JP2004012407A

JP2004012407A - 透過画像提供システムおよびｘ線ｃｔ・ｄｒ撮影サービスシステム

Info

Publication number: JP2004012407A
Application number: JP2002169648A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kamimura; 上村　博; Akira Tomita; 冨田　彰
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】被検体内部における欠陥等の目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像をＤＲの利用により簡便で安価に得ることのできる透過画像提供システムの提供。
【解決手段】透過画像提供システムは、被検体の外観画像２７を外観画像入力手段１０で取得する処理、被検体に対する撮影方向をそれぞれ異ならせた複数のＤＲ画像（透過２次元画像）をデジタルラジオグラフィにより取得する処理、各ＤＲ画像２０、２１について被検体内部の目標物Ｐ１、Ｐ２を検出してその被検体内部における概略の２次元位置と大きさを指定する処理、および目標物の概略の２次元位置と大きさに基づいて目標物の被検体内部における概略の３次元位置と大きさを算出する処理の各処理をなし、そして目標物を概略の３次元位置と大きさに基づいて被検体の外観画像に重ね合わせた透過画像２８を表示するようにされている。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋳造物などの被検体の内部にある巣や亀裂のような欠陥などの目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像を提供する透過画像提供システムとこれを併用したＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に従来の産業用Ｘ線ＣＴ装置の構成を模式化して示す。Ｘ線ＣＴ装置１３は、Ｘ線ファンビーム２を出力する電子線加速器１と、被検体１４を設置するスキャナ３、被検体１４を透過してきたＸ線を検出するＸ線センサ４（４−１〜４−５１２）と、Ｘ線センサ４のＳ／Ｎ比を向上させるためＸ線センサ４への散乱Ｘ線の入射を抑える役割をするコリメータ５、およびＸ線センサ４からの信号を増幅してデジタル変換し画像の再構成を行なう信号処理・画像再構成手段６、画像再構成により作成された画像やその他の情報を表示する表示手段７、撮影データや再構成された画像情報および撮影仕様（撮影時の諸条件）の情報等を保存する記憶手段８、信号処理・画像再構成手段６からの制御信号を用いて電子線加速器１とスキャナ３の動作を制御するＸ線ＣＴ制御手段９からなる。
【０００３】
このＸ線ＣＴ装置１３は、被検体を回転させて１断面を撮影する第３世代のＸ線ＣＴ装置であり、スキャナ３は回転機能の他に、被検体の高さ方向について断面撮影を行なうために上下に動作する機能を持つ。この他第二世代と呼ばれるＸ線ＣＴ装置もあるが、この第二世代のＸ線ＣＴ装置の場合は、Ｘ線ファンビームが狭いために、スキャナが回転機能と上下動作機能の他に、加速器とＸ線センサを結ぶ直線に対して直角に並進動作する機能も持っている。
【０００４】
電子線加速器１は、制御用ケーブル１６によりＸ線ＣＴ制御手段９に接続され、Ｘ線ＣＴ制御手段９によりＸ線ファンビームの発生・停止が制御される。スキャナ３も同様に制御ケーブル１５でＸ線ＣＴ制御手段９に接続され、その回転や上下動等が制御される。
【０００５】
Ｘ線センサ４は一列に配置されており、その数が多いほど撮影解像度が向上する。図の例では５１２個が設置されている。このＸ線センサ４は、電子線加速器１からＸ線パルスが出力される毎に、被検体を透過してきたＸ線を検出する。Ｘ線センサ４から出力されたＸ線量に対応する信号は、増幅されると共にデジタル信号に変換された後、信号ケーブル１７を通して信号処理・画像再構成手段６に送られる。信号処理・画像再構成手段６は、送られてくる信号データを用いて、ＣＴ画像の再構成を行なう。なお図ではＸ線センサからの出力信号の増幅とＡ／Ｄ変換をなす手段については図示を省略してある。
【０００６】
画像再構成とは、スキャナの回転や上下動（第２世代の場合にはこれに並進が加わる）の組合せにより決定されるスキャナとＸ線ファンビーム各線との相対的な３次元位置情報と、各位置におけるＸ線減衰量から、被検体の２次元あるいは３次元の密度分布を割り出し、断層像として可視化することである。すなわち画像再構成においては、被検体の各撮影断面の断層画像を表す２次元ビットマップデータと、さらに上下方向に断層像を積み重ねることにより被検体の内部を含めた立体像を表す３次元ビットマップデータが作成される。これらのデータは記憶手段８に格納され、必要に応じて画像表示手段７に断層像や立体像として表示される。
【０００７】
またＸ線ＣＴ装置では、先の断層像や立体像撮影の他に、スキャナ３に上下動作のみを行ななわせることで被検体内部の透過２次元画像を得るデジタルラジオグラフィ（以下ＤＲ）撮影も可能である。このＤＲ撮影で得られる透過２次元画像についても、その２次元ビットマップデータが記憶手段８へ格納され、画像表示手段７に表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
産業用Ｘ線ＣＴ技術を用いて撮影した被検体の画像を利用する目的には、例えばコンピュータ画像処理：応用実践編（第１巻）：田村秀行編　総研出版、Ｐ１８〜２９（１９９０）等の文献に見られるように、被検体の内部欠陥検出、内部寸法計測、内部構造観察、内部密度分布計測、等がある。これら用途のうちの内部欠陥検出では、例えば鋳造物の巣や亀裂等を検査するのが代表的な例で、このような検査を産業用Ｘ線ＣＴ装置で行なうについては一つの問題がある。それは、被検体のどの位置でそれらの欠陥が発生しているかを予め正確に予測することができない場合が多ことに由来する。すなわち、Ｘ線ＣＴ装置による断層撮影で鋳造物における局所的で微小な巣の有無等を評価しようとすると、その局所的で微小な巣等の探索のために被検体の全体あるいは欠陥の存在が予想される比較的広範な領域を細分して断層撮影する必要があり、いたずらに多大の撮影時間と費用が掛かってしまうということである。
