
た実施例を示すブロツク図である。 FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment in which the arithmetic processing device according to the present invention is applied to erasing a mottle pattern seen during microscopic photography.

図において、３０は顕微鏡光学系で、３０ａは
撮像対象物体、３０ｂは対物レンズ、３０ｃはハ
ーフミラー、３０ｄは照明光源である。 In the figure, 30 is a microscope optical system, 30a is an object to be imaged, 30b is an objective lens, 30c is a half mirror, and 30d is an illumination light source.

拡大像は撮像装置３１により撮像される。その
他の回路構成は前述した第４図の構成と全く同じ
であり、同一の符号を付してある。 The enlarged image is captured by the imaging device 31. The other circuit configurations are exactly the same as the configuration shown in FIG. 4 described above, and are given the same reference numerals.

顕微鏡（広義にはフオーカス系を含んだ）撮像
装置においては、撮像デバイス光電面のムラやキ
ズ、あるいは光学系におけるゴミやシミなどのた
め固定ノイズと称されているパターン（モトルパ
ターン）が存在する。このモトルパターンは光学
系のフオーカスに関係なく存在する。 In microscope imaging devices (including focus systems in a broad sense), a pattern called fixed noise (mottle pattern) exists due to unevenness or scratches on the photocathode of the imaging device, or dust or stains in the optical system. . This mottle pattern exists regardless of the focus of the optical system.

モトルパターンｎ（ｘ）を前記不変像α（ｘ）、
焦点合わせされた拡大像ｆ（ｘ）を前記可変像の
第２の状態β₁（ｘ）、ぼかされた像＜ｆ（ｘ）＞を前
記可変像の第１の状態β₀（ｘ）に対応させること
により、前記第１の実施例と同様に取り扱うこと
ができる。 The mottle pattern n(x) is the invariant image α(x),
The focused enlarged image f(x) is the second state β ₁ (x) of the variable image, and the blurred image <f(x)> is the first state β ₀ (x) of the variable image. By making it correspond to the above, it can be handled in the same manner as in the first embodiment.

前記光学系においてフオーカスを完全にくずせ
ばｆ（ｘ）なる変調パターンは一定値＜ｆ（ｘ）＞
（これはｆ（ｘ）の平均値に等しい）となる。それ
はｎ（ｘ）・＜ｆ（ｘ）＞という形で撮像装置３１に
より検出される。 If the focus is completely lost in the optical system, the modulation pattern f(x) will have a constant value <f(x)>
(This is equal to the average value of f(x)). It is detected by the imaging device 31 in the form n(x)·<f(x)>.

この出力はAD変換器５によりデイジタルデー
タに変換され、スイツチ６を介してビデオフレー
ムメモリ７に格納される。 This output is converted into digital data by the AD converter 5 and stored in the video frame memory 7 via the switch 6.

同様にｎ（ｘ）・ｆ（ｘ）はビデオフレームメモ
リ８に格納される。各ビデオフレームメモリ７お
よび８の内容は減算器９により次の式に示される
差が求められる。 Similarly, n(x) and f(x) are stored in the video frame memory 8. A difference between the contents of each video frame memory 7 and 8 is obtained by a subtracter 9 as shown in the following equation.

ｎ（ｘ）・ｆ（ｘ）−ｎ（ｘ）・＜ｆ（ｘ）＞第５図にここまでの演算過程を示してある。 n(x)・f(x)−n(x)・<f(x)> FIG. 5 shows the calculation process up to this point.

第５図Ａはモトルパターンｎ（ｘ）を示してい
る。 FIG. 5A shows the mottle pattern n(x).

第５図Ｂは焦点合わせされた拡大像ｆ（ｘ）と
デフオーカス像＜ｆ（ｘ）＞を示している。 FIG. 5B shows a focused enlarged image f(x) and a defocused image <f(x)>.

第５図Ｃはビデオフレームメモリ８の内容ｎ
（ｘ）・ｆ（ｘ）を示している。 FIG. 5C shows the contents n of the video frame memory 8.
(x)·f(x) is shown.

第５図Ｄはビデオフレームメモリ７の内容ｎ
（ｘ）・＜ｆ（ｘ）＞を示している。 FIG. 5D shows the contents n of the video frame memory 7.
(x)・<f(x)> is shown.

第５図Ｅは減算器９の内容に対応するものであ
る。 FIG. 5E corresponds to the contents of the subtracter 9.

ここまでの処理は従来のサブトラクシヨン画像
処理装置の処理と異ならず、モトルパターンｎ
（ｘ）がｆ（ｘ）による変調を受けているので、第
６図Ｅに示すようにモトルパターンｎ（ｘ）の影
響が残つている。 The processing up to this point is no different from that of conventional subtraction image processing devices, and the mottle pattern n
Since (x) is modulated by f(x), the influence of the mottle pattern n(x) remains as shown in FIG. 6E.

ビデオフレームメモリ７の内容ｎ（ｘ）・＜ｆ
（ｘ）＞は、逆数テーブル２１に接続され、１／ｎ（ｘ）・＜ｆ（ｘ）＞が求められる。 Contents of video frame memory 7 n(x)・<f
(x)> is connected to the reciprocal table 21, and 1/n(x)·<f(x)> is obtained.

