專利名稱：X射線攝像方法和x射線攝像系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及取得對應于入射到X射線攝像裝置的X射線像的X射 線觀察圖像的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)。
背景技術：
近幾年，在醫(yī)療用的x射線攝像裝置等中，正在使用組合閃爍器
和CCD等的攝像元件的X射線攝像裝置。在像這樣的攝像裝置中，入
射的x射線在閃爍器中被轉換成對應于x射線量的規(guī)定波長的閃爍光
(例如可見光)。然后，通過以攝像元件檢測出由該閃爍光而構成的光
像，從而取得對應于x射線像的x射線觀察圖像(例如，參照專利文
獻l:日本特開2001-330678號公報)。
專利文獻1:日本特開2001-330678號公報 專利文獻2:日本特公平8-33922號公報

發(fā)明內容
在組合閃爍器和攝像元件的上述構成的X射線攝像裝置中，有時 在入射了的X射線像中， 一部分(例如10%左右)x射線沒有被轉換
成閃爍光而透過閃爍器，被攝像元件直接檢測出。在從攝像元件輸出
的x射線觀察圖像上，像這樣的透過x射線作為輝點噪聲而顯現。由 該輝點噪聲形成的噪聲圖像成分與一般由被轉換成閃爍光的x射線形 成的圖像成分相比較，具有高的信號輸出，從而成為所取得的x射線
觀察圖像的畫質劣化的原因。
對此，在專利文獻2:日本特公平8-33922號公報中記載了使用遞 歸濾波器(recursive filter)、中值濾波器(median filter)等的平滑濾波 器(smoothing filter)來降低圖像中的噪聲成分。然而，就使用遞歸濾 波器的方法而言，因為通過將對于同一個拍攝對象所取得的很多個X 射線觀察圖像利用適當附加權重的方法進行加和來減少噪聲圖像成分 的影響，所以為了取得很多個圖像所需要的攝影時間變長了，另外，會產生發(fā)生由于拍攝對象的活動等而引起的余像等問題。另外，也會
有所謂的相對于拍攝對象的x射線被照射量增大的問題。另外，就使
用平滑濾波器的方法而言，由于平滑化而在拍攝對象的圖像自身上發(fā) 生輪廓的模糊，從而不可避免分辨率的降低。
本發(fā)明是為了解決以上問題而做出的，目的在于提供能夠在降低
了噪聲圖像成分的影響的狀態(tài)下適當地取得對應于入射的X射線像的 X射線觀察圖像的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)。
為了達到如上所述的目的，依據本發(fā)明的x射線攝像方法，其特
征在于(l)使用X射線攝像裝置，該X射線攝像裝置包括閃爍器，
一個面為x射線入射面，對應于入射的x射線而產生閃爍光，從而將
X射線像轉換成光像；和攝像元件，面對閃爍器的另一個面進行設置， 并檢測由閃爍器所生成的光像，從而取得對應于入射到閃爍器的X射 線像的X射線觀察圖像；包括(2)第一圖像取得步驟，由X射線攝 像裝置取得第一 X射線觀察圖像，該第一 X射線觀察圖像包含與被閃 爍器轉換成光像的X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到攝像 元件的X射線所產生的第一噪聲圖像成分；(3)第二圖像取得步驟，
取得第二 X射線觀察圖像，該第二 X射線觀察圖像包含與第一噪聲圖 像成分不同的第二噪聲圖像成分；(4)減法處理步驟，在第一X射線 觀察圖像和第二 X射線觀察圖像之間進行減法處理，生成提取噪聲圖 像成分而得到的噪聲圖像；(5)閾值處理步驟，對噪聲圖像進行閾值 處理，從而在噪聲圖像成分中提取第一噪聲圖像成分；(6)噪聲除去 步驟，通過從包含第一噪聲圖像成分的第一 X射線觀察圖像中減去在 閾值處理步驟中提取的第一噪聲圖像成分，從而生成除去了第一噪聲 圖像成分的噪聲除去圖像。
另外，依據本發(fā)明的X射線攝像系統(tǒng)，其特征在于具備(a) X射線攝像裝置，該X射線攝像裝置包括閃爍器， 一個面為X射線
入射面，對應于入射的X射線而產生閃爍光，從而將X射線像轉換成 光像；和攝像元件，面對閃爍器的另一個面進行設置，并檢測由閃爍 器所生成的光像，從而取得對應于入射到閃爍器的X射線像的X射線 觀察圖像；(b)減法處理機構，在由X射線攝像裝置取得的第一X射 線觀察圖像和第二 X射線觀察圖像之間進行減法處理，生成提取噪聲圖像成分而得到的噪聲圖像，所述第一 X射線觀察圖像包含與被閃爍 器轉換成光像的X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到攝像元
件的x射線所產生的第一噪聲圖像成分，所述第二x射線觀察圖像包