【０００９】
むろん、被検体の全体をＸ線ＣＴで詳細に撮影することは、検査としては望ましいことであるが、検査目的によっては、欠陥の有無とその被検体全体に対する大まかな位置情報だけ判ればよいケースもあり、このような検査目的に応じた、より簡便で安価な検査方法が求められることになる。また欠陥部分の詳細な３次元形状を知るためにＸ線ＣＴ像を必要とする場合でも、まず簡便で安価な検査方法により欠陥の被検体全体に対する大まかな位置を指定し、この位置指定に基づいて限定された狭い範囲についてＸ線ＣＴによる撮影を行なえるようにすることが費用対効果の上で望ましいことになる。
【００１０】
このような簡便で安価な検査の手法としてはＤＲを用いるのが有効であるといえる。すなわち、ＤＲ撮影には、Ｘ線ＣＴ撮影に比べて格段に短い時間で被検体全体の透過画像を撮影することができるという特徴がある。また透過画像を短時間で得る他の手法である、Ｘ線フィルムを用いた透過像撮影と比較した場合に、ダイナミックレンジが広く、表示手段に表示したＤＲ画像の濃度を広い濃度範囲で調整することが可能であるという特徴もある。そのため、ＤＲ画像では、濃度調整を行ないながら検査することにより、微細な欠陥をＸ線フィルム画像におけるよりも容易に検出することが可能となる。なお、Ｘ線撮影装置で透過２次元画像を取得する技術に関しては、例えば特開平４−１５２９３６号、特開平７−５９７６３号、特開平８−１１２２７２号の各公報に開示の例が知られている。しかしこれらの技術は、上でいう簡便で安価な検査の手法としてのＤＲ撮影とは技術目的において大きく異なるものである。
【００１１】
以上のようなＤＲを用いる簡便で安価な検査方法は、例えば特開２０００−２９８１０６号公報に開示される「Ｘ線ＣＴ利用システム」に代表されるような、コンピュータネットワーク等を通じて産業用Ｘ線ＣＴ装置の広い活用を図るサービスシステムに併用することでその有用性をさらに高めることができるようになるといえる。
【００１２】
本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、被検体内部における欠陥等の目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像をＤＲの利用により簡便で安価に得ることのできる透過画像提供システムの提供を第１の目的とし、またこれを併用したＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムの提供を第２の目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記第１の目的を達成するために、被検体内部における目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像を提供する透過画像提供システムであって、前記被検体の外観を撮影して外観画像を取得する外観画像取得処理のための手段、前記被検体に対する撮影方向をそれぞれ異ならせた複数の透過２次元画像をデジタルラジオグラフィにより取得するＤＲ処理のための手段、前記ＤＲ処理で得られた各透過２次元画像について被検体内部の目標物を検出してその被検体内部における概略の２次元位置と大きさを指定する目標物領域指定処理のための手段、前記目標物領域指定処理で得られた各透過２次元画像における目標物の概略の２次元位置と大きさに基づいて当該目標物の前記被検体内部における概略の３次元位置と大きさを算出する目標物３次元データ算出処理のための手段、および前記目標物を前記目標物３次元データ算出処理で算出された概略の３次元位置と大きさに基づいて前記外観画像に重ね合わせた前記透過画像を表示するのための手段を備えてなる透過画像提供システムを提供する。
【００１４】
また本発明では、上記のような透過画像提供システムについて、目標物領域指定処理では、複数の透過２次元画像を表示手段に表示し、操作者が、この表示された複数の透過２次元画像を見ながら、被検体内部の目標物の検出およびその被検体内部における目標物の概略の２次元位置と大きさの指定をなせるようにしている。
【００１５】
また本発明では上記第２の目的を達成するために、顧客からの情報端末装置を介した依頼に応じてＸ線ＣＴ装置による被検体の撮影サービスを行なうようになっているＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムであって、上記のような透過画像提供システムによる、被検体内部における目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像の提供を撮影サービスに含ませてなるＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムを提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に、本発明の一実施形態による透過画像提供システムの構成を模式化して示す。この透過画像提供システムは、従来のＸ線ＣＴ装置を骨格としており、これに、外観画像入力手段１０、３次元位置算出機能１１、スーパーインポーズ機能（画像重合せ表示機能）１２、および操作手段３０を付加した構成となっている。
【００１７】