掛算器２２により、前記逆数テーブル２１を参
照して得られた１／ｎ（ｘ）・＜ｆ（ｘ）＞と、減算
器９の出力ｎ（ｘ）・ｆ（ｘ）−ｎ（ｘ）・＜ｆ（ｘ）＞との積が求められ結果がビデオフレームメモリ２
３に記憶される。このビデオフレームメモリ２３
の内容は変換器２４によりビデオ信号に変換さ
れ、モニタ１２により表示される。 1/n(x)・<f(x)> obtained by the multiplier 22 by referring to the reciprocal table 21 and the output of the subtracter 9 n(x)・f(x)−n(x)・The product with <f(x)> is calculated and the result is stored in video frame memory 2.
3 is stored. This video frame memory 23
The content is converted into a video signal by converter 24 and displayed on monitor 12.

ここに表示される画像はｎ（ｘ）・〔ｆ（ｘ）−＜ｆ（ｘ）＞〕／ｎ（ｘ）・＜
ｆ
（ｘ）＞＋一定値＝ｆ（ｘ）／＜ｆ（ｘ）＞＋一定値となり、モトルパターンｎ（ｘ）の情報が消去さ
れた画像となる。 The image displayed here is n(x)・[f(x)−<f(x)>]/n(x)・<
f
(x)>+constant value=f(x)/<f(x)>+constant value, resulting in an image in which the information of the mottle pattern n(x) has been erased.

（発明の効果の説明）以上説明したように、発明の前記構成によれば
再生画像に含まれる固定ノイズを完全に消去する
ことができ所要の画像信号を正確に得ることがで
きる。(Description of Effects of the Invention) As described above, according to the configuration of the invention, fixed noise included in a reproduced image can be completely eliminated and a required image signal can be accurately obtained.

[Brief explanation of drawings]

第１図はサブトラクシヨン画像処理装置の構成
例を示すブロツク図、第２図は被写体と撮像管に
形成される像の関係を示した略図である。第３図
は本発明による画像処理装置の第１の実施例を示
すブロツク図である。第４図は本発明による画像
処理装置の第２の実施例を示すブロツク図であ
る。第５図はモトルパターンｎ（ｘ）の消去の過
程を説明するグラフである。１……Ｘ線源、２……骨、３……血管、４……
Ｘ線撮像装置、５……AD変換器、６……スイツ
チ、７，８……ビデオフレームメモリ、９……減
算器、１０……加算器、１１……ビデオフレーム
メモリ、１２……TVモニタ、２１……逆数テー
ブル、２２……掛算器、２３……ビデオフレーム
メモリ、２４……変換器、３０……顕微鏡光学
系、３１……撮像装置。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a subtraction image processing apparatus, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between a subject and an image formed on an image pickup tube. FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the image processing apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a graph explaining the process of erasing the mottle pattern n(x). 1... X-ray source, 2... Bone, 3... Blood vessel, 4...
X-ray imaging device, 5...AD converter, 6...Switch, 7, 8...Video frame memory, 9...Subtractor, 10...Adder, 11...Video frame memory, 12...TV monitor , 21... Reciprocal table, 22... Multiplier, 23... Video frame memory, 24... Converter, 30... Microscope optical system, 31... Imaging device.

Claims

[Claims] 1. From an image defined by the product of an invariant image α(x) and each variable image that can assume a first state β ₀ (x) and a second state β ₁ (x). , in an image processing device that obtains a variable image, the product α of the first state of the unchanged image and the variable image is
(x)β ₀ (x); a second storage circuit that stores the product α(x)β ₁ (x) of the second state of the unchangeable image and the variable image; Difference between the corresponding contents of the memory circuit and the second memory circuit α(x)β ₀ (x)−α
(x) a subtraction circuit for obtaining β ₁ (x); a third storage circuit for storing the contents of the subtraction circuit; and dividing the contents of the third storage circuit by the corresponding contents of the first storage circuit. and the calculation result of the division circuit [α(x)β ₀ (x)−α(x)β ₁ (x)]/α(x
)
An image processing device comprising a device for storing or reproducing [β ₀ (x)]. 2. Claims in which the division circuit comprises a reciprocal calculation circuit that calculates the reciprocal of the contents of the first storage circuit, and a multiplication circuit that calculates the product of the corresponding contents of the reciprocal calculation circuit and the subtraction circuit. The image processing device according to item 1. 3. For example, in X-ray diagnostics, the constant image α(x) depends on the amount of X-ray absorption by bones, and the first state β ₀ (x) of the variable image depends on the amount of X-ray absorption by blood vessels. The second variable image
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the state β ₁ (x) depends on the amount of X-ray absorption by the blood vessel into which the contrast medium has been injected. 4 The constant image α(x) is a mottle pattern that is fixed noise in the optical system, and the first variable image
The state β ₀ (x) depends on the imaged object blurred by the optical system, and the second state β ₁ (x) of the variable image depends on the imaged object blurred by the optical system. 2. The image processing device according to claim 1, which is an image processing device that obtains an image related to the second state β ₁ (x) by removing the mottle pattern.