含與第一噪聲圖像成分不同的第二噪聲圖像成分；(C)閾值處理機構， 對噪聲圖像進行閾值處理，在噪聲圖像成分中提取第一噪聲圖像成分； (d)噪聲除去機構，通過從包含第一噪聲圖像成分的第一X射線觀察 圖像中減去由閾值處理機構提取的第一噪聲圖像成分，從而生成除去 了第一噪聲圖像成分的噪聲除去圖像。
在上述的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)中，例如就由通過 拍攝對象的X射線等所形成的攝像對象的X射線像而言，取得有關噪
聲圖像成分的條件相互不同的第一、第二x射線觀察圖像。此時，在
這些圖像之間，與由閃爍器轉換成光像的X射線像相對應的圖像成分
基本上是一致的，由減法而相抵消，但是就噪聲圖像成分而言，根據 圖像而使其發(fā)生位置或者分布等有所不同。
所以，通過在這些第一、第二x射線觀察圖像之間進行減法處理， 并進一步進行適當的閾值處理，從而能夠選擇性地只提取包含于第一x 射線觀察圖像中的噪聲圖像成分。然后，通過從原來的x射線觀察圖
像中減去這個被提取的噪聲圖像成分，從而可以恰當并且有效地取得
減少了由直接入射到攝像元件的x射線所形成的噪聲圖像成分的影響
的圖像。
根據本發(fā)明的x射線攝像方法以及x射線攝像系統(tǒng)，對于攝像對
象的x射線像而言，取得有關噪聲圖像成分的條件互為不同的第一、
第二x射線觀察圖像，在這些第一、第二x射線觀察圖像之間進行減
法處理，并通過進一步進行適當的閾值處理來提取噪聲圖像成分，進
行X射線觀察圖像的噪聲除去，從而可以在噪聲圖像成分的影響被降
低的狀態(tài)下恰當地取得對應于入射的x射線像的X射線觀察圖像。


圖1是表示x射線攝像系統(tǒng)的第一實施方式的構成的框圖。
圖2是表示被用于X射線攝像系統(tǒng)的X射線攝像裝置的構成的側面圖。圖3是有關X射線攝像方法的第一實施方式進行表示的流程圖。 圖4是有關X射線觀察圖像的噪聲除去方法進行表示的模式圖。 圖5是有關X射線觀察圖像的噪聲除去方法進行表示的模式圖。 圖6是表示X射線觀察圖像(a)以及噪聲除去圖像(b)的例子 的圖。
圖7是表示圖1所示的X射線攝像系統(tǒng)的具體使用方法的一個例 子的圖。
圖8是表示X射線攝像系統(tǒng)的第二實施方式的構成的框圖。 圖9是有關X射線攝像方法的第二實施方式進行表示的流程圖。 圖10是有關X射線觀察圖像的噪聲除去方法進行表示的模式圖。 圖11是有關X射線觀察圖像的噪聲除去方法進行表示的模式圖。 圖12是表示X射線觀察圖像(a)、平滑圖像(b)以及噪聲除去 圖像(c)的例子的圖。 符號說明
1A、 1B…X射線攝像系統(tǒng)，IO...X射線攝像裝置，ll...閃爍器， lla...X射線入射面，12...FOP， 13…攝像元件，15...ADC， 20…信號 處理部，21...第一存儲器，22…第二存儲器，23…平滑濾波器，25... 第一減法器，26...閾值處理電路，27...第二減法器，30...存儲部，S… 拍攝對象，50...X射線源
具體實施例方式
以下與附圖一起就依據本發(fā)明的x射線攝像方法以及x射線攝像
系統(tǒng)的優(yōu)選實施方式加以詳細說明。還有，在附圖的說明中將相同的 符號標注于相同要素，省略重復的說明。另外，附圖的尺寸比例未必 與所說明的物體相一致。
圖1是表示根據本發(fā)明的x射線攝像系統(tǒng)的第一實施方式的構成
的框圖。另外，圖2是概略表示被用于X射線攝像系統(tǒng)的X射線攝像 裝置的構成的側面圖。依據本實施方式的X射線攝像系統(tǒng)1A具備X 射線攝像裝置10、ADC(A/D轉換器)15、信號處理部20以及存儲部30。 另外，在圖l中表示的例子是把來自于X射線源50的X射線向拍 攝對象S照射，并將由通過拍攝對象S的X射線所生成的X射線像作為由X射線攝像系統(tǒng)1A所形成的攝像對象。
X射線攝像裝置10是用于取得對應于入射的X射線像的X射線 觀察圖像的圖像取得機構，如圖2所示，具有閃爍器ll、纖維光學面 板(FOP) 12以及攝像元件13。閃爍器11是由規(guī)定的閃爍材料形成為 平板狀，其一個面lla是用于使X射線像入射的X射線入射面。在該 閃爍器11中，對應于從X射線入射面lla入射的X射線而產生閃爍光， 由此攝像對象的X射線像被轉換成光像。
與閃爍器11的另一個面llb相對，在X射線像的入射方向的下游 側設置有攝像元件13。攝像元件13檢測由閃爍器11所生成的光像， 從而取得與入射到閃爍器11的X射線像相對應的X射線觀察圖像。 另外，所取得的X射線觀察圖像的數據作為模擬圖像信號從攝像元件 13輸出。作為這樣的攝像元件13，例如可以使用將CCD形成于矩形 平板狀的硅基板上作為攝像部的能夠取得二維圖像的攝像元件。