外観画像入力手段１０は、被検体１４の外観を撮影して外観画像を取得する外観画像取得処理のための手段を構成している。本実施形態では外観画像入力装置１０にＣＣＤカメラを用いている。ＣＣＤカメラは、その画像をデジタルデータとして取り込めるので本透過画像提供システムで必要とする処理に都合がよい。外観画像入力手段１０による被検体１４の外観撮影の方向は適宜でよい。ただ外観画像は、後述のＤＲ画像取得処理で得られる複数の透過２次元画像（ＤＲ画像）を用いて指定される被検体中の目標物の像をそこにスーパーインポーズすることで当該目標物の被検体内部での位置関係等をわかり易く表示するのに用いるものであるから、被検体の立体的な形を認識し易い方向を設定するのがより好ましく、本実施形態ではそのような例として、斜め４５度上方から撮影するようにしている。
【００１８】
３次元位置算出機能１１は、信号処理・画像再構成手段６に組み込まれており、後述の目標物領域指定処理で得られる透過２次元画像における目標物の概略的な２次元位置と大きさに基づいて当該目標物の被検体内部における概略的な３次元位置と大きさを算出する機能を負っている。このような３次元位置算出機能１１が組み込まれた信号処理・画像再構成手段６は、後述の目標物３次元データ算出処理のための手段を構成することになる。
【００１９】
スーパーインポーズ機能１２は、同じく信号処理・画像再構成手段６に組み込まれており、上記複数の透過２次元画像を用いて指定される被検体中の目標物の像を外観画像に重ね合わせて表示する機能を負っている。したがって信号処理・画像再構成手段６は、目標物の像を外観画像に重ね合わせて表示するための手段も構成することになる。
【００２０】
操作手段３０は、上記複数の透過２次元画像について被検体内部の目標物を検出してその被検体内部における概略の２次元位置と大きさを指定する目標物領域指定処理をなすための手段を構成している。目標物領域指定処理には後述のように、操作者が主体になって処理を進める手動処理と、信号処理・画像再構成手段６に組み込むなどすることのできる処理機能により自動的に進める自動処理とがある。操作手段３０は主に、その手動処理において、表示手段７に表示した透過２次元画像中でカーソルを捜査して目標物の検出やその位置と大きさの指定をなすのに用いられるものであり、例えばマウスやキーボード等をこれに用いることができる。
【００２１】
信号処理・画像再構成手段６は、上述のように標物３次元データ算出処理のための手段と目標物の像を外観画像に重ね合わせて表示するための手段を構成するが、この他にも後述するＤＲ処理のための手段も電子線加速器１、スキャナ３およびＸ線センサ４などと共に構成している。これら以外のＸ線ＣＴ装置の構成や機能は図１１に関して上で説明した従来のそれと同様なので、上での説明を援用する。
【００２２】
次に、以上のような構成の透過画像提供システムにおける処理動作について説明する。図２には一連の処理に関するフローチャートを示してある。透過画像提供システムにおける一連の処理には、主なものとして、被検体１４の外観を撮影して外観画像を取得する外観画像取得処理（図２のＬ２に対応）、被検体に対する撮影方向をそれぞれ異ならせた複数の透過２次元画像をＤＲ撮影により取得するＤＲ処理（図２のＬ３とＬ４に対応）、このＤＲ処理で得られた各透過２次元画像について被検体内部の目標物（例えば被検体が鋳造物であれば巣や亀裂等）を検出してその被検体内部における概略の２次元位置と大きさを指定する目標物領域指定処理（図２のＬ５に対応）、この目標物領域指定処理で得られた各透過２次元画像における目標物の概略の２次元位置と大きさに基づいて当該目標物の被検体内部における概略の３次元位置と大きさを算出する目標物３次元データ算出処理（図２のＬ５に対応）、および目標物を目標物３次元データ算出処理で算出された概略の３次元位置と大きさに基づいて被検体の外観像に重ね合わせて表示する重合せ表示処理（図２のＬ６に対応）が含まれている。
【００２３】
以下、これらについて順を追って説明する。図２のフローチャートでは省略してあるが、一連の処理に先立って被検体１４をスキャナ３の上に載せる処理がまずある。それから一連の処理を開始するにあたってＸ線ＣＴ装置における測定条件（撮影条件）を設定する（Ｌ１）。測定条件は従来のＸ線ＣＴ装置でなされていたのと同様に、操作者が制御データを入力して設定するか、またはあらかじめ記憶手段８等に格納してある制御データを元に設定される。次に、スキャナに初期位置（撮影前に設定される位置）を取らせ、外観画像入力装置１０を作動させて、被検体１４の外観データを取得する（Ｌ２）。それから、被検体のＤＲ撮影を行なう。被検体のＤＲ撮影は複数の方向から行なう必要があるが、最低限必要であるのは適切に異ならせた角度（この角度としては９０度が最も適切である）の２方向からの撮影である。本実施形態では撮影方向Ａと撮影方向Ｂの２方向で行なうようにしており、まず撮影方向Ａにスキャナを回転させ、被検体を上下方向に移動しながらＤＲ撮影する（Ｌ３）。次いで、９０度スキャナを回転させ、撮影方向Ｂに被検体を移動し、ＤＲ撮影する（Ｌ４）。
【００２４】
ＤＲ撮影を終えたら、目標物領域指定処理（Ｌ５の「目標物の同定」に含まれる）を行なう。そのためにはまず撮影方向Ａと撮影方向Ｂの両ＤＲ画像（透過２次元画像）を表示手段７に同時に表示する（図４）。それから操作者がこの表示画面を見ながら目標物を検出し、その２次元位置と大きさを操作手段３０で表示画面上のカーソルを操作するなどして指定する。その結果に基づき、３次元位置算出機能１１は目標物の３次元の位置と大きさを計算する（Ｌ５の「目標物の同定」に含まれる）。なおここで説明した目標物領域指定処理は手動によるものである。自動で目標物領域指定処理を行なう場合には、正常な被検体つまり目標物となる欠陥等のない被検体についてのＤＲデータがあらかじめ用意しておき、この正常被検体のＤＲデータを撮影した被検体のＤＲデータと比較することで目標物の位置、大きさを自動的に指定することができる。そのような機能は例えば３次元位置検出機能１１に含ませることができる。
【００２５】
次に、３次元の位置と大きさが決定された目標物を被検体の外観画像（より具体的には外観画像取得処理で得られる外観画像データから作成されるワイヤフレームのような線画像）にスーパーインポーズ機能で重ね合わせることで、目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像として表示する（Ｌ６）。この透過画像においては、外観画像を斜め上方から撮影するなどして被検体の立体形状を容易に認識できるようにされているので、目標物の３次元分布がわかり易く表示される。したがってこの重ね合わせ表示の透過画像を観察することで、被検体内における例えば巣や亀裂等の欠陥の分布を容易に把握することができ、これにより被検体の良否を判定したり、またより詳細なＣＴ断層像の要否の判断やそれに必要な最小限の撮影範囲の決定をなしたりすることができる。
【００２６】
最後に、以上の各処理で取得した各データ（２方向からの撮影によるＤＲデータ、スーパーインポーズ表示データ等）を記憶手段８に格納し（Ｌ７）、次のＤＲ撮影があれば同様の処理を繰り返し、ない場合には処理を終了する（Ｌ８）。
【００２７】
図３には、以上のような一連の処理におけるＸ線ＣＴ装置の動作や一連の処理で得られるデータ等を説明する図を示してある。最上部は撮影方向Ａと撮影方向Ｂを模式的に示している。実際にはスキャナが９０度回転するので、被検体が９０度回転することになるが、ここでは、相対的に加速器１、コリメータ５、検出器４の回転として示している。２回のＤＲ測定（ＤＲ撮影）（図２のＬ３、Ｌ４）により、ＤＲ画像２０とＤＲ画像２１が得られる。一方、外観画像入力装置１０からは外観画像（外観データ）２７が得られる。外観データ２７中に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸はスキャナの軸である。Ｘ軸はコリメータ５に平行な方向、Ｙ軸はコリメータ５に垂直な方向、Ｚ軸は上下方向である。ＤＲ画像２１ではＸ軸とＺ軸は図示した方向になる。ＤＲ画像２０ではＹ軸とＺ軸は図示した方向になる。
【００２８】
このように各画像中に共通の座標軸を設定することにより、目標物Ｐ１、Ｐ２の各ＤＲ画像２０、２１中での概略的な位置を指定することができる（図２のＬ５に対応）。例えば、目標物Ｐ１の座標は（ｘ１、ｚ１）（ただしｙは不明）、ｘ方向、ｚ方向それぞれの大きさは（Δｘ１、Δｚ１）と指定できる。指定方法は後述する。
【００２９】
画像２６は、ｚ＝ｚ１でＣＴ撮影したと仮定した場合に得られる断層画像と目標物の指定方法の原理を示している。むろん、ＤＲだけでは画像２６は得られないが、ＤＲ画像２０と２１から２つの情報、すなわち範囲２６ａと範囲２６ｂの交差する範囲に目標物Ｐ１があるであろうとの推測が成り立つ。すなわち、交差領域２６ｃである。目標物の大きさを正確に表示することはできないが、このように複数（この例では２つ）のＤＲ画像から、概略の３次元位置を見いだすことが可能である。実際の目標物の指定方法は後述する。
【００３０】
このように目標物の概略３次元位置が決定できれば、外観データ２７にそれら目標物を表示することができる。図３中に示した画像２８は、外観画像２７に目標物Ｐ１、Ｐ２をスーパーインポーズ手法で重ね合わせて表示した透過画像の例である。そのためのスーパーインポーズ手法としては従来から一般に用いられているそれを用いることができる。
【００３１】
以下では、目標物領域指定処理以降について、さらに詳細に説明する。図４は、目標物領域指定処理における目標物領域指定画面の一例を示している。上記のようにして２方向からのＤＲ画像を取得すると、３次元位置算出機能１１に組み込まれている機能により、表示手段７に目標物領域指定画面１００が表示される。目標物領域指定画面１００には、角度を９０度異ならせた撮影方向Ａ、Ｂから撮影されたＤＲ画像１０３、１０５と、ＤＲ撮影の明暗レベルを調整する明暗調整機能１０９、および全ての目標物領域の指定が終了したことを３次元位置算出機能１１に知らせるための領域指定終了ボタン１１０が配置され、さらに付加的に拡大ボタン１０６と縮小ボタン１０７も配置されている。
【００３２】
まず操作者は、明暗調整機能１０９を操作手段３０により操作し、ＤＲ画像の明暗を調整して目標物を視認し易い画像を設定しながら、目標物の有無を目視検査する。Ｘ線センサ４のダイナミックレンジは３から４桁あるので、この広いダイナミックレンジを利用してＤＲ画像のコントラストを適切に調節しながら観察することにより、Ｘ線フィルム画像で同様なことをなすのに比べ、微小な目標物でも容易に検出することが可能となる。また、密度解像度についてもＤＲ画像は、Ｘ線フィルム画像に比較して、各段に高く、このことでも目標物の検出能力が高まる。さらに、ＤＲ画像は、そのデータがデジタル化されているために、任意の部分を拡大したり縮小したりすることが容易である。そこでこの特徴を活かした画像の拡大縮小機能（拡大ボタン１０６、縮小ボタン１０７）を設けることにより、ＤＲ画像を望みの範囲で適宜に拡大表示するなどして、目標物の判別をさらに容易に行なうことが可能となる。すなわちＤＲ画像は、広い範囲のコントラスト調整、高密度解像度それに拡大縮小の容易性といった特徴を有しており、このような特徴により、例えば鋳造物の巣や亀裂等のような目標物をより容易に検出することを可能するものであり、この点において、簡便で安価な検査の手法としてＤＲが特に優れたものとなる。なお図４の例では画質調整方法としてコントラスト調整（ＣＴ値または密度レベルの調整）を用い、画面上のレバーで明暗の中央値を移動させる仕組みとしてあるが、この他にもガンマ補正、エッジ強調等、一般の画像処理で用いられる手法を用いることができる。
【００３３】
目標物領域指定画面１００において目視検査で目標物をＤＲ画像中に発見したら、操作者はその目標物の領域（位置と大きさ）を画面上で指定する。具体的には、操作手段３０を通じてＤＲ画像上のカーソル１０４を目標物に沿って動かすと、その部分に選択した大きさの領域が表示される（点線の部分１１１）。この領域は、指定後も操作手段３０による操作で移動や削除、縦横のサイズ変更等が可能である。これにより操作者は、目標物として３次元上の位置を算出したい各ＤＲ画像１０３、１０５上の全ての領域を領域指定し、そのうち同一目標物を表すと考えられる領域については、ＤＲ画像１０３と１０５で目標物番号を同じ番号にする。同じ目標物番号を付加した指定領域は、それぞれの目標物番号固有の色で表示するようにするとさらに好ましい。