另外，在圖2所示的構成例中，在閃爍器11和攝像元件13之間 進一步設置有FOP12。如在圖2中示意性地表示的那樣，該FOP12是 通過將很多根光纖維12a形成束從而形成為使光像能夠傳遞的光學元 件，是作為對應于入射X射線像而將由閃爍器11所生成的閃爍光所形 成的光像向攝像元件13傳導的纖維光學部件來發(fā)揮作用的。
如圖1所示，從X射線攝像裝置10的攝像元件13輸出的X射線 觀察圖像的模擬圖像信號在被ADC15轉化成數字圖像信號之后，被向 信號處理部20輸入。信號處理部20是對由X射線攝像裝置10取得的 X射線觀察圖像進行噪聲除去處理等的規(guī)定的圖像處理的信號處理機 構。另外，由該信號處理部20處理得到的X射線觀察圖像等的圖像數 據根據需要被存儲在存儲部30中。另外，根據需要，對該圖像數據進 行向外部的輸出、在顯示裝置上的顯示、打印、向外部處理裝置的發(fā) 送、向外部存儲裝置的存儲等處理。
在本實施方式中，對于在信號處理部20中的X射線觀察圖像的噪 聲除去處理是，使用由X射線攝像裝置10取得的第一 X射線觀察圖 像、在與第一X射線觀察圖像不同的時刻(比第一X射線觀察圖像更 前或者更后的時刻)連續(xù)取得的第二X射線觀察圖像來進行的。圖1 所表示的信號處理部20對應于像這樣的噪聲除去方法，具有第一存儲器21、第二存儲器22、第一減法器25、閾值處理電路26以及第二減 法器27來進行構成的。
第一存儲器21和第二存儲器22構成為可分別存儲由X射線攝像 裝置10所取得的X射線攝像觀察圖像的圖像數據。第一減法器25是 減法處理機構，其將來自于第一存儲器21的輸入圖像信號作為信號A， 將來自于第二存儲器22的輸入圖像信號作為信號B，并進行A-B的減 法處理。另外，閾值處理電路26是對從第一減法器25輸出的減法圖 像信號A-B進行規(guī)定的閾值處理的閾值處理機構。另外，第二減法器 27是噪聲除去機構，其將來自第一存儲器21的輸入圖像信號作為信號 A，將來自閾值處理電路26的輸入圖像信號作為信號B,并通過進行 A-B的減法處理從而進行噪聲除去。還有，在此，雖然在說明上對使 用多個存儲器的構成例作了說明，但是X射線觀察圖像并不一定必須 保存在不同的存儲器內，例如，也可以是保存在硬盤等的單一的外部 存儲裝置中而進行同樣的處理的構成。
關于圖1所示的X射線攝像系統(tǒng)1A中的X射線觀察圖像的噪聲 除去方法，參照圖3進行說明。圖3是對本發(fā)明的X射線攝像方法的 一個實施方式進行表示的流程圖。另外，圖4、圖5是對圖3所示的X 射線攝像方法中的噪聲除去方法進行表示的模式圖。
在此，在由X射線攝像裝置10取得的X射線觀察圖像中，如圖2 示意性地表示的那樣，包括入射X射線A1被閃爍器11轉換成閃爍 光Bl而該閃爍光Bl被攝像元件13檢測出的圖像成分，以及入射X 射線A2透過閃爍器11從而由攝像元件13直接檢測出的噪聲圖像成 分。在此，前者的圖像成分是對應于由閃爍器11轉換成光像的入射X 射線像的圖像成分，即對應于攝像對象的圖像成分。在以下的說明中， 相對于上述的"噪聲圖像成分"，把該對應于攝像對象的圖像成分作為 "信號圖像成分"。
在圖3所示的X射線攝像方法中，首先，對拍攝對象S (參照圖1) 照射來自于X射線源50的X射線(步驟Sll)，并由X射線攝像裝置 10取得第一 X射線觀察圖像Pll ，將圖像數據存儲于信號處理部20的 第一存儲器21中(S12,第一圖像取得步驟)。如圖4 (a)所示，該第 一圖像Pll包含對應于拍攝對象S的像的信號圖像成分Plls和由直接入射到攝像元件13的X射線形成的第一噪聲圖像成分Plln。另外， 該噪聲圖像成分Plln是作為輝點噪聲散開地分布在圖像Pll上的。
第一X射線觀察圖像Pll的取得結束后，對拍攝對象再次照射來 自X射線源50的X射線(S13)，并由X射線攝像裝置10取得第二X 射線觀察圖像P12，將圖像數據存儲于信號處理部20的第二存儲器22 中(S14，第二圖像取得步驟)。如圖4 (b)所示，該第二圖像P12包 含對應于拍攝對象S的像的信號圖像成分P12s和由直接入射X射線所 形成的第二噪聲圖像成分P12n。在此，因為圖像Pll、 P12是在不同 的時刻所取得的圖像，所以通常包含于圖像P2中的第二噪聲圖像成 分P12n與包含于圖像Pll中的第一噪聲圖像成分Plln的噪聲產生位 置等是不同的。另外，對應于拍攝對象S的像的信號圖像成分Plls、 P12s在圖像P11、 P12之間大致是一致的。