【００３４】
ここで同一目標物と考えられるのは、図中のＤＲ画像Ａ１０３、Ｂ１０５では、指定領域１１１と１１２、あるいは指定領域１１３と１１４のように、被検体内での高さ方向の位置・大きさがほぼ同じものである。場合によっては別方向から撮影したＤＲ画像で同じ程度の高さ位置に同一目標物と考えられるような指定領域が見当らないことがあるが、これは、ＤＲ画像の撮影位置によって同じ高さの付近にある別の目標物と重なって一つに見えているような場合が考えられる。いずれにせよ、すべての画像上で目視できる目標物を対応づけるのはＤＲ画像だけで困難であるので、その場合は関連づけを中止する。
【００３５】
図５には、目標物領域指定作業を自動で行なう場合に表示手段７に表示される画面の一例である自動処理用の目標物領域指定画面１２０を示す。自動処理の場合には予め正常な被検体（正常製品）のＤＲ画像データ１２２を準備しておき、検査品となる被検体のＤＲ画像１２３と比較して目標物の有無を判断する。具体的には正製品のＤＲ画像と検査対象となる被検体のＤＲ画像との間に差異がある領域を全て目標物領域として自動的に領域指定する。ここで、自動に指定された領域は、自動的に差異を取り出しているだけなので、目標物でない領域を誤って指定している可能性もある。そこで操作者等によるチェックを行なえるようにするの好ましい。それには、画面上で選択領域の解除や変更を行なえるように、領域削除機能１２４等を設けておく。また、このチェックのためにはＤＲ画像の画質を調整しながら目標物領域を確認できるようにするのが好ましく、そのために画質調整機能１２５を設けている。
【００３６】
以上の手動処理、自動処理いずれの場合でも目標物領域の指定作業が終了すると、操作者が画面上の領域指定終了ボタン１１０または１２６を操作することにより、目標物領域指定画面は閉じられ、目標物３次元データ算出処理に移る。目標物３次元データ算出処理では、目標物領域指定処理で目標物として指定した指定領域の中から、各ＤＲ画像（１０３、１０５）上で同じ目標物番号を持つ指定領域を求め、その指定領域の位置情報と各ＤＲ画像の撮撮影位置情報から、目標物の被検体中での３次元空間上の位置を算出する。算出した結果は記憶手段８に格納される。
【００３７】
次に、この算出した３次元位置データに基づいて、スーパーインポーズ機能１２により目標物を外観データと重ね合わせて表示する。図６に、所定の角度から撮影した外観画像に目標物の位置算出結果を重ね合わせて表示した目標物位置算出結果画面１３０の一例を示す。目標物位置算出結果画面１３０は、外観画像を撮影した際の外観画像入力装置１０の位置情報と、その際のスキャナの回転角度から、上記のようにして位置を算出した目標物領域がどのような見え方をするか計算し、この計算結果に基づいて外観画像に重ね合わせて表示したものである。通常は外観データの撮影条件は一定であるので、決定した各目標物の（ｘ、ｙ、ｚ）座標と大きさから、スーパーインポーズ画像１３３上に自動配置される。図６では目標物１と２が表示されている。このアルゴリズムには従来の一般的なそれを用いることができる。なお図の例の目標物位置算出結果画面１３０では、スキャナ面から各目標物領域の底面までの距離等の数値情報１３４を画面上に同時に表示するようにしてあるが、これらの数値情報は目標物毎にスーパーインポーズ画像１３３上に表示する形態等としてもよい。このような目標物位置算出結果画面１３０のデータは記憶手段８に格納され、必要に応じて取り出せるようにされる。
【００３８】
以上のように本発明による透過画像提供システムでは、何れも簡易である外観撮影とＤＲ撮影で得られる画像を用いるだけで、被検体の内部にある例えば鋳造物の巣や亀裂のような欠陥等の目標物の位置と大きさの概略的な把握を容易とする透過画像が得られる。したがって本発明による透過画像提供システムによれば、被検体についてその内部の欠陥等の有無とその概略の位置や大きさを知れば足り、被検体内部の立体形状を精密に把握する必要はないといったニーズに対して、簡便かつ安価に対応して費用対効果を高めることが可能である。例えば、高さ３００ｍｍの被検体の内部欠陥検査で高さ２ｍｍ程度の欠陥を見つけようとする場合、従来一般に行なわれていたＣＴ撮影であると、高さ方向に最低１ｍｍピッチで断層画像を撮影することが望ましく、撮影に２時間ほどかかっていたのに対し、本発明のように外観撮影とＤＲ撮影だけを用いる手法では、ＤＲ撮影に２方向で１分程度、外観撮影にはそれ以下といったきわめて短い撮影時間で済み、処理時間を大幅に短縮することができ、したがって処理費用の大幅な節減も可能となる。また、本発明による透過画像提供システムがもたらす目標物に関する大まかな情報は、その目標物に関して、より詳細なデータをＣＴ画像で得たいという場合に、ＣＴ撮影をする必要な範囲を必要最小限に限定するのにも活用することができ、そのようにすることで、ＣＴ撮影についてもその撮影時間を大幅に短縮できるようになり、この場合にも費用対効果を高めることが可能である。
【００３９】
ここで、以上の実施形態おける透過画像提供システムでは、ＤＲ撮影に機能するその骨格部分にＸ線ＣＴを用いていたが、これに代えてＤＲ専用装置を用いるようにすることももちろん可能である。
【００４０】
以下では、上記のようなＤＲによる透過画像提供システムを併用したＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムの実施形態について説明する。図７に一実施形態によるＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムの構成を模式化して示す。顧客６１０（通常は企業）と、データセンタ６２０、代金回収会社６３０、運送会社６４０、撮影作業会社６５０は、それぞれ情報端末装置６１１、６２１、６３１、６４１、６５１を持ち、これらの端末および銀行６６０のサーバはそれぞれ相互に通信ネットワーク６７０により接続されている。通信ネットワークの回線は、専用回線でも、あるいはインターネットのような間接的に接続される通信ネットワークでもよい。それぞれの情報端末装置にはデータ記憶手段６１２、６２２、６３２、６４２、６５２が接続されており、撮影作業会社６５０のデータ記憶手段６５２と情報端末装置６５１は、ワークステーション６５３とも接続されている。