然后，第一減法器25在被存儲在存儲器21中的第一圖像Pll和 被存儲在存儲器22中的第二圖像P12之間進行Pll-P12的減法處理 (S15,減法處理步驟)。此時，包含于圖像Pll、 P12中的信號圖像成 分Plls、 P12s除去在攝像期間的數據偏差等而通過減法被相抵消。由 此，生成了圖像1-圖像2的噪聲圖像成分被提取所得到的噪聲圖像 P13。另外，如圖5 (a)所示，在該噪聲圖像P13中，第一噪聲圖像成 分Plln為具有正的輝度值的圖像成分(在圖中由白色像素表示)，而 第二噪聲圖像成分P12n為具有負的輝度值的圖像成分(由黑色像素表 示)。
對于這樣的噪聲圖像P13中的各個像素的輝度值，把正的適當的
輝度值作為用于辨別噪聲圖像成分的閾值來進行設定，在閾值處理電 路26中進行閾值處理(S16，閾值處理步驟)。由此，如圖5(b)所示， 在噪聲圖像P13中排除了具有負的輝度值的第二噪聲圖像成分P12n以
及僅包含每次攝像的輝度值的偏差等的圖像成分，生成選擇性地提取 了具有正的輝度值的第一噪聲圖像成分Plln的圖像P14。
接著，第二減法器27從包含信號圖像成分Plls以及第一噪聲圖 像成分Plln的第一X射線觀察圖像Pll (圖4 (a))中減去由閾值處 理電路26提取的第一噪聲圖像成分Plln (圖5 (b))。由此，如圖5 (c)所示，獲得從第一 X射線觀察圖像Pll中除去了噪聲圖像成分Plln的噪聲除去圖像P15 (S17，噪聲除去步驟)。
接著，就依據本實施方式的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng) 的效果進行說明。
在圖1~圖5所示的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)1A中， 對于由通過拍攝對象S的X射線所形成的攝像對象的X射線像，取得 與噪聲圖像成分相關的條件互不相同的第一、第二 X射線觀察圖像 Pll、 P12。此時，在這些圖像之間，基本上對應于由閃爍器ll轉化成 光像的X射線像的圖像成分的位置、強度等是一致的，通過減法而相 抵消。而關于由以攝像元件13直接檢測X射線所引起的輝點噪聲等的 噪聲圖像成分，在第一圖像Pll和第二圖像P12上，發(fā)生位置和分布 等是不同的。
因此，通過在這些第一、第二X射線觀察圖像Pll、 P12之間由減 法器25進行減法處理，并進一步在閾值處理電路26中進行適當的閾 值處理，能夠選擇性地僅僅提取包含于第一X射線觀察圖像Pll中的 噪聲圖像成分Plln。然后，通過由減法器27從原來的X射線觀察圖 像Pll中減去該被提取的噪聲圖像成分Plln，可以恰當并且有效地取 得降低了由直接入射到攝像元件13上的X射線所形成的噪聲圖像成分 的影響的噪聲除去圖像。
另外，在本實施方式中，作為被用于除去來自于第一X射線觀察 圖像Pll的噪聲的第二X射線觀察圖像P12的具體取得方法，使用由 X射線攝像裝置lO取得包含對應于由閃爍器ll轉換成光像的X射線 像的圖像成分以及由直接入射到攝像元件13上的X射線所形成的第二 噪聲圖像成分的第二X射線觀察圖像P12的方法。由此，能夠適當地 實現依據上述方法從X射線觀察圖像中除去噪聲。
在如此的構成中，因為只要以基本相同的條件連續(xù)取得2個X射 線觀察圖像就足夠了，所以可以以較短的攝像時間有效地進行圖像的 取得。另外，在最終的噪聲除去圖像中所取得的信號圖像成分Plls不 是進行了平滑化處理等的圖像處理的圖像成分。因此，不會發(fā)生由于 對原始的X射線觀察圖像進行圖像處理而造成的分辨率的降低等。
另外，在圖2所示的構成例中，使用的構成是在取得X射線觀 察圖像的X射線攝像裝置10中，具有被設置于閃爍器11和攝像元件13之間并將由閃爍器11生成的光像向攝像元件13引導的纖維光學部 件FOP12。在此情況下，介于閃爍器11和攝像元件13之間的FOP12 作為X射線屏蔽物而發(fā)揮作用，因而降低了直接入射到攝像元件13上 的X射線的X射線量。因此，與依據上述方法的除去噪聲的圖像處理 一起，可以進一步降低在X射線觀察圖像中的噪聲圖像成分的影響。 但是，對于這樣的纖維光學部件，如果不需要也可以制成不加以設置 的構成。
圖6是表示由X射線攝像裝置10所取得的X射線觀察圖像(a) 以及從X射線觀察圖像中除去了噪聲圖像成分所得到的噪聲除去圖像 (b)的例子的圖。在此，這些圖像(a)、 (b)表示將X射線照射到X射 線攝像裝置10上而取得的X射線觀察圖像。
如圖6的圖像(a)所示，在由X射線攝像裝置10所取得的X射 線觀察圖像中，作為噪聲圖像成分的白輝點噪聲散開分布在圖像上。 相對于此，可知在以上述的方法進行噪聲除去處理后的圖像(b)中， 輝點噪聲被除去，并且其畫質提高了。由于輝點噪聲而形成的噪聲圖 像成分一般具有較高的信號輸出，所以不會湮沒于攝像元件的噪聲電 平或者信號圖像成分的發(fā)光量的波動等，可以由上述方法進行明確地 辨別、除去。
圖7是表示圖1所示的X射線攝像系統(tǒng)的具體使用方法的一個例 子的圖。在這個使用例中，將X射線攝像裝置10配置于成為拍攝對象 S的被實驗者的口腔內，從X射線源50朝著X射線攝像裝置10照射 X射線。此時，在X射線攝像裝置10中，閃爍器11的X射線入射面 lla被配置于X射線源50側。
從X射線源50發(fā)出的X射線在向被實驗者的口腔內入射的時候， 一部分被牙齒以及牙齦等吸收從而形成對應于拍攝對象S的像的X射 線像。然后，該X射線像入射到X射線攝像裝置10上，從而取得X 射線觀察圖像。所取得的X射線觀察圖像的圖像數據由輸出電纜55、 包括ADC15和信號處理部20的裝置58以及USB電纜59傳送至外部 的處理裝置56。另外，處理裝置56進行被傳送的圖像信息的積累、保 存或者在顯示裝置57上的圖像顯示等。另外，在圖1所示的構成的X 射線攝像系統(tǒng)1A中，關于進行噪聲除去處理等的信號處理部20，如圖7所示，在連接X射線攝像裝置10和外部的處理裝置56的電纜的 中途作為另外的裝置58進行設置，但是也可以使用附屬于X射線攝像 裝置10而進行設置的構成、附屬于外部的處理裝置56而進行設置的 構成或者在外部的處理裝置56中軟件性地進行實現的構成。
以下就依據本發(fā)明的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)的第二 實施方式加以說明。
圖8是表示X射線攝像系統(tǒng)的第二實施方式的構成的框圖。本實 施方式的X射線攝像系統(tǒng)1B具備X射線攝像裝置10、信號處理部20 以及存儲部30。其中，有關除了信號處理部20以外的各個部分的構成， 與圖l所示的實施方式相同。
在本實施方式中，對信號處理部20中的X射線觀察圖像的噪聲除 去處理是使用由X射線攝像裝置10取得的第一 X射線觀察圖像和通 過對第一 X射線觀察圖像進行平滑化處理而取得的第二 X射線觀察圖 像來進行的。圖8所示的信號處理部20對應于這樣的噪聲除去方法， 具有平滑濾波器23、第一減法器25、閾值處理電路26以及第二減法 器27而構成。
平滑濾波器23例如是由中值濾波器等的濾波器電路構成的，對由 X射線攝像裝置10所取得的X射線觀察圖像的圖像數據進行平滑化處 理，從而生成平滑化圖像。第一減法器25是減法處理機構，把從ADC15 直接輸入的X射線觀察圖像的輸入圖像信號作為信號A，把來自平滑 濾波器23的輸入圖像信號作為信號B，并進行A-B的減法處理。另外， 閾值處理電路26是對從第一減法器25輸出的減法圖像信號A-B進行 規(guī)定的閾值處理的閾值處理機構。另外，第二減法器27是噪聲除去機 構，把X射線觀察圖像的直接輸入圖像信號作為信號A，把來自閾值 處理電路26的輸入圖像信號作為信號B，并通過進行A-B的減法處理
從而進行噪聲除去。
關于圖8所示的X射線攝像系統(tǒng)1B中的X射線觀察圖像的噪聲 除去方法，參照圖9進行說明。圖9是有關X射線攝像方法的第二實 施方式進行表示的流程圖。另外，圖10、圖11是有關在由圖9所示的 X射線攝像方法中的噪聲除去方法進行表示的模式圖。
在圖9所示的X射線攝像方法中，首先，對拍攝對象S(參照圖8)照射來自X射線源50的X射線(步驟S21 )，并由X射線攝像裝置10 取得第一X射線觀察圖像P21 (S22，第一圖像取得步驟)。如圖10(a) 所示，該第一圖像P21包含對應于拍攝對象S的像的信號圖像成分P21s 和由直接入射到攝像元件13上的X射線所形成的第一噪聲圖像成分 P21n。另外，該噪聲圖像成分P21n作為輝點噪聲在圖像P21上散開分 布。
第一 X射線觀察圖像P21的取得結束后，平滑濾波器23通過對如 上所述那樣所取得的第一 X射線觀察圖像P21進行平滑化處理，從而 取得作為平滑化圖像的第二X射線觀察圖像P22 (S23，第二圖像取得 步驟)。如圖10 (b)所示，該第二圖像P22包含對應于在第一圖像P21 中的圖像成分P21s的信號圖像成分P22s和由于在平滑化處理中在信 號圖像成分的輪廓上產生模糊而形成的噪聲圖像成分P22n。另外，此 時，有關在第一圖像P21上的輝點噪聲狀的噪聲圖像成分P21n，由平 滑化而被除去。
然后，第一減法器25在第一圖像P21和由平滑濾波器23平滑化 的第二圖像P22之間進行P2卜P22的減法處理(S24，減法處理步驟)。 此時，包含于圖像P21、 P22中的信號圖像成分P21s、 P22s除去在攝 像期間的數據偏差以及由平滑化處理而引起的輪廓模糊等而由減法相 抵消。由此，生成了圖像l-圖像2的噪聲圖像成分被提取的噪聲圖像 P23。另外，在該噪聲圖像P23中，如圖ll (a)所示，第一噪聲圖像 成分P21n為具有正的輝度值的圖像成分(在圖中用白色像素表示)， 而第二噪聲圖像成分P22n為主要具有負的輝度值的圖像成分(用黑色 像素表示)。