【００４１】
ワークステーション６５３は、示Ｘ線ＣＴ装置６５４を制御してＣＴ撮影データからの断層像や立体像を作成すると共に、上で説明した透過画像提供システムにおけるのと同様な透過画像を作成する。すなわちワークステーション６５３は、図１の透過画像提供システムにおける信号処理・画像再構成手段６の機能とＸ線ＣＴ制御手段９の機能に対応する機能を担っている。
【００４２】
データ記憶手段６５２には、撮影記録データベース６５５があり、撮影で得られた元データや上記各種データ処理の結果が、注文件ごとに顧客Ｎｏ．やそれに関連づけられた発注Ｎｏ．および撮影条件の記録と共に保存される。一方、データセンタ内のデータ記憶手段６２２は、撮影の注文情報を管理する注文管理データベース６２３を保有しており、これは顧客情報管理・登録システム６２５と、価格データベース６２６、およびＸ線ＣＴ装置性能・撮影例データベース６２７から構成されている。またデータ記憶手段６２２は、撮影仕様確認・見積システム６２４を保有している。
【００４３】
顧客情報管理・登録システム６２５には、顧客の氏名、会社名、住所、電話番号、支払者名、銀行口座番号等、撮影サービス受注に必要な顧客情報と顧客の過去の発注履歴が格納されており、価格データベース６２６には、撮影費用算出の根拠となる各種撮影単価が保存されている。Ｘ線ＣＴ装置性能・撮影例データベース６２７は、Ｘ線ＣＴ装置の性能や断層撮影例等、ＰＲ資料が保存されている。
【００４４】
撮影仕様確認・見積システム６２４は、顧客が撮影を依頼するために必要な事項を入力するための撮影メニューをＷｅｂ上に表示し、顧客の入力した撮影仕様について、Ｘ線ＣＴ装置性能・撮影例データベースの情報をもとに撮影の可否をチェックし、撮影可能である場合には価格データベースの情報をもとに撮影価格を見積もり、表示する。この際、顧客の希望する撮影が、過去に撮影した被検体を再度被検体とする場合には、発注履歴の情報を使用する。発注履歴は発注番号で管理されているのでこの番号をもとに、撮影作業会社６５０の撮影記録データベース６５２から該当する撮影履歴を呼び出し、その撮影条件の情報をＷｅｂに表示する。
【００４５】
以上のような注文管理データベース６２３の情報は、通信ネットワーク６７０を介してＷｅｂ形式等で提供され、顧客やデータセンタ、代金回収会社、運送会社および撮影作業会社それぞれの情報端末装置で確認することができ、それぞれに必要な情報が選択的に表示される。
【００４６】
図８にＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムにおける業務フローの一例を示す。試料の内部構造を精密に測定するのでなく試料中の欠陥等の有無と大まかな位置が判ればよいケースの場合、顧客がＤＲによる透過画像撮影を選択できるようにし、従来のＸ線ＣＴ撮影サービスにおける特定断面撮影や立体像撮影に加えて、このＤＲ撮影も選択できるようにしている。また、撮影で得られたＣＴ値あるいは密度の値を用いて顧客自身が表示画面上のＤＲ画像の画質を変更できるようにすることで、欠陥等の目標物の検出を容易にし、且つ目標物の領域を顧客が指定できるようにすることで、目標物の判別能力を向上させている。
【００４７】
また、顧客が目標物の３次元的な情報をより詳細に調べたい場合には、検出した目標物の領域の大まかな位置情報を用いて、欠陥部分の断面構造や３次元構造の把握に必要な撮影領域と、その撮影に掛かる費用を割り出せるようにし、顧客がその撮影の発注を検討するための材料を提供できるようにしている。
【００４８】
以下、図８のフローの用いて業務の詳細を説明する。まず顧客７０１が、所有する情報端末装置から通信ネットワークを使ってデータセンタ７０２が管理する注文管理データベース７１３にアクセスすると、当該データベースは顧客が会員として登録されているか否かを尋ね、顧客が会員でない場合は顧客に顧客名や住所電話番号、支払人氏名、引き落とし口座番号等、取引に必要な顧客情報を入力するよう指示し、顧客が既に会員である場合は顧客名や会員番号、ＩＤ等、会員の識別に必要な情報を入力するよう指示する（７１１）。
【００４９】
会員でない顧客が会員登録に必要な顧客情報を入力すると（７１２）、注文管理データベース７１３は該顧客情報を仮会員として登録し、仮の会員番号とＩＤを割り当てる。顧客の仮登録が完了すると、注文管理データベースは該顧客に仮の会員番号とＩＤをメールやＷｅｂ等を介して通知する（７１４）。仮の会員番号とＩＤを交付された顧客は、以降は既に会員である顧客と同様の手続きで撮影注文が可能となる。
【００５０】
既に会員である顧客および仮の会員として登録された顧客が注文管理データベース７１３にアクセスし、会員名や仮または正規の会員番号・ＩＤ等、必要な情報を入力すると（７１５）、注文管理データベースは保存されている顧客情報とこれを照合する。データベースの顧客情報と該入力内容が一致したら、注文管理データベースは、代金回収会社７０３に該顧客の与信チェックをメールまたはＷｅｂあるいはその他の手段により依頼する（７１６）。
【００５１】
代金回収会社７０３は、顧客情報を基に顧客の与信チェックを行ない、与信結果を撮影作業会社７０５に連絡する（７１７）。撮影作業会社は与信内容を確認し、与信内容が「否」であった場合は、受注をお断りする旨をメールやＷｅｂ上で顧客に連絡し（７１８）、顧客が仮登録会員であった場合は注文管理データベースに仮登録した当該顧客情報を取消し削除しその旨も合わせて顧客に連絡する。顧客が連絡内容を確認した時点で処理は終了となる（７１９）。ここで、代金回収会社が与信チェック結果を撮影作業会社７０５ではなくデータセンタ７０２の注文管理データベースに連絡するようにし、与信結果が否の場合は注文管理データベースから自動的にメールやＷｅｂ等により顧客へ注文受付拒否の連絡が届くようにしてもよい。
【００５２】
一方、与信内容が可（取引可能）であれば、注文管理データベースは顧客に注文仕様の入力を許可し、顧客の情報端末装置上に撮影仕様を入力する画面を表示する（７２０）。顧客はこの撮影仕様入力画面の指示に従い、撮影仕様を入力してゆく。まず顧客は、今回の注文が、過去に本撮影サービスで撮影した被検体の追加撮影であるか、あるいは新規の被検体についての撮影であるかを選択する（７２１）。この追加撮影には、先にも述べたように、ＣＴ撮影の撮影領域追加の他にも、以前ＤＲ撮影を行なった被検体について、より詳しい立体形状情報を得るためＣＴ撮影を行なう場合も含まれる。新規の撮影か追加の撮影かによって、仕様の入力方法は以下のように分かれる。
【００５３】
新規の被検体を撮影する場合は、まずその新しい被検体についての形状等の情報を入力し（７２２）、次いで目的に合った撮影方法を選択し（７２３）、撮影したい領域を指定する（７２４）。ここで必要な被検体の情報は、Ｘ線ＣＴ装置６５４で撮影が可能であるかを判断するため、被検体の直径、高さ、重量、鉄換算厚さ等の情報を入力するものであり、撮影方法は、先に述べたようにＤＲ撮影による簡易目標物検出、ＣＴ撮影による特定断面撮影、および特定３次元領域の立体撮影という３つの方法から選択する。そして各撮影方法ごとに定められた撮影仕様指定方法に従い、撮影領域を指定する。撮影領域の指定方法の詳細は後述する。
【００５４】
一方、過去にＤＲ撮影した被検体の追加撮影の場合は、まず注文管理データベースが過去の注文記録の中から顧客の撮影記録を検索し、保存されている注文受付日と被検体の名称、外形寸法、撮影内容の概要等、顧客が被検体を識別するのに必要な情報を一覧にして、顧客の情報端末装置に表示する（７２５）。顧客がその一覧の中から今回追加撮影を希望する被検体の記録を少なくとも一つ指定すると（７２６）、注文管理データベースは、該当撮影記録の撮影仕様詳細についての情報提供を、撮影作業会社７０５の管理する撮影記録データベースに通信ネットワークを介して要求する（７２７）。撮影記録データベースは、要求された情報を取り出し、顧客の情報端末装置に表示する（７２８）。
【００５５】
すなわち、被検体の外観画像上に複数のＤＲ撮影結果から求めた欠陥等の目標物の位置もあわせて表示する。目標物の簡易検出を行なった被検体についての追加撮影は、その殆どが検出した目標物領域についてより詳細な構造を調べるための断層撮影や立体像の撮影であり、追加撮影仕様の指定には該目標物領域の表示が必須である。詳細は後述する。
【００５６】
また、顧客が指定した撮影記録の他に同一被検体についての撮影記録が幾つかある場合には、注文管理データベースは該当する記録を全て抽出し、その情報を元に撮影記録データベースから該被検体の過去全ての撮影範囲や撮影結果を選び出し、顧客の情報端末装置に表示させてもよい。
【００５７】
次に、顧客が今回追加で行なう撮影方法（撮影種類）（７３０）と撮影領域（撮影範囲）（７３１）を情報端末装置上で指定する。被検体の過去の撮影仕様や結果を表示させた上で、新規の場合と同様、３つの撮影方法から適した方法を選択し、詳細仕様を入力するという手順となる。入力内容の漏れのチェック等を行ない、これらに問題が無ければ、注文受付ＯＫとし（７３４）、顧客からの受付処理を終了し、撮影作業会社に注文連絡をメール等で連絡する（７３６、７３７）。
【００５８】
以降の手順は例えば特開２０００−２９８１０６号公報に開示される「Ｘ線ＣＴ利用システム」のような従来システムと変わりなく、以下に簡単に述べる。撮影作業会社７０５は仕様を確認し（７３８）、撮影の可否をチェックして（７３９）、Ｘ線ＣＴ装置６５４の撮影性能に合わない場合には断り連絡を（７４０）、可能な場合には代金回収会社７０４に受注連絡を送信し（７４１）、代金回収会社は顧客に受注確定情報（撮影内容や金額を含む）送信する。もちろんこの部分は書類の郵送等で行なってもよい。
【００５９】
以降は、撮影作業会社７０５は撮影手配を実施し（７４８）、顧客７０１から運送会社７０４が試料を運搬してくると、それを受け取って（７５０）撮影作業を実施する（７５１）。以降の商品発送（商品としての撮影画像などの提供）、代金回収については図８のフロー図に示すとおりである。
【００６０】
ここで、本実施形態では、データセンタ７０２と代金回収会社７０３が撮影作業会社７０５と別会社になっているが、もちろん同一会社がすべての役割を実行するようにしてもよい。
【００６１】
図９は新規注文（図８の７２２〜７２４）の場合における顧客６１０の情報端末装置６１１上での発注画面３００の例を示す。画面上には試料の大きさ３０１、試料数３０２、撮影仕様３０３の各入力欄があり、発注条件を決められるようになっている。さらに詳細仕様ボタン３０４１〜３０４７をクリックすることにより詳細な撮影条件を入力できる。本実施形態では「透過撮影による簡易欠陥検出」を指定できる。画面上の入力欄や撮影の種類を選択すると自動的に見積金額が出力３０５され、発注ボタン３０６をクリックすることにより注文申し込み（図８の７３２）がなされる。このように、本実施形態においては顧客が透過撮影（ＤＲ）による簡易欠陥検出サービスを受けることが可能になる。
【００６２】
図１０は既に顧客が透過撮影による簡易欠陥検出サービスを利用しており、その撮影データを活用してＣＴ撮影をさらに発注する場合における顧客６１０の情報端末装置６１１上での発注画面４００を示す。以前の撮影時における撮影番号等の情報４０１が表示され、ＤＲ撮影のスーパーインポーズ画像４０３が表示される。画像４０３上にはカーソルＡ４０４とカーソルＢ４０５が表示され、マウス等で画面上を移動させることができ、それぞれに試料の高さ方向の位置が示されている。カーソル位置は対象範囲４０６に表示される。要求したい撮影の種類は特定断面画像４０８または部分立体画像４１０から選択する。特定断面画像はＣＴ画像１枚ごとの高さ方向４０９を指定し、部分立体像撮影では高さの開始と終了位置４１１を指定する。すなわち複数枚のＣＴ撮影である。設定ボタン４０７をクリックすると特定断面撮影ではカーソルＡの高さが位置データ４０９として入力される。また、部分立体像撮影を選択している場合にはカーソルＡとＢの値が位置データ４１１として入力される。これらの入力は設定ボタンをクリックするたびに行なわれ、合計見積もり金額４１２が表示される。撮影条件を入力し終わると、発注ボタン４１３をクリックすることにより、注文申し込み（図８の７３２）が可能となる。