對于這樣的噪聲圖像P23中的各像素的輝度值，設定正的適當的 輝度值作為用于辨別噪聲圖像成分的閾值，在閾值處理電路26中進行 閾值處理(S25，閾值處理步驟)。由此，如圖11 (b)所示，在噪聲圖 像P23中排除了具有負的輝度值的第二噪聲圖像成分P22n以及僅包含 每次攝像的輝度值的波動等的圖像成分，并生成選擇性地提取了具有 正的輝度值的第一噪聲圖像成分P21n的圖像P24。
接著，第二減法器27從包含信號圖像成分P21s以及第一噪聲圖 像成分P21n的第一X射線觀察圖像P21 (圖10 (a))中減去由閾值處理電路26提取的第一噪聲圖像成分P21n (圖11 (b))。由此，如圖ll (c)所示，獲得從第一 X射線觀察圖像P21中除去了噪聲圖像成分 P21n的噪聲除去圖像P25 (S26，噪聲除去步驟)。
就依據本實施方式的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)的效果 進行說明。
在圖8 圖11所表示的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)1B 中，關于攝像對象的X射線像，取得與噪聲圖像成分相關的條件互不 相同的第一、第二X射線觀察圖像P21、 P22。然后，通過在這些第一、 第二 X射線觀察圖像P21、P22之間進行減法處理并進一步進行適當的 閾值處理，從而選擇性地僅僅提取包含于第一X射線觀察圖像P21中 的噪聲圖像成分P21n，從原始的X射線觀察圖像P21中減去該被提取 的噪聲圖像成分P21n。由此，與圖1所示的實施方式同樣，可以恰當 并且有效地取得降低了由直接入射到攝像元件13的X射線所形成的噪 聲圖像成分的影響的噪聲除去圖像。
另外，在本實施方式中，作為被用于從第一 X射線觀察圖像P21 中除去噪聲的第二X射線觀察圖像P22的具體取得方法，使用通過對 第一 X射線觀察圖像P21進行平滑化處理而取得作為第二 X射線觀察 圖像P22的平滑化圖像的方法。利用這樣的方法也能夠恰當地實現依 據上述方法從X射線觀察圖像中除去噪聲。
在如此的構成中，因為通過取得1個X射線觀察圖像并對該圖像 進行圖像處理從而進行噪聲除去，所以可以以較短的攝像時間有效地 進行圖像取得。另外，在最終的噪聲除去圖像中所取得的信號圖像成 分P21s不是進行平滑化處理等的圖像處理所得到的圖像成分。因此， 不會發(fā)生由對原始的X射線觀察圖像進行圖像處理而造成的分辨率的 降低等。
圖12是表示X射線觀察圖像(a)、平滑化圖像(b)以及從X射 線觀察圖像中除去了噪聲圖像成分的噪聲除去圖像(c)的例子的圖。
如圖12的圖像(a)所示，在由X射線攝像裝置10所取得的X 射線觀察圖像中，作為噪聲圖像成分的白輝點噪聲被散開分布在圖像 上。另外，對該X射線觀察圖像進行了平滑化處理的圖像(b)中，如 上所述，散開分布的輝點噪聲通過平滑化而被除去。另外，在該圖像(b)中，在本來的圖像成分上也發(fā)生了若干輪廓的模糊。相對于此， 可知在以上述的方法進行了噪聲除去處理的圖像(C)中，輝點噪聲 被除去，其畫質提高了。另外，對于該圖像(C)而言，因為將平滑化
處理前的圖像(a)作為原始圖像來進行噪聲除去處理，所以圖像的分
辨率不降低。
依據本發(fā)明的X射線攝像方法以及X射線攝像系統(tǒng)并不限定于上 述實施方式以及構成例，可以進行各種各樣的變形。例如，在上述實 施方式中，對于包含具有正的輝度值的第一噪聲圖像成分Plln和具有 負的輝度值的第二噪聲圖像成分P12n的噪聲圖像P13 (參照圖5)，應 用正的閾值而提取第一噪聲圖像成分，但是并不限定于這樣的方法， 也可以根據對第一、第二 X射線觀察圖像的減法處理的具體方法等， 例如使用適用負的閾值來提取噪聲圖像成分的方法。另外，關于進行 噪聲除去處理等的信號處理部20，在圖7所示的構成例中，在連接X 射線攝像裝置10和外部的處理裝置56的電纜的中途作為另外的裝置 58進行配置的，但是如上所述，也可以使用附屬于X射線攝像裝置IO 而進行設置的構成、附屬于外部的處理裝置56而進行設置的構成或者 在外部的處理裝置56中軟件性地進行實現的構成。
另外，在上述實施方式中，在用于取得X射線觀察圖像的X射線 攝像裝置10中，在閃爍器11和攝像元件13之間設置有FOP12，但是 即使是在使用不設置FOP12的構成的X射線攝像裝置10的情況下， 也可以同樣應用上述的噪聲除去方法。
在此，在上述的X射線攝像方法中，使用以下的構成(1)使用 X射線攝像裝置，該X射線攝像裝置包括閃爍器， 一個面為X射線 入射面，對應于入射的X射線而產生閃爍光，從而將X射線像轉換成 光像；和攝像元件，相對于閃爍器的另一個面進行設置，并檢測由閃 爍器所生成的光像，從而取得對應于入射到閃爍器的X射線像的X射 線觀察圖像；包括(2)第一圖像取得步驟，由X射線攝像裝置取得 第一 X射線觀察圖像，該第一 X射線觀察圖像包含與被閃爍器轉換成 光像的X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到攝像元件的X射 線產生的第一噪聲圖像成分；(3)第二圖像取得步驟，取得第二X射 線觀察圖像，該第二 X射線觀察圖像包含與第一噪聲圖像成分不同的第二噪聲圖像成分；(4)減法處理步驟，在第一X射線觀察圖像和第 二 X射線觀察圖像之間進行減法處理，生成提取噪聲圖像成分而得到 的噪聲圖像；(5)閾值處理步驟，對噪聲圖像進行閾值處理，從而在 噪聲圖像成分中提取第一噪聲圖像成分；(6)噪聲除去步驟，通過從 包含第一噪聲圖像成分的第一 X射線觀察圖像中減去在閾值處理步驟 中提取的第一噪聲圖像成分，從而生成除去了第一噪聲圖像成分的噪 聲除去圖像。
另外，上述X射線攝像系統(tǒng)中，使用以下的構成具備(a) X 射線攝像裝置，該X射線攝像裝置包括閃爍器， 一個面為X射線入 射面，對應于入射的X射線而產生閃爍光，從而將X射線像轉換成光 像；和攝像元件，相對于閃爍器的另一個面進行設置，并檢測由閃爍 器所生成的光像，從而取得對應于入射到閃爍器的X射線像的X射線 觀察圖像；(b)減法處理機構，在由X射線攝像裝置取得的第一X射 線觀察圖像和第二 X射線觀察圖像之間進行減法處理，生成提取噪聲 圖像成分而得到的噪聲圖像，上述第一 X射線觀察圖像包含與被閃爍 器轉換成光像的X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到攝像元 件的X射線所產生的第一噪聲圖像成分，上述第二X射線觀察圖像包 含與第一噪聲圖像成分不同的第二噪聲圖像成分；(c)閾值處理機構，
對噪聲圖像進行閾值處理，在噪聲圖像成分中提取第一噪聲圖像成分； (d)噪聲除去機構，通過從包含第一噪聲圖像成分的第一X射線觀察 圖像中減去由閾值處理機構提取的第一噪聲圖像成分，從而生成除去 了第一噪聲圖像成分的噪聲除去圖像。
在此，關于被用于從第一X射線觀察圖像中除去噪聲的第二X射
線觀察圖像的具體取得方法，X射線攝像方法優(yōu)選在第二圖像取得步 驟中由X射線攝像裝置取得第二 X射線觀察圖像，該第二 X射線觀察 圖像包含對應于由閃爍器轉換成光像的X射線像的圖像成分以及由直 接入射到攝像元件的X射線所形成的第二噪聲圖像成分。
同樣，X射線攝像系統(tǒng)優(yōu)選，在減法處理機構中，作為第二X射 線觀察圖像，使用由X射線攝像裝置取得的X射線觀察圖像，該X射 線觀察圖像包含對應于由閃爍器轉換成光像的X射線像的圖像成分以 及由直接入射到攝像元件的X射線所產生的第二噪聲圖像成分?；蛘撸瑇射線攝像方法優(yōu)選在第二圖像取得步驟中，對在第一圖 像取得步驟中所取得的第一 X射線觀察圖像進行平滑化處理，從而取
得第二x射線觀察圖像。
同樣，x射線攝像系統(tǒng)優(yōu)選，在減法處理機構中，作為第二x射 線觀察圖像，使用通過對第一 x射線觀察圖像進行平滑化處理而取得 的x射線觀察圖像。
另外，關于被用于x射線觀察圖像的取得的x射線攝像裝置，優(yōu)
選具有被設置于閃爍器和攝像元件之間并將由閃爍器所生成的光像向 攝像元件引導的纖維光學部件。在此情況下，由被介于閃爍器和攝像
元件之間的纖維光學部件降低了直接入射到攝像元件的x射線的x射
線量。由此，可以與上述的噪聲除去的圖像處理相配合，從而進一步
降低在X射線觀察圖像中的噪聲圖像成分的影響。
產業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可以作為在噪聲圖像成分的影響被降低的狀態(tài)下適當地取
得對應于入射的X射線像的X射線觀察圖像的X射線攝像方法以及X
射線攝像系統(tǒng)而進行利用。
權利要求