【００６３】
以上の説明から理解されるように、本発明によるＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムは、ＤＲ撮影による透過画像の提供が併用されており、被検体の内部における欠陥等の目標物をその概略的な位置と大きさと共に簡易に検出するサービスを提供することができる。また、顧客が目標物に関するさらに詳細なＣＴ撮影データを必要とする場合に、この簡易な目標物検出の結果に基づいてＣＴ撮影をなす範囲を必要最小限に限定することができ、これによりＣＴ撮影についてもその撮影時間を大幅に短縮することを可能とする。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、何れも簡易である外観撮影とＤＲ撮影で得られる画像を用いるだけで、被検体内部の欠陥等の目標物をその概略的な位置と大きさと共に容易に把握することができるようになる。このため、被検体についてその内部の欠陥等の有無とその概略の位置や大きさを知れば足り、被検体内部の立体形状を精密に把握する必要はないといったニーズに対して、簡便かつ安価に対応して費用対効果を高めることが可能となるし、また目標物に関する詳細なデータをＣＴ撮影で得たいという場合でも、ＤＲ撮影による目標物の簡易検出のデータを活用することでＣＴ撮影に対する必要最小限の範囲を特定することができ、このことによりＣＴ撮影についてもその撮影時間を大幅に短縮できるようになり、その費用対効果を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態による透過画像提供システムの構成図である。
【図２】信号処理・画像再構成手段のＤＲ撮影時の動作を示した図である。
【図３】信号処理・画像再構成手段のＤＲ撮影時の動作で得られるデータの説明図である。
【図４】目標物領域指定処理を手動で行なう場合の表示画面の例を示す図である。
【図５】目標物領域指定処理を自動で行なう場合の表示画面の例を示す図である。
【図６】外観画像に目標物の位置算出結果を重ね合わせて表示した目標物位置算出結果画面の一例を示す図である。
【図７】一実施例によるＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムの構成図である。
【図８】Ｘ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムにおける業務フローを示す図である。
【図９】新規注文の場合における顧客情報端末装置の発注画面の例を示す図である。
【図１０】既存撮影データを活用してＣＴ撮影を発注する場合における顧客情報端末装置の発注画面の例を示す図である
【図１１】従来の産業用Ｘ線ＣＴ装置の構成図である。
【符号の説明】
１　電子線加速器（ＤＲ処理のための手段を構成）
３　スキャナ（ＤＲ処理のための手段を構成）
４　Ｘ線センサ（ＤＲ処理のための手段を構成）
６　信号処理・画像再構成手段（ＤＲ処理のための手段、目標物３次元データ算出処理のための手段、透過画像を表示するのための手段等を構成）
７　表示手段
１０　外観画像入力手段（外観画像取得処理のための手段を構成）
１１　３次元位置算出機能（目標物３次元データ算出処理のための手段を構成）
１２　スーパーインポーズ機（能透過画像を表示するのための手段を構成）
１４　被検体
２０、２１、１０３、１０５　ＤＲ画像（透過２次元画像）
２７　外観画像
２８　透過画像
３０　操作手段（目標物領域指定処理のための手段を構成）
Ｐ１、Ｐ２　目標物

Claims

被検体内部における目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像を提供する透過画像提供システムであって、
前記被検体の外観を撮影して外観画像を取得する外観画像取得処理のための手段、前記被検体に対する撮影方向をそれぞれ異ならせた複数の透過２次元画像をデジタルラジオグラフィにより取得するＤＲ処理のための手段、前記ＤＲ処理で得られた各透過２次元画像について被検体内部の目標物を検出してその被検体内部における概略の２次元位置と大きさを指定する目標物領域指定処理のための手段、前記目標物領域指定処理で得られた各透過２次元画像における目標物の概略の２次元位置と大きさに基づいて当該目標物の前記被検体内部における概略の３次元位置と大きさを算出する目標物３次元データ算出処理のための手段、および前記目標物を前記目標物３次元データ算出処理で算出された概略の３次元位置と大きさに基づいて前記外観画像に重ね合わせた前記透過画像を表示するのための手段を備えてなる透過画像提供システム。
目標物領域指定処理では、複数の透過２次元画像を表示手段に表示し、操作者が、この表示された複数の透過２次元画像を見ながら、被検体内部の目標物の検出およびその被検体内部における目標物の概略の２次元位置と大きさの指定をなせるようにされている請求項１に記載の透過画像提供システム。
顧客からの情報端末装置を介した依頼に応じてＸ線ＣＴ装置による被検体の撮影サービスを行なうようになっているＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステムであって、
請求項１または請求項２に記載の透過画像提供システムによる、被検体内部における目標物の概略的な３次元位置と大きさに関する透過画像の提供を撮影サービスに含ませてなるＸ線ＣＴ・ＤＲ撮影サービスシステム。