1.一種X射線攝像方法，其特征在于使用X射線攝像裝置，該X射線攝像裝置包括閃爍器，一個面為X射線入射面，對應于入射的X射線而產生閃爍光，從而將X射線像轉換成光像；和攝像元件，面對所述閃爍器的另一個面進行設置，并檢測由所述閃爍器所生成的所述光像，從而取得對應于入射到所述閃爍器的所述X射線像的X射線觀察圖像；所述X射線攝像方法包括第一圖像取得步驟，由所述X射線攝像裝置取得第一X射線觀察圖像，該第一X射線觀察圖像包含與被所述閃爍器轉換成所述光像的所述X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到所述攝像元件的X射線所產生的第一噪聲圖像成分；第二圖像取得步驟，取得第二X射線觀察圖像，該第二X射線觀察圖像包含與所述第一噪聲圖像成分不同的第二噪聲圖像成分；減法處理步驟，在所述第一X射線觀察圖像和所述第二X射線觀察圖像之間進行減法處理，生成提取噪聲圖像成分而得到的噪聲圖像；閾值處理步驟，對所述噪聲圖像進行閾值處理，從而在所述噪聲圖像成分中提取所述第一噪聲圖像成分；噪聲除去步驟，通過從包含所述第一噪聲圖像成分的所述第一X射線觀察圖像中減去在所述閾值處理步驟中提取的所述第一噪聲圖像成分，從而生成除去了所述第一噪聲圖像成分的噪聲除去圖像。
2. 如權利要求1所述的X射線攝像方法，其特征在于 在所述第二圖像取得步驟中，由所述X射線攝像裝置取得所述第二X射線觀察圖像，該第二X射線觀察圖像包含與由所述閃爍器轉換 成所述光像的所述X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到所述 攝像元件的X射線所產生的所述第二噪聲圖像成分。
3. 如權利要求1所述的X射線攝像方法，其特征在于 在所述第二圖像取得步驟中，對在所述第一圖像取得步驟中所取得的所述第一 X射線觀察圖像進行平滑化處理，由此取得所述第二 X射線觀察圖像。
4. 如權利要求1 3中的任意一項所述的X射線攝像方法，其特征 在于所述X射線攝像裝置具有纖維光學部件，該纖維光學部件被設置 于所述閃爍器和所述攝像元件之間并將由所述閃爍器所生成的所述光 像向所述攝像元件引導。
5. —種X射線攝像系統(tǒng)，其特征在于具備X射線攝像裝置，該X射線攝像裝置包括閃爍器， 一個面為X 射線入射面，對應于入射的X射線而產生閃爍光，從而將X射線像轉 換成光像；和攝像元件，面對所述閃爍器的另一個面進行設置，并檢 測由所述閃爍器所生成的所述光像，從而取得對應于入射到所述閃爍 器的所述X射線像的X射線觀察圖像；減法處理機構，在由所述X射線攝像裝置取得的第一X射線觀察 圖像和第二 X射線觀察圖像之間進行減法處理，生成提取噪聲圖像成 分而得到的噪聲圖像，所述第一 X射線觀察圖像包含與被所述閃爍器 轉換成所述光像的所述X射線像相對應的圖像成分以及由直接入射到 所述攝像元件的X射線所產生的第一噪聲圖像成分，所述第二 X射線 觀察圖像包含與所述第一噪聲圖像成分不同的第二噪聲圖像成分；閾值處理機構，對所述噪聲圖像進行閾值處理，在所述噪聲圖像 成分中提取所述第一噪聲圖像成分；噪聲除去機構，通過從包含所述第一噪聲圖像成分的所述第一 X 射線觀察圖像中減去由所述閾值處理機構提取的所述第一噪聲圖像成 分，從而生成除去了所述第一噪聲圖像成分的噪聲除去圖像。
6. 如權利要求5所述的X射線攝像系統(tǒng)，其特征在于-在所述減法處理機構中，作為所述第二X射線觀察圖像，使用由所述X射線攝像裝置取得的X射線觀察圖像，該X射線觀察圖像包含 對應于由所述閃爍器轉換成所述光像的所述X射線像的圖像成分以及由直接入射到所述攝像元件的X射線所產生的所述第二噪聲圖像成分。
7. 如權利要求5所述的X射線攝像系統(tǒng)，其特征在于 在所述減法處理機構中，作為所述第二X射線觀察圖像，使用通過對所述第一 X射線觀察圖像進行平滑化處理而取得的X射線觀察圖 像。
8. 如權利要求5 7中的任意一項所述的X射線攝像系統(tǒng)，其特征 在于所述X射線攝像裝置具有纖維光學部件，該纖維光學部件被設置 于所述閃爍器和所述攝像元件之間并將由所述閃爍器所生成的所述光 像向所述攝像元件引導。
全文摘要
本發(fā)明構成X射線攝像系統(tǒng)(1A)，其具備攝像裝置(10)，包括將X射線像轉換成光像的閃爍器以及檢測由閃爍器所生成的光像而取得X射線觀察圖像的攝像元件；第一減法器(25)，在包含第一噪聲圖像成分的第一X射線觀察圖像與包含第二噪聲圖像成分的第二X射線觀察圖像之間進行減法處理而生成噪聲圖像；閾值處理電路(26)，對噪聲圖像進行閾值處理從而提取第一噪聲圖像成分；以及第二減法器(27)，通過從第一X射線觀察圖像中減去被提取的第一噪聲圖像成分，從而生成噪聲除去圖像。由此，實現可以在噪聲圖像成分的影響被降低的狀態(tài)下恰當地取得X射線觀察圖像的X射線攝像方法和X射線攝像系統(tǒng)。
文檔編號A61B6/00GK101528132SQ20078004020
公開日2009年9月9日 申請日期2007年6月11日 優(yōu)先權日2006年11月21日
發(fā)明者宮口和久, 高木慎一郎 申請人:浜松光子學株式